50 Krajowa Olimpiada Chemiczna. Etap II – Rozwiązania

50 Krajowa Olimpiada Chemiczna. Etap II – Rozwiązania

.UDMRZD2OLPSLDGD&KHPLF]QD(WDS,,±5R]ZL]DQLD
5R]ZL]DQLD]DGDWHRUHW\F]Q\FK
5R]ZL]DQLH]DGDQLD
1. 3HSW\GSRG]LDáDQLXQLQK\GU\QEDUZLVL
QDILROHWRZRFRR]QDF]D*HQD1NRFXWHJRSHSW\GX
]QDMGXMH VL
DPLQRNZDV ] ,U]
GRZ JUXS DPLQRZ OXE Z áDFXFKX SHSW\GRZ\P ]QDMGXMH VL
aminokwas zasadowy, np. lizyna.
2. 1DVW
SXMFHDPLQRNZDV\PRJWZRU]\üZL]DQLDSHSW\GRZHSU]H]JUXS\ERF]QH$VS*OX/\V
3. =WUHFL]DGDQLDZ\QLND*HPDVDF]VWHF]NRZDtripeptydu wynosi 307 u.
4. 8WOHQLDQLHWOHQHP]SRZLHWU]DSURZDG]LGRSURGXNWXRPDVLH F]VWHF]NRZHM X =ZL]HN WHQ
PDZL
FPDV
F]VWHF]NRZRNRáRUD]\ZL
NV]RGZ\MFLRZHJR]ZL]NX XF]\OL
Z Z\QLNX XWOHQLDQLD WZRU]\ VL
SURGXNW E
GF\ GLPHUHP Z\MFLRZHJR SHSW\GX ,VWQLHMH W\ONR
MHGHQ DPLQRNZDV PRJF\ Z WDN áDJRGQ\FK ZDUXQNDFK XWOHQLDMF\FK WZRU]\ü GLPHU\
$PLQRNZDVHPW\PMHVWF\VWHLQDZSRGDQ\FKZDUXQNDFKWZRU]\VL
PRVWHNGLVXOILGRZ\
5. &KORUHN WLRQ\OX MHVW RGF]\QQLNLHP VWRVRZDQ\P GR V\QWH]\ FKORUNyZ NZDVRZ\FK NWyUH PRJ
QDVW
SQLH VáX*\ü GR V\QWH]\ HVWUyZ :DUXQNL UHDNFML SRGDQH Z ]DGDQLX MHGQR]QDF]QLH RNUHODM
SURGXNW UHDNFML ± HVWU\ILNDFML XOHJDM JUXS\ NDUERNV\ORZH REHFQH Z SHSW\G]LH WZRU]F HVWU\
metylowe.
5y*QLFDPDVF]VWHF]NRZ\FKVXEVWUDWXLSURGXNWXZUHDNFMLHVWU\ILNDFMLZ\QRVLX
62&O0H2+
5 &22+
5 &220H
0DVD DWRPRZD WDN RWU]\PDQHJR SURGXNWX MHVW UyZQD X F]\OL R X ZL
NV]D QL* PDVD
atomowa substratu (668 - 3RQLHZD*
56
Z\QLND ] WHJR *H Z GLPHU\F]Q\P
14
SHSW\G]LH V ZROQH JUXS\ NDUERNV\ORZH NWyUH PRJ XOHF HVWU\ILNDFML 2]QDF]D WR *H Z
Z\MFLRZ\PSHSW\G]LHVZROQHJUXS\NDUERNV\ORZH±QD&NRFXLZáDFXFKXERF]Q\P
6. : Z\QLNX F]
FLRZHM K\GUROL]\ SRZVWDM IUDJPHQW\ ] NWyU\FK ND*G\ ]DZLHUD VLDUN
SRGF]DV
analizy elementarnej powstaje BaSO4)
2
7. ,GHQW\ILNDFMDUHV]W\1NRFRZHMPHWRG6DQJHUDSU]HELHJDQDVW
SXMFR
5
21
)
2
1+
+1
12
2
5
2 1
2 1
5
2
2
12
2+
1+
1+
1+
5
12
2
!
5
+ wolne AA
( skrót AA oznacza aminokwas )
0DVDF]VWHF]NRZDUHV]W\GLQLWURIHQ\ORZHMMHVWUyZQDX2WU]\PDQRSRFKRGQ'13
$$RPDVLHF]VWHF]NRZHMXF]\OLPDVDF]VWHF]NRZDV]XNDQHJRDPLQRNZDVXMHVWUyZQD
313-167+1=147 u.
=LQIRUPDFMLSRGDQ\FKZ]DGDQLXPR*QDSU]\SXV]F]Dü*H1NRFRZ\PDPLQRNZDVHPMHVW$VS
lub Glu.
MAsp=133 u
MGlu= 147 u
1NRFRZ\PDPLQRNZDVHPMHVWZL
FNZDVJOXWDPLQRZ\
:LDGRPRZL
F*HZVNáDGVHNZHQFMLSHSW\GXZFKRG]L*OXL&\V
MCys=121 u
Mtrzeci
AA
Mpeptyd=307 u
î F]VWHF]NL ZRG\ X WD PDVD F]VWHF]NRZD RGSRZLDGD
glicynie.
=SXQNWXZLDGRPR*HSRZVWDMFHZZ\QLNXF]
FLRZHMK\GUROL]\IUDJPHQW\]DZLHUDMVLDUN
F]\OL&\VPXVL]QDMGRZDüVLHPL
G]\*OXL*O\3RZVWDMFHGZDIUDJPHQW\GLSHSW\GRZHWR
1. Fragment pierwszy:
3
:]yUVNUyFRQ\
:]yUSHáQ\
2
*OX
6+
2
+2
&\V
1+
1+
2+
2
( Uwaga! =DáDPDQLHOLQLL áF]FHM DPLQRNZDV\ ZH Z]RU]H VNUyFRQ\P R]QDF]D *H MHGQD ] JUXS
WZRU]F\FKZL]DQLHSHSW\GRZHZ\VW
SXMHZáDFXFKXERF]Q\P±ZW\PZ\SDGNXMHVWWRJUXSD
karboksylowa kwasu glutaminowego)
2. Fragment drugi:
:]yUSHáQ\
:]yUVNUyFRQ\
6+
&\V
*O\
+1
1+
2
2
2+
6HNZHQFMDV]XNDQHJRSHSW\GXMHVWQDVW
SXMFD
Glu
Cys-Gly
Peptydem tym jest glutation SHáQLF\ IXQNFM
XNáDGX RNV\GRUHGXNF\MQHJR FKURQLFHJR SU]HG
XWOHQLDQLHPJUXS\±6+ELDáHN
3HáQ\Z]yUJOXWDWLRQX
2
+22&
1+
Konfiguracja absolutna: (2S)-Glu, (2R)-Cys
Reakcje:
Do pkt 4)
Zapis skrótowy:
+6
1+
1+
2
&22+
4
Glu
[O]
Glu
Cys-Gly
Cys-Gly
Cys-Gly
Glu
=DSLVSHáQ\
2
+22&
+6
1+
1+
1+
&22+
2
[O]
1+
+22&
1+
2
2
+22&
1+
&22+
6
6
1+
1+
2
1+
&22+
2
'RSNW5HDNFMDSU]HELHJDDQDORJLF]QLHMDNUHDNFMDRJyOQDQDSLVDQDZ\*HMZRGSRZLHG]LGR
punktu 5:
1+
+22&
1+
2
2
+22&
1+
2
1+
&22+
6
6
1+
1+
2
&22+
5
SOCl2 / MeOH
1+
1+
0H22&
2
2
0H22&
1+
&220H
6
6
1+
1+
2
1+
&220H
2
5R]ZL]DQLH]DGDQLD
1.
0DJQH]MDELDáD
Z
JODQ PDJQH]X GRSXV]F]DOQD MHVW WH* RGSRZLHG(
- MgCO3
]DVDGRZ\Z
JODQPDJQH]X
Magnezja palona
- MgO
tlenek magnezu
Sól gorzka
- MgSO4
siarczan(VI) magnezu
3RWD*
- K2CO3
Z
JODQSRWDVXZ
JODQGLSRWDVX
.DPLHVLDUF]DQ\ - K2SO4
siarczan(VI) potasu, siarczan(VI) dipotasu
Powietrze zestalone - CO2
WOHQHN,9Z
JODGLWOHQHNZ
JOD
=ZL]HN;
magnezan(II)
- K6MgO4
heksapotasu,
heksapotasu
2.
MgCO3(s)
MgO(s) + CO2(g)
MgCO3(s) + H2SO4(aq)
MgO(s) + H2SO4(aq)
MgSO4(aq) + K2CO3(aq)
MgSO4(aq) + CO2(g) + H2O
MgSO4(aq) + H2O
MgCO3(s) + K2SO4(aq)
tetraoksomagnezan(II)
K2CO3(aq) + H2SO4(aq)
MgO(s) + 3K2O(s)
K2SO4(aq)
6
+ CO2(g) + H2O
K6MgO4(s)
3. Wzór kreskowy anionu MgO 64
Budowa przestrzenna anionu MgO 64
O
O
Mg
O
O
4. 22 tys. km3 = 22·1015dm3ZRG\Z%DáW\NX
22·1015dm3 × 95 mg/dm3 =20,9·1017 mg MgCO3ZFDáHMREM
WRFLZRG\
84,31 g MgCO3]DZLHUDJ0J:FDáHMREM
WRFLZRG\]DZLHUDVL
ZL
FÂ17mg Mg,
MHVWWRZL
FÂ15G]LHQQ\FKGDZHNF]\OLZ\VWDUF]\MHGQHPXF]áRZLHNRZLQDÂ12 lat.
3RQLHZD*Z3ROVFH*\MHQLHFRSRQL*HMÂ6 RVyE]WHJRZ\QLND*HPDJQH]XZ\VWDUF]\áRE\LP
QDRNRáRODW
5. : ZDUXQNDFK RNUHORQ\FK Z SXQNFLH Z ZRG]LH UR]SXFLáR VL
Â17 mg MgCO3 co
stanowi 2,1·1015g. Masa molowa MgCO3 MHVW UyZQD JPRO &DáD LORü Z
JODQX PDJQH]X
VWDQRZLZL
FÂ12PROD-HVWWRZL
FÂ12 mol × 22,4dm3/mol=5,5·1014dm3 dwutlenku
Z
JODF]\OLNP36WDQRZLWRZL
FFDáHMREM
WRFL0RU]D%DáW\FNLHJR
5R]ZL]DQLH]DGDQLD
1. Cykl termochemiczny dla reakcji I:
+ H2
HrI
Hsp1
Hsp4
8 CO2 + 5 H2O
Entalpia reakcji I :
Hsp2
7
'HrI = 'Hsp1 + 'Hsp4 'Hsp2 = 117,6 kJ mol-1 styrenu
Entalpia reakcji II:
'HrII = 'Hsp2+ 3 'Hsp4 'Hsp3 = 199,0 kJ mol-1 etylobenzenu
(w przeliczeniu na jeden mol H2: 'HrII = -66,3 kJ mol-1)
(QWDOSLD UHDNFML XZRGRUQLHQLD HW\OREHQ]HQX MHVW ZL
NV]D Z VHQVLH ZDUWRFL EH]Z]JO
GQHM QL*
styrenu, co jest zgodne z oczekiwaniem opartym na porównaniu zmiany stopnia nienasycenia. Jednak
Z SU]HOLF]HQLX QD PRO SU]\áF]RQHJR ZRGRUX HQWDOSLD UHDNFML XZRGRUQLHQLD HW\OREHQ]HQX MHVW
Z\UD(QLH PQLHMV]D FR Z\QLND ] IDNWX *H HQHUJLD VHNVWHWX DURPDW\F]QHJR MHVW ]QDF]QLH QL*V]D QL*
energia 6 elektronów na 3 izolowanych orbitalach S.
:\UD*HQLDQDHQWDOSL
VZRERGQZIXQNFMLWHPSHUDWXU\UHDNFMLXZRGRUQLHQLD PDM QDVW
SXMF
SRVWDü
'GrI = 'HrI T'SrI = 'HrI T(S2 S1 S4) = 117,6 + 0,1153×T
[kJ mol-1]
'GrII = 'HrII T'SrII = 'HrII T(S3 S2 3S4) = 199,0 + 0,3700×T
[kJ mol-1]
2ELH]DOH*QRFLV]DWHPURVQF\PLIXQNFMDPLWHPSHUDWXU\2EOLF]DP\PLHMVFD]HURZH
'GrI = 0
Ÿ
T1 = 1020 K
3RQL*HMWHPSHUDWXU\T1 'GrI ]DWHPWUZDOV]\MHVWSURGXNWUHDNFML,±HW\OREHQ]HQ3RZ\*HM
temp. T1 trwalszy jest styren.
Analogicznie dla reakcji II:
'GrII = 0
Ÿ
T2 = 537 K
3RQL*HMWHPSHUDWXU\T2 mamy: 'GrI < 0, zatem trwalszy jest produkt reakcji I – etylocykloheksan.
3RZ\*HMWHPST1 trwalszy jest etylobenzen.
8
= SU]HGVWDZLRQ\FK REOLF]H Z\QLND *H HW\ORF\NORKHNVDQ MHVW WHUPRG\QDPLF]QLH QDMWUZDOV]\
SRQL*HM . : SU]HG]LDOH WHPSHUDWXU . ± . QDMWUZDOV]\ VWDMH VL
HW\OREHQ]HQ
QDWRPLDVWSRZ\*HM.VW\UHQ
2G 5HGDNFML ZDUWR XFLOLü *H ZDUWRFL IXQNFML WHUPRG\QDPLF]Q\FK Z WDEHOL GRW\F] stanów
standardowychUHDJHQWyZSRQLHZD*W\ONR]WDNLFK ZDUWRFL PR*QD EH]SRUHGQLR REOLF]\ü *GDQH standardowe efekty 'H0 UHDNFML Z VSRVyE SRND]DQ\ Z UR]ZL]DQLX ]DGDQLD : NRQVHNZHQFML
REOLF]DQH V WDN*H standardowe ZDUWRFL 'Go 5y*QLFH Z WUZDáRFL R NWyU\FK ZQLRVNXMH VL
QD
SRGVWDZLHSU]HFKRG]HQLDSU]H]]HURZDUWRFL'GoGRW\F]±FLOHU]HF]ELRUFVWDQyZZNWyU\FK
REHFQHVZV]\VWNLHUHDJHQW\GDQHMUHDNFML±VXEVWUDW\LSURGXNW\ZLFKVWDQDFKVWDQGDUGRZ\FK:
temperaturze, dla której 'G0 QDVW
SXMH VWDQ UyZQRZDJL Z WDNLP XNáDG]LH -HOL 'G0 < 0, to
UHDNFMDUR]SRF]\QDMFDVL
]WDNLHJRVWDQXVXEVWUDWyZLSURGXNWyZELHJQLHZSUDZRLQDRGZUyWJG\
'G0 > 0).
&\NOWHUPRFKHPLF]Q\XPR*OLZLDMF\RV]DFRZDQLHHQHUJLLUH]RQDQVXVW\UHQX
Erez1
(g)
+ H2 (g)
'HrI
(g)
+ 3 H2 (g)
'HrII
+ 4 H2 (g)
'Hpropen 'Hcykloheksen
=ELODQVXHQHUJHW\F]QHJRWHJRF\NOXZ\QLND*H
Erez1 = 'Hpropen + 3'Hcykloheksen 'HrI 'HrII = 164,7 kJ mol-1
Aanalogicznie dla etylobenzenu:
(g)
9
UH]
U,,
+ F\NORKHNVHQ
Erez2 = 3'Hcykloheksen 'HrII = -158,0 kJ mol-1
a) Delokalizacja elektronów SSRZRGXMH]QDF]Q\Z]URVWWUZDáRFLREXXNáDGyZ:HIHNFLHUHDNFMD
XZRGRUQLHQLD QLH MHVW XSU]\ZLOHMRZDQD WHUPRG\QDPLF]QLH Z WDNLP VWRSQLX MDN PR*QD E\ WHJR
RF]HNLZDüQDSRGVWDZLHMHG\QLHVWRSQLDQLHQDV\FHQLD
E 2EOLF]RQH ZDUWRFL HQHUJLL UH]RQDQVX VW\UHQX L HW\OREHQ]HQX V ]EOL*RQH HQHUJLD UH]RQDQVX
VW\UHQX MHVW W\ONR QLHFR ZL
NV]D Z VHQVLH ZDUWRFL EH]Z]JO
GQHM 3URZDG]L WR GR ZQLRVNX *H
delokalizacja dotyczy przede wszystkim elektronów SSLHUFLHQLD
F = WHUPRG\QDPLF]QHJR SXQNWX ZLG]HQLD XZRGRUQLHQLH JUXS\ ZLQ\ORZHM VW\UHQX MHVW ZL
F
NRU]\VWQLHMV]H QL* SU]\áF]DQLH NROHMQ\FK F]VWHF]HN ZRGRUX GR SLHUFLHQLD DURPDW\F]QHJR
XZRGRUQLHQLH JUXS\ ZLQ\ORZHM MHVW ]QDF]QLH áDWZLHMV]H QL* XZRGRUQLHQLH SLHUFLHQLD
aromatycznego).
5R]ZL]DQLH]DGDQLD
1.
3U]HMFLHDoEZ\NRQXMHVL
ZGZyFKHWDSDFK1DMSLHUZUHGXNFM
SU]HSURZDG]DVL
ZREHF
bezwodnika octowego (50o& FLQLHQLH ZRGRUX RN K3D DE\ ]DSRELHF UHDNFMRP XERF]Q\P
10
SRZVWDZDQLHDPLQRZ\*V]HMU]
GRZRFLGHDPLQDFMDRWU]\PXMFDFHW\ORDPLQ
:GUXJLPHWDSLH
RWU]\PDQ\DPLGSRGGDMHVL
K\GUROL]LHLZ\G]LHODZROQDPLQ
OXEMHMFKORURZRGRUHN
2.
5R]ZL]DQLH]DGDQLD
1. 3UDZLGáRZ\ Z\QLN E 3U]HP\ZDQLH GX* LORFL ZRG\ PR*H VSRZRGRZDü F]
FLRZH
rozpuszczenie osadu. Przy przemywaniu roztworem H2SO4 ZSURZDG]DQH V MRQ\ 6242-, które
SU]HVXZDMSRáR*HQLHVWDQXUyZQRZDJLUR]SXV]F]DOQRFL%D624ZVWURQ
Z\WUFDQLDRVDGX
2. 3UDZLGáRZ\Z\QLND:WUDNFLHGRGDZDQLDUR]WZRUX$J123QDMSLHUZZ\WUFDVL
RVDG$J&OD
dopiero potem Ag2CrO4 6\JQDáHP GR ]DNRF]HQLD PLDUHF]NRZDQLD MHVW SRMDZLHQLH VL
SLHUZV]\FK ODGyZ RVDGX $J2CrO4. Dalsze dodawanie roztworu AgNO3 prowadzi do
VWRSQLRZHJR ZL]DQLD MRQyZ &U242- REHFQ\FK Z SUyEFH L XZ\SXNODQLD VL
EUXQDWQHM EDUZ\
0R*QDWRZ\ND]DüLORFLRZRnie jest to wymagane od uczestników). W momencie, gdy zaczyna
VL
Z\WUFDü RVDG $J2CrO4 Z UR]WZRU]H MHVW MHV]F]H QLHZLHONLH VW
*HQLH MRQyZ &O-. [Ag+] =
Ks0(AgCl)/[Cl-]
=
{Ks0(Ag2CrO4)/[CrO42-]}1/2.
3R SU]HNV]WDáFHQLX >&O-]
=
Ks0(AgCl)
{[CrO42-]/Ks0(Ag2CrO4)}1/2. Po podstawieniu [CrO42-] = 5˜10-3 mol/dm3, otrzymamy [Cl-] = 1˜10-5
mol/dm3 MHVW WR VW
*HQLH ]QDF]QLH PQLHMV]H QL* VW
*HQLH &O- zwykle obecne w próbkach
PLDUHF]NRZDQ\FKPHWRG0RKUD
11
3. 3UDZLGáRZ\ Z\QLN E : SXQNFLH NRFRZ\P PLDUHF]NRZDQLD NZDVX RFWRZHJR SRZVWDM MRQ\
RFWDQRZHRZáDFLZRFLDFK]DVDGRZ\FKS+WHJRUR]WZRUXMHVWZ\*V]HRGZ]DNUHVLH]PLDQ\
EDUZ\ IHQRORIWDOHLQ\ :LHG]F *H VWDáD G\VRFMDFML NZDVX RFWRZHJR MHVW UyZQD
[H+][CH3COO-]/[CH3COOH] = 1,6˜10-5 SU]\ S+ ]PLDQ\ EDUZ\ RUDQ*X PHW\ORZHJR >++] jest
bliskie Ka. W rezultacie [CH3COOH] jest bliskie [CH3COO-@F]\OLLORüPROLQLH]RERM
WQLRQHJR
NZDVX RFWRZHJR MHVW MHV]F]H GRü GX*D VWDQRZLF RNRáR SRF]WNRZHM LORFL PROL NZDVX
octowego.
4. 3UDZLGáRZ\Z\QLND:NRQWDNFLH]&22, jony OH-]1D2+SU]HNV]WDáFDMVL
ZMRQ\&232(CO2 + 2OH- o CO32- + H22-RQ\WHVRGPLDUHF]NRZ\ZDQHMRQDPL++SRFKRG]F\PL]+&O
%LRUF SRG XZDJ
VWDáH G\VRFMDFML NZDVRZHM NZDVX Z
JORZHJR PR*QD VWZLHUG]Lü *H Z
SU]\SDGNXDZSXQNFLHNRFRZ\PPLDUHF]NRZDQLD>++@MHVWGX*RZL
NV]HRGKa1, co oznacza
*HZVWDQLHUyZQRZDJLVW
*HQLHNZDVXZ
JORZHJR&22MHVW]QDF]QLHZL
NV]HRGVW
*HQLDMRQyZ
HCO3-. W rezultacie przebiegnie reakcja: CO32- + 2H+ o CO2 + H2O. W przypadku (b) [H+] <
Ka1 L MHGQRF]HQLH >++] > Ka2 FR R]QDF]D *H VW
*HQLH MRQyZ +&23- w stanie równowagi jest
ZL
NV]H RG VW
*HQLD NZDVX Z
JORZHJR &22 L MHGQRF]HQLH MHVW ZL
NV]H RG VW
*HQLD MRQyZ
CO32- (Ka2 = [H+][CO32-]/[HCO3-], skoro [H+] > Ka2, to [HCO3-] > [CO32-]). W rezultacie
przebiegnie tylko reakcja: CO32- + H+ o HCO3-3RUyZQXMFVWHFKLRPHWUL
W\FKUHDNFMLZLGDü*H
Z SU]\SDGNX D QD ]PLDUHF]NRZDQLH ]X*\MH VL
W\OH VDPR UR]WZRUX +&O MDN Z SU]\SDGNX
PLDUHF]NRZDQLDZLH*HMSUyENLNaOH.
5R]ZL]DQLH]DGDQLDODERUDWRU\MQHJR
3U]\NáDGRZ\]HVWDZVXEVWDQFML
1. Szczawian wapnia
:
JODQPDJQH]X
3. Octan amonu
4. Szczawian amonu
5. Tlenek cynku
6. Winian sodu
6LDUF]DQ9,RáRZLX,,
8. Siarczan(VI) baru
12
3UyED%DGDQLHZ\JOGXVXEVWDQFMLRUD]SRG]LDáQDVXEVWDQFMHUR]SXV]F]DOQHLQLHUR]SXV]F]DOQH
w wodzie.
:V]\VWNLHVXEVWDQFMHVELDá\PLSURV]NDPLFRZ\NOXF]DREHFQRüWOHQNXRáRZLX,,
A. Substancje rozpuszczalne w wodzie
6RODPLUR]SXV]F]DOQ\PLZZRG]LHPRJE\üRFWDQ\V]F]DZLDQ\LZLQLDQ\DPRQXOXEVRGXRGF]\Q
LFKUR]WZRUyZZRGQ\FKQLHMHVWDQLZ\UD(QLHNZDQ\DQL]DVDGRZ\-HVWPR*OLZ\FKNRPELQDFML
:\QLNGRZLDGF]HQLD:6XEVWDQFMHUR]SXV]F]DOQHZZRG]LHVZSUREyZNDFK3, 4 i 6.
B. Substancje nierozpuszczalne w wodzie
:\VW
SXMFHDQLRQ\PRJWZRU]\üQDVW
SXMFHSRáF]HQLDWUXGQRUR]SXV]F]DOQHZZRG]LH
Siarczany (VI) Ba , Pb, CaJG\*VLDUF]DQ\F\QNXLPDJQH]XVGREU]HUR]SXV]F]DOQHZZRG]LH
Tlenki Zn, Mg, Ca i Ba (3E2PD*yáWEDUZ
SU]\F]\PRGF]\Q]DZLHVLQ\ZSU]\SDGNXWOHQNyZ
ZDSQLDLEDUXMHVWDONDOLF]Q\SDSLHUHNZVND(QLNRZ\EDUZLVL
QDQLHELHVNR
:
JODQ\LV]F]DZLDQ\ - wszystkich kationów
àF]QLH ±PR*OLZRFLSRQLHZD*HOLPLQXMHP\WOHQHNRáRZLX,,]HZ]JO
GXQDEDUZ
:\QLNGRZLDGF]HQLD::ZRG]LHQLHUR]SXFLá\VL
VXEVWDQFMHREHFQHZSUREyZNDFK1, 2, 5, 7 i 8, nie
VWZLHUG]RQRWH*RGF]\QXDONDOLF]QHJR]DZLHVLQZRGQ\FKEDGDQ\FKVXEVWDQFML
Wniosek: %DGDQH SUyENL QLH ]DZLHUDM WOHQNyZ ZDSQLD L EDUX ]H Z]JO
GX QD RGF]\Q ]DZLHVLQ RUD]
RáRZLXEDUZD3R]RVWDMHPR*OLZRFLO
Ad A. Identyfikacja substancji rozpuszczalnych w wodzie
Próba 2. Reakcja z mocnymi kwasami mineralnymi
2EHFQHZEDGDQ\FKSUyENDFKNZDV\RUJDQLF]QHVNZDVDPLVáDE\PLE
GZL
FZ\SLHUDQH]LFKVROL
SU]H] PRFQ\ NZDV PLQHUDOQ\ -HG\QLH NZDV RFWRZ\ MHVW NZDVHP ORWQ\P VWG OHNNLH RJU]DQLH UR]WZRUX
SUyENL ] PRFQ\P NZDVHP SR]ZROL Z\NU\ü FKDUDNWHU\VW\F]Q ZR NZDVX RFWRZHJR D SDSLHUHN
XQLZHUVDOQ\]EOL*RQ\GRZ\ORWXSUREyZNL]DEDUZLVL
QDUy*RZR
13
:\QLNGRZLDGF]HQLD: Podczas ogrzewania roztworów substancji 3, 4 i 6 z kwasem siarkowym jedynie z
próbki 3 Z\G]LHOD VL
FKDUDNWHU\VW\F]Q\ ]DSDFK NZDVX RFWRZHJR SDSLHUHN XQLZHUVDOQ\ ]EOL*RQ\ GR
Z\ORWXSUREyZNL]DEDUZLáVL
QDUy*RZR
CH3COO- + H+ o CH3COOHn
Wniosek: Substancja 3 zawiera jony octanowe a substancje 4 i 6 – jony szczawianowe lub winianowe.
Próba 3. Reakcja z NaOH
3RGF]DV RJU]HZDQLD UR]WZRUyZ VXEVWDQFML ]DZLHUDMF\FK MRQ\ DPRQRZH ] 1D2+ Z\G]LHOD VL
DPRQLDN ± JD] R FKDUDNWHU\VW\F]Q\P ]DSDFKX 3DSLHUHN XQLZHUVDOQ\ ]EOL*RQ\ GR Z\ORWX SUREyZNL
]DEDUZLVL
QDQLHELHVNR]LHORQR
:\QLN GRZLDGF]HQLD: Podczas ogrzewania roztworów substancji 3, 4 i 6 z wodorotlenkiem sodu, w
przypadku substancji 3 i 4 Z\G]LHOD VL
FKDUDNWHU\VW\F]Q\ ]DSDFK DPRQLDNX D SDSLHUHN XQLZHUVDOQ\
]EOL*RQ\ GR Z\ORWX SUREyZNL EDUZL VL
QD ]LHORQR : SU]\SDGNX VXEVWDQFML 6 QLH REVHUZXMH VL
wydzielania amoniaku.
NH4+ + OH- o NH3n + H2O
Wniosek: Substancje 3 i 4]DZLHUDMMRQ\DPRQRZHVXEVWDQFMD6 zawiera jony sodu
Substancja 3 to OCTAN AMONU (patrz wynik
3UyED3UD*HQLHVXEVWDQFML
3RGF]DV RJU]HZDQLD ZLQLDQX VRGX QDVW
SXMH MHJR ]Z
JOHQLH D SUyEND Z\UD(QLH SDFKQLH NDUPHOHP
6]F]DZLDQDPRQXXOHJD]Z
JOHQLXWUXGQLHMLQLHSRMDZLDVL
]DSDFKNDUPHOX
:\QLN GRZLDGF]HQLD: 3RGF]DV SUD*HQLD RE\GZLH SUyENL 4 i 6 XOHJá\ ]Z
JOHQLX ]DSDFK NDUPHOX
Z\G]LHODáVL
SRGF]DVRJU]HZDQLDW\ONRSUyENL6
Wniosek:
Substancja 4 to SZCZAWIAN AMONU (patrz wynik próby 3)
Substancja 6 to WINIAN SODU (patrz wynik próby 3).
14
Próba 5. Reakcje z KMnO4 – potwierdzenie identyfikacji winianów
3R]LGHQW\ILNRZDQLXRFWDQXDPRQXQDOH*\RNUHOLüNWyUDSUyEND]DZLHUDV]F]DZLDQ\DNWyUDZLQLDQ\
Dodawanie po kropli roztworu KMnO4 do ogrzanego roztworu próbki zakwaszonej kwasem siarkowym
powoduje bardzo szybkie (poza dwiema pierwszymi kroplami) odbarwianie KMnO4 w przypadku, gdy w
UR]WZRU]HREHFQHVMRQ\V]F]DZLDQRZH:SU]\SDGNXMRQyZwinianowych redukcja i odbarwienie kropli
KMnO4V]QDF]QLHZROQLHMV]H
:\QLNGRZLDGF]HQLD: Podczas reakcji KMnO4]JRUF\P]DNZDV]RQ\PNZDVHPVLDUNRZ\PUR]WZRUHP
SUyENL QDW\FKPLDVWRZH RGEDUZLDQLH ]DFKRG]LáR Z SU]\SDGNX SUyENL 4. W roztworze
próbki 6
odbarwianie kropli KMnO4]DFKRG]LáR]QDF]QLHZROQLHM
2MnO4- +5C2O42- + 16H+ o 2Mn2+ + 10CO2n + 8H2O
2MnO4- + C4H4O62- + 8H+ o 2Mn2+ + 4CO2n + 6H2O
Wniosek3RWZLHUG]DVL
*H substancja 6 to winian sodu
Ad B. Analiza substancji nierozpuszczalnych w wodzie
3UyED %DGDQLH UR]SXV]F]DOQRFL Z NZDVLH VLDUNRZ\P VXEVWDQFML QLHUR]SXV]F]DOQ\FK WUXGQR
rozpuszczalnych – przyp. Redakcji) w wodzie
5R]SXV]F]HQLXZNZDVLHVLDUNRZ\PSRZLQQ\XOHFVXEVWDQFMH]DZLHUDMFH
1. szczawiany i tlenki cynku lub magnezu, przy czym rozpuszczaniu nie towarzyszy wydzielanie
SURGXNWyZJD]RZ\FKPR*OLZRFL
ZnO + 2H+ o Zn2+ + H2O
Z
JODQ\F\QNXLPDJQH]XSU]\F]\PUR]SXV]F]DQLXWRZDU]\V]\Z\G]LHODQLHEH]ZRQQHJRJD]X
PR*OLZRFL
MgCO3 + 2H+ o Mg2+ + H2O + CO2n
3R]RVWDQQLHUR]SXV]F]RQH
15
1. V]F]DZLDQ\ L VLDUF]DQ\ EDUX RáRZLX L ZDSQLD Z ZL
NV]HM LORFL Z PDáHM LORFL PRJ XOHF
UR]SXV]F]HQLXPR*OLZRFL
CaC2O4 + 2H+ o Ca2+ + H2C2O4
CaC2O4 + H2SO4 o CaSO4p + H2C2O4
2. :
JODQ\EDUXRáRZLXLZDSQLDUHDJXM]+2SO4Z\G]LHODMFSURGXNW\JD]RZHDOHSRZVWDMHRVDG
VLDUF]DQyZPR*OLZRFL
BaCO3p+ 2H+ + SO42- o BaSO4p + H2O + CO2n
:\QLN GRZLDGF]HQLD: 3RGF]DV UR]SXV]F]DQLD SUyEHN Z NZDVLH VLDUNRZ\P QLH XOHJá\ UR]SXV]F]HQLX
substancje 1, 7 i 8, w trakcie rozpuszczania substancji 2Z\G]LHODáVL
EH]ZRQQ\JD]±GLWOHQHNZ
JODD
substancja 5UR]SXFLáDVL
EH]Z\G]LHODQLDSURGXNWyZJD]RZ\FK
Wniosek: Substancja 2]DZLHUDZ
JODQF\QNXOXEPDJQH]XVXEVWDQFMD5WRWOHQHNEG(V]F]DZLDQF\QNX
lub magnezu, a substancje 1, 7 i 8]DZLHUDMV]F]DZLDQ\OXEVLDUF]DQ\ZDSQLDRáRZLXOXEEDUX
Próba 7. Reakcje z KMnO4
Dodanie roztworu KMnO4 do próbek po ich rozpuszczeniu w kwasie siarkowym i ogrzaniu
powoduje, w przypadku szczawianów, odbarwienie KMnO4.
:\QLN GRZLDGF]HQLD: Podczas reakcji KMnO4 z rozpuszczanymi w kwasie siarkowym próbkami,
RGEDUZLDQLHSRRJU]DQLX]DFKRG]LáRZSU]\SDGNXSUyENL11LHQDVWSLáRRGEDUZLHQLHGODSUyEHN5, 7 i 8,
FRZ\NOXF]DREHFQRüZQLFKV]F]DZLDQyZDVXJHUXMHREHFQRüVLDUF]DQyZZSUyENDFK7 i 8, natomiast
tlenku - w próbce 5.
2MnO4- +5C2O42- + 16H+ o 2Mn2+ + 10CO2n + 8H2O
Wniosek: Substancja 1 zawiera szczawiany, substancja 5 to tlenek cynku lub magnezu.
3UyED%DGDQLHUR]SXV]F]DOQRFLZNZDVLHD]RWRZ\PVXEVWDQFMLQLHUR]SXV]F]DOQ\FK
w kwasie siarkowym, potwierdzenie identyfikacji siarczanów
5R]SXV]F]HQLXZNZDVLHD]RWRZ\PZRGUy*QLHQLXRGUR]SXV]F]DQLDZNZDVLHVLDUNRZ\PSRZLQQ\
XOHFVXEVWDQFMH]DZLHUDMFHV]F]DZLDQ\ZDSQLDRáRZLXLEDUX3R]RVWDMnierozpuszczone siarczany tych
16
PHWDOL FKRü PDáD LORü &D624 QD JRUFR PR*H XOHF UR]SXV]F]HQLX SR R]L
ELHQLX Z\SDGD SRQRZQLH
osad).
CaC2O4 + 2H+ o Ca2+ + H2C2O4
:\QLN GRZLDGF]HQLD: Podczas rozpuszczania próbek w kwasie azotowym substancje 7 i 8 QLH XOHJá\
UR]SXV]F]HQLX D ] NODURZQHJR JRUFHJR UR]WZRUX SREUDQHJR SLSHWN ]QDG RVDGX SR R]L
ELHQLX QLH
Z\WUFLáVL
*DGHQRVDG5R]SXV]F]HQLXXOHJáDVXEVWDQFMD1.
Wniosek: Substancje 7 i 8]DZLHUDMVLDUF]DQ\RáRZLXLEDUXVXEVWDQFMD1 zawiera szczawiany.
Próba 9. Reakcje z K2CrO4, ustalenie kationu substancji rozpuszczonej w HNO3
.DWLRQHPZSUyEFHUR]SXV]F]DMFHMVL
Z+123PR*HE\ü&D2+, Ba2+ lub Pb2+7HGZDRVWDWQLHWZRU]
] MRQDPL FKURPLDQRZ\PL9, WUXGQR UR]SXV]F]DOQH *yáWH RVDG\ VWUFDQH ]H URGRZLVND QLHPDO
RERM
WQHJR FKURPLDQ\ V WUXGQLHM UR]SXV]F]DOQH QL* V]F]DZLDQ\ -RQ\ ZDSQLD QLH VWUFDM RVDGX
FKURPLDQXSR]RERM
WQLHQLXUR]WZRUXSRQRZQLHPR*HZ\WUFLüVL
ELDá\RVDGV]F]DZLDQXZDSQLD-HOLZ
UR]WZRU]H E
G MRQ\ RFWDQRZH RVDG\ FKURPLDQyZ RáRZLX L EDUX Z\WUFDM VL
QDWRPLDVW RVDG
szczawianu wapnia nie.
:\QLN GRZLDGF]HQLD: Po rozpuszczeniu w kwasie azotowym próbki substancji 1, dodaniu roztworu
FKURPLDQX SRWDVX L ]RERM
WQLHQLX UR]WZRUX ]D SRPRF NaOH QLH ]DREVHUZRZDQR Z\WUFHQLD *yáWHJR
osadu.
Wniosek: Substancja 1 to SZCZAWIAN WAPNIA (patrz wynik próby 7).
Próba 10. Reakcje z NaOH
2VWUR*QH GRGDZDQLH UR]WZRUX NaOH do klarownego roztworu próbek uzyskanych po rozpuszczaniu
EDGDQ\FKVXEVWDQFMLZNZDVLHVLDUNRZ\PSRZRGXMHZ\WUFDQLHRVDGX
1. V]F]DZLDQX PDJQH]X F\QNX ± Z SU]\SDGNX JG\ EDGDQD VXEVWDQFMD MHVW V]F]DZLDQHP JG\*
LORF]\Q UR]SXV]F]DOQRFL V]F]DZLDQyZ MHVW GOD W\FK NDWLRQyZ PQLHMV]\ QL* LORF]\Q
UR]SXV]F]DOQRFLZRGRURWOHQNyZ
2. wodorotlenku magnezu i cynku – w przypadku, gdy badana substancja jest tlenkiem
17
Wodorotlenek cynku jest rozpuszczalny w nadmiarze 1D2+ Z RGUy*QLHQLX RG ZRGRURWOHQNX
magnezu.
:\QLN GRZLDGF]HQLD: Podczas alkalizowania rozpuszczonych w kwasie siarkowym próbek 2 i 5 ELDá\
RVDGZ\WUFLáVL
ZND*GHMSUREyZFHDOHMHG\QLHZSUREyZFH5UR]SXFLáVL
ZQDGPLDU]HNaOH
Mg2+ + 2OH- o Mg(OH)2p
Zn2+ + 2OH- o Zn(OH)2p
Zn(OH)2p+ 2OH- o Zn(OH)42-
Wniosek:
Substancja 2 to :*/$10$*1(=8 (patrz wynik próby 5)
Substancja 5 to TLENEK CYNKU, (patrz wynik próby 6).
3UyED5R]Uy*QLHQLH3E624 i BaSO4
5R]Uy*QLHQLHW\FKWUXGQRUR]SXV]F]DOQ\FKVROLGRNRQXMHVL
]Z\NRU]\VWDQLHPVROL]DZLHUDMFHMMRQ\
octanowe (probówka 3:Z\QLNXWZRU]HQLDNRPSOHNVXRFWDQRZHJRRáRZLXRVDG3E624 UR]SXV]F]DVL
w octanie amonu, a BaSO4 nie ulega rozpuszczeniu. Dodanie jonów chromianowych do roztworu
]DZLHUDMFHJRMRQ\WHWUDRFWDQRRáRZLDQRZHSRZRGXMHZ\WUFHQLH*yáWHJRRVDGXFKURPLDQXRáRZLX
:\QLNGRZLDGF]HQLD: Podczas reakcji octanu amonu (substancja 3) z próbkami 7 i 8 próbka 7 rozpuszcza
VL
DSRGRGDQLX.2CrO4 SRZVWDMH*yáW\NU\VWDOLF]Q\RVDG
PbSO4p + 4CH3COO-o [Pb(CH3COO)4]2- + SO42[Pb(CH3COO)4]2- + CrO42-o PbCrO4p + 4CH3COO-
Wniosek: Substancja 7 to 6,$5&=$19,2à2:,8,,
Substancja 8 to SIARCZAN(VI) BARU.