DWMED

Energią jonizacji nazywamy taką ilość energii, jaka potrzebna jest do usunięcia elektronu z atomu pierwiastka chemicznego lub jego jonu prostego. Rysunek poniżej ilustruje charakterystykę zmian wartości pierwszej oraz drugiej energii jonizacji pierwiastków grup głównych układu okresowego, uszeregowanych według wzrastającej liczby atomowej. Pierwiastki te ponumerowano nadając wartości liczbowe od 1 do 26.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Oceń poprawność poniższych zdań, wpisując literę „P” (prawda) lub literę „F” (fałsz).

Energią jonizacji nazywamy taką ilość energii, jaka potrzebna jest do usunięcia elektronu z atomu pierwiastka chemicznego lub jego jonu prostego. Rysunek poniżej ilustruje charakterystykę zmian wartości pierwszej oraz drugiej energii jonizacji pierwiastków grup głównych układu okresowego, uszeregowanych według wzrastającej liczby atomowej. Pierwiastki te ponumerowano nadając wartości liczbowe od 1 do 26.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Jeden z wymienionych pierwiastków chemicznych tworzy najsłabszy (w porównaniu z pozostałymi kwasami tworzonymi przez inne pierwiastki leżące w tej samej grupie) jednoprotonowy kwas beztlenowy. Wodny roztwór tego kwasu reaguje z tlenkiem pierwiastka oznaczonego numerem 14, w którym pierwiastkowi temu przypisuje się jego maksymalny stopień utlenienia.

Napisz równanie reakcji chemicznej jaka przebiega po wprowadzeniu opisanego tlenku do wodnego roztworu kwasu o którym mowa.

Energią jonizacji nazywamy taką ilość energii, jaka potrzebna jest do usunięcia elektronu z atomu pierwiastka chemicznego lub jego jonu prostego. Rysunek poniżej ilustruje charakterystykę zmian wartości pierwszej oraz drugiej energii jonizacji pierwiastków grup głównych układu okresowego, uszeregowanych według wzrastającej liczby atomowej. Pierwiastki te ponumerowano nadając wartości liczbowe od 1 do 26.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

W reakcji z kwasami magnez stosunkowo łatwo przekształca się w dwudodatnie jony. Podczas opisanej przemiany przebiega proces według schematu:

Mg → Mg²⁺ + 2ē

Oblicz wartość energii jaka powinna zostać dostarczona, aby 1 mol atomów magnezu przekształcony został w dwudodatnie jony. Wynik wyraź w MJ, z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Energią jonizacji nazywamy taką ilość energii, jaka potrzebna jest do usunięcia elektronu z atomu pierwiastka chemicznego lub jego jonu prostego. Rysunek poniżej ilustruje charakterystykę zmian wartości pierwszej oraz drugiej energii jonizacji pierwiastków grup głównych układu okresowego, uszeregowanych według wzrastającej liczby atomowej. Pierwiastki te ponumerowano nadając wartości liczbowe od 1 do 26.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

W reakcji z kwasami magnez stosunkowo łatwo przekształca się w dwudodatnie jony. Podczas opisanej przemiany przebiega proces według schematu:

Mg → Mg²⁺ + 2ē

Reakcja magnezu z kwasem octowym może zostać zilustrowana równaniem chemicznym:

Mg + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Mg + H₂

Do 500 cm³ roztworu kwasu octowego o wartości pH równej 2,4 wprowadzono 4,8 g wstążki magnezowej.

Oblicz, jaką objętość zajmie w warunkach normalnych powstały wodór?

Energią jonizacji nazywamy taką ilość energii, jaka potrzebna jest do usunięcia elektronu z atomu pierwiastka chemicznego lub jego jonu prostego. Rysunek poniżej ilustruje charakterystykę zmian wartości pierwszej oraz drugiej energii jonizacji pierwiastków grup głównych układu okresowego, uszeregowanych według wzrastającej liczby atomowej. Pierwiastki te ponumerowano nadając wartości liczbowe od 1 do 26.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

W reakcji z kwasami magnez stosunkowo łatwo przekształca się w dwudodatnie jony. Podczas opisanej przemiany przebiega proces według schematu:

Mg → Mg²⁺ + 2ē

Szybkość reakcji magnezu z kwasem zależy między innymi od pH użytego roztworu. Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, którego schemat ilustruje rysunek poniżej.

Oceń, w której z probówek w tej samej temperaturze wstążka magnezowa roztworzyła się szybciej? Uzasadnij swoją odpowiedź.

O dwóch pierwiastkach chemicznych X oraz Y wiadomo, że:

–   w stanie podstawowym ich elektrony walencyjne rozmieszczone są na dwóch powłokach elektronowych,

–   elektron (lub elektrony) walencyjne opisane orbitalem s o głównej liczbie kwantowej 4 stanowią dokładnie 20% jego elektronów walencyjnych opisanych orbitalami, których główna liczba kwantowa ma wartość 3,

–   po utworzeniu dwudodatnich jonów prostych przez pierwiastki X oraz Y, stosunek liczby elektronów opisanych orbitalami d kationu pierwiastka X do liczby elektronów opisanych orbitalami d kationu pierwiastka Y równy jest 2:5.

–   mogą wchodzić w skład jonów kompleksowych powstałych w reakcji ich amfoterycznych tlenków z roztworem mocnej zasady. W kompleksach tych wartość liczby koordynacyjnej równa jest 4.

Napisz symbole chemiczne lub nazwy pierwiastków X i Y oraz stosując symbole podpowłok, skróconą (względem poprzedzającego gazu szlachetnego) konfigurację elektronową ich dwudodatnich jonów. Określ wartość pobocznej liczby kwantowej opisującej elektrony niesparowane jonu pierwiastka X o którym mowa. Uzupełnij tabelę.

O dwóch pierwiastkach chemicznych X oraz Y wiadomo, że:

–   w stanie podstawowym ich elektrony walencyjne rozmieszczone są na dwóch powłokach elektronowych,

–   elektron (lub elektrony) walencyjne opisane orbitalem s o głównej liczbie kwantowej 4 stanowią dokładnie 20% jego elektronów walencyjnych opisanych orbitalami, których główna liczba kwantowa ma wartość 3,

–   po utworzeniu dwudodatnich jonów prostych przez pierwiastki X oraz Y, stosunek liczby elektronów opisanych orbitalami d kationu pierwiastka X do liczby elektronów opisanych orbitalami d kationu pierwiastka Y równy jest 2:5.

–   mogą wchodzić w skład jonów kompleksowych powstałych w reakcji ich amfoterycznych tlenków z roztworem mocnej zasady. W kompleksach tych wartość liczby koordynacyjnej równa jest 4.

Określ wartości stopni utlenienia pierwiastków X oraz Y w opisanych jonach kompleksowych oraz wzory sumaryczne związków kompleksowych stanowiących produkty reakcji ich amfoterycznych tlenków z roztworem wodorotlenku sodu. Uzupełnij tabelę.

Związki chemiczne zbudowane z różnych izotopów tego samego pierwiastka chemicznego nieznacznie różnią się właściwościami fizycznymi oraz chemicznymi. Na przykład w temperaturze 25 ^oC próbka o masie 15 g tzw. wody ciężkiej, w której atomy protu zastąpione zostały deuterem zajmuje objętość o 11% mniejszą, niż taka sama masa wody lekkiej, która w tych samych warunkach ma gęstość 0,997 g·cm^–3.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Oblicz gęstość wody ciężkiej w temperaturze 25 ^oC. Wynik podaj w g·cm^–3 z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.

Wiele spośród pierwiastków chemicznych w przyrodzie występuje wyłącznie w postaci jednego rodzaju nuklidów i nazywamy je pierwiastkami czystymi. Przykładami takich nuklidów są:

⁹Be, ¹⁹F, ²³Na, ²⁷Al, ⁵⁹Co

Na podstawie: A Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Spośród wymienionego zbioru nuklidów wybierz i wpisz w puste pola tabeli te, których atomy spełniają dany warunek.

Wiele spośród pierwiastków chemicznych w przyrodzie występuje wyłącznie w postaci jednego rodzaju nuklidów i nazywamy je pierwiastkami czystymi. Przykładami takich nuklidów są:

⁹Be, ¹⁹F, ²³Na, ²⁷Al, ⁵⁹Co

Na podstawie: A Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

W sprzyjających warunkach niektóre z wymienionych pierwiastków w odpowiedniej postaci (cząsteczki, atomy) mogą reagować z pozostałymi spośród nich.

Narysuj wzór elektronowy (kropkowy lub kreskowy) związku chemicznego powstałego w wyniku reakcji cząsteczek zawierających łącznie 38 nukleonów z nuklidami zawierającymi łącznie 34 nukleony i elektrony. Określ stan skupienia tej substancji w warunkach normalnych. Uzupełnij tabelę.

Nasycony w temperaturze 20 ^oC, wodny roztwór chlorku potasu ma stężenie 25,5%, a w temperaturze 80 ^oC rozpuszczalność tej soli wynosi 51,2 g/100 g wody.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

W celu oczyszczenia chlorku potasu sporządzono 250 g nasyconego w temperaturze 80 ^oC wodnego roztworu tej soli i wprowadzono do niego dodatkowo 50 g wody destylowanej. Uzyskany roztwór ochłodzono do temperatury 20 ^oC, a powstały osad odsączono, przemyto i zważono. Jego masa była równa 9,13 g.

Oblicz procentową wydajność procesu prowadzącego do uzyskania 9,13 g bezwodnego chlorku potasu. Wynik podaj z dokładnością do cyfry jedności.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej, jaka przebiega po wprowadzeniu stężonego kwasu siarkowego(VI) do roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, jeśli jej bezpośrednim produktem jest opisany bezbarwny produkt gazowy. Współczynniki stechiometryczne uzgodnij metodą bilansu jonowo-elektronowego.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Słabym, wielohydronowym kwasem jest kwas ortofosforowy(V). Stałe równowagi kolejnych etapów jego dysocjacji elektrolitycznej w temperaturze 25 ^oC mają następujące wartości:

W teorii protonowej kwasów i zasad Brønsteda-Lowry’ego, z kwasu powstaje sprzężona z nim zasada, przy czym im mocniejszy jest kwas Brønsteda, tym słabsza sprzężona z nim zasada.

Po zmieszaniu jednakowych objętości rozcieńczonych roztworów o takim samym stężeniu molowym – azotanu(III) potasu oraz kwasu ortofosforowego(V) przebiega reakcja chemiczna:

Uszereguj według wzrastającej mocy zasady Brønsteda zawierające fosfor, powstałe w wyniku dysocjacji elektrolitycznej kwasu ortofosforowego(V) w jego wodnym roztworze.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Słabym, wielohydronowym kwasem jest kwas ortofosforowy(V). Stałe równowagi kolejnych etapów jego dysocjacji elektrolitycznej w temperaturze 25 ^oC mają następujące wartości:

W teorii protonowej kwasów i zasad Brønsteda-Lowry’ego, z kwasu powstaje sprzężona z nim zasada, przy czym im mocniejszy jest kwas Brønsteda, tym słabsza sprzężona z nim zasada.

Po zmieszaniu jednakowych objętości rozcieńczonych roztworów o takim samym stężeniu molowym – azotanu(III) potasu oraz kwasu ortofosforowego(V) przebiega reakcja chemiczna:

Napisz wzory sumaryczne sprzężonych par kwas-zasada Brønsteda biorących udział w opisanej reakcji chemicznej, biegnącej po zmieszaniu roztworów – azotanu(III) potasu oraz kwasu ortofosforowego(V). Uzupełnij tabelę.

Kwas azotowy(III) jest związkiem trwałym jedynie w bardzo rozcieńczonych roztworach. Dlatego, jeśli wprowadzi się stężony kwas siarkowy(VI) do wodnego roztworu azotanu(III) potasu o dostatecznie wysokim stężeniu, wówczas kwas azotowy(III) praktycznie nie powstanie. Obserwuje się wtedy wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego gazu, który brunatnieje u wylotu naczynia reakcyjnego. Drugim produktem opisanej przemiany chemicznej jest woda, a kolejnym – kwas, w cząsteczkach którego azot przyjmuje maksymalny stopień utlenienia. Bezwodnikiem kwasu azotowego(III) jest nietrwały tlenek N₂O₃, który rozkłada się z utworzeniem dwóch opisanych wcześniej substancji gazowych. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze pokojowej T, faza gazowa może zawierać wtedy 50% objętościowych związku N₂O₃.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

W celu ustalenia charakteru chemicznego tlenków – bezbarwnego oraz powstałego z niego tlenku brunatnego przeprowadzono pewne doświadczenie chemiczne. W tym celu przygotowano dwie serie probówek. W każdej z tych serii znajdowały się następujące mieszaniny:

– wodny roztwór KOH z dodatkiem kilku kropli roztworu oranżu metylowego,

– woda dejonizowana z dodatkiem kilku kropli roztworu oranżu metylowego,

– wodny roztwór KOH z dodatkiem kilku kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.

Do zawartości każdego wymienionych naczyń wprowadzono opisane tlenki (po jednym do probówek znajdujących się w każdej serii), przy czym w przypadku tlenku bezbarwnego doświadczenie przeprowadzono w układach praktycznie pozbawionych tlenu. Podczas przebiegu tego doświadczenia wykonano kilka fotografii. Cztery z nich zamieszczono poniżej:

Brunatny tlenek został użyty w takiej ilości względem zawartego w roztworze wodorotlenku potasu, że w uzyskanej po zakończeniu doświadczenia mieszaninie (25 ^oC) stężenie jonów OH^– było równe 2∙10^–6 mol∙dm^–3. W roztworze tym po zakończeniu doświadczenia uzyskano również mieszaninę dwóch soli.

Wskaż numery tych probówek, których zawartość przedstawiono w postaci fotografii wykonanej po wprowadzeniu tlenku bezbarwnego, a następnie wyjaśnij, dlaczego doświadczenie z wykorzystaniem tego tlenku przeprowadzono w warunkach praktycznie beztlenowych.