ZAD41.pdf

KONKURSOWE ZADANIA ĆWICZENIOWE 2004/05

Opracowanie:

Pracownia Dydaktyki Chemii

Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu

ZAD.1

Soda kaustyczna (wodorotlenek sodu) przechowywana w nieszczelnym naczyniu może być w znacznym stopniu

zanieczyszczona węglanem sodu. W celu oznaczenia zawartości obu składników miareczkuje się rozpuszczoną

w wodzie próbkę roztworem kwasu solnego najpierw wobec fenoloftaleiny do momentu odbarwienia

a następnie wobec oranżu metylowego do zmiany z barwy żółtej na pomarańczową. Miareczkowanie prowadzi

się w obecności chlorku sodu i w naczyniu chłodzonym lodem, aby zapobiec hydrolizie tworzącego się w

pierwszym etapie wodorowęglanu sodu

Odważono 1,0409 g sody kaustycznej zanieczyszczonej węglanem sodu i rozpuszczono w wodzie

w kolbie miarowej o pojemności 250,00 cm 3 . Próbki po 25,00 cm 3 każda miareczkowano roztworem kwasu

solnego, którego pH wynosiło 0,92 zużywając średnio:

a) w obecności fenoloftaleiny 20,00 cm 3 kwasu solnego,

b) w obecności oranżu metylowego, licząc od początku miareczkowania 21,00 cm 3 .

• Skąd bierze się zanieczyszczenie wodorotlenku sodu? Podać odpowiednie równanie reakcji.

• Podać równania stosownych reakcji zachodzących w I i II etapie miareczkowania.

• Wyjaśnić dlaczego stosuje się dwa wskaźniki .

• Obliczyć zawartość procentową obu składników.

Odpowiedź:

2NaOH + CO 2 Æ Na 2 CO 3 + H 2 O;

miareczkowanie wobec fenoloftaleiny: NaOH + HCl Æ NaCl + H 2 O, Na 2 CO 3 + HCl Æ NaHCO 3 + NaCl

miareczkowanie wobec oranżu metylowego: NaHCO 3 + HCl Æ NaCl + H 2 CO 3 ;

Wskaźniki różnią się zakresem pH, w którym następuje zmiana barwy. Fenoloftaleina zmienia swą barwę

w zakresie alkalicznym (8,2 – 10,0) a oranż metylowy w środowisku kwaśnym (3,2 – 4.4). Odpowiada to

dokładnie przemianom ujętym równaniami chemicznymi; 87,76% NaOH, 12,24% Na 2 CO 3 .

ZAD. 2

pH nasyconego roztworu wodorotlenku wapnia wynosi 12,40. Obliczyć iloczyn rozpuszczalności.

Odpowiedź: 7,93 . 10 -6

ZAD. 3

Jedną z grup metod stosowanych w ilościowej analizie objętościowej jest jodometria. Podstawowe jonowe

równanie reakcji w tej metodzie jest następujące:

I 2 + 2S 2 O 3 2- Æ 2J - + S 4 O 6 2-

Zawartość jodu w tzw. płynie Lugola (1% roztwór jodu w 2% roztworze jodku potasu), możliwym do kupienia

w aptece, oznacza się między innymi jodometrycznie.

Przeczytać uważnie fragment skróconego opisu oznaczania zawartości jodu w płynie Lugola

i odpowiedzieć na podane poniżej pytania

Odważono 25,00 g płynu Lugola i rozcieńczono wodą do objętości 100 cm 3 . Próbki po 10,00 cm 3

rozcieńczonego roztworu miareczkowano (dodawano porcjami) 0,010 M roztworem tiosiarczanu(VI)

sodu wobec skrobi dodanej pod koniec miareczkowania. Zużyto średnio po 15,00 cm 3 0,010 M roztworu

Na 2 S 2 O 3 .

• Wyjaśnić rolę skrobi w omawianym procesie.

• Obliczyć procentową zawartość jodu w analizowanym płynie Lugola.

Odpowiedź: skrobia pełni rolę wskaźnika, z jodem obecnym w roztworze tworzy granatowo zabarwione

połączenie. Zabarwienie to znika w momencie całkowitej redukcji jodu i pozwala na uchwycenie końca

miareczkowania; 0,76%.

ZAD. 4

Na zajęciach Koła Chemicznego uczniowie przeprowadzali podstawowe analizy wód powierzchniowych. Kasia

przyniosła dwie próbki wody. Jedna (woda I) o dziwnym zapachu pochodziła z pobliskich bagien, druga (woda

II) z małego stawu w pobliżu zabudowań gospodarskich. Profesor Probówka opiekujący się Kołem wykonał

wraz z uczniami niżej opisane doświadczenia:

Dośw. 1.

Część wody I umieścił w małej szklanej butelce i dodał kilka kropli stężonego kwasu solnego. Następnie

lekko zamknął butelkę korkiem, do którego przymocował skrawek bibuły nasycony octanem ołowiu(II). Tak

przygotowane naczynie wstawił do misy z gorąca wodą. Po pewnym czasie papierek sczerniał a u wylotu butelki

pojawił się charakterystyczny nieprzyjemny zapach.

Dośw. 2.

Próbkę wody II umieścił w małej szklanej butelce i dodał kilka kropli stężonego roztworu wodorotlenku

sodu. U wylotu naczynia przymocował zwilżony papierek uniwersalny i lekko ogrzał butelkę. Papierek

uniwersalny zabarwił się na niebiesko a u wylotu butelki pojawił się charakterystyczny przenikliwy zapach.

W związku z przeprowadzonym przez nauczyciela doświadczeniami podać odpowiedzi na następujące pytania:

• Obecność jakiego jonu lub jakiej substancji w wodzie potwierdzało wykonane doświadczenie nr 1?

• Zapisz jonowo równania wszystkich reakcji zachodzących w roztworze i na bibule podczas

wykonywania tego doświadczenia.

• Obecność jakiego jonu w wodzie potwierdzało wykonane doświadczenie nr 2?

• Zapisz jonowo równania wszystkich reakcji zachodzących w roztworze i na powierzchni papierka pod

wpływem wody.

•

Odpowiedź: S 2- lub H 2 S; S 2- + 2H + Æ H 2 S↑, Pb 2+ + H 2 S Æ PbS↓ + 2H + ; NH 4 + ;

NH 4 + + OH - Æ NH 3 ↑ + H 2 O, NH 3 + H 2 O Æ NH 4 + + OH - .

ZAD. 5

Wykonano próbę Trommera dla n-butanalu. Wydzielony osad oddzielono, przemyto i wysuszono a następnie

w odpowiednich warunkach poddano reakcji z wodorem.

• Na czym polega próba Trommera i jakie obserwacje świadczą o jej pozytywnym zajściu?

• Podać wszystkie równania reakcji, które zachodzą podczas opisanych wyżej przemian oraz określić ich

typ.

• Obliczyć masę wydzielonego metalu przy założeniu, że do próby użyto 0,720 g n-butanalu a próba

Trommera i reakcja z wodorem zachodziły odpowiednio z 60% i 90% wydajnością.

Odpowiedź: Ogrzewanie zasadowej zawiesiny wodorotlenku miedzi(II) z aldehydem ; wytrącanie ceglastego

osadu;

CuSO 4 + NaOH Æ Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 (r.podwójnej wymiany, strącania) ;

CH 3 CH 2 CH 2 CHO + 2Cu(OH) 2 Æ CH 3 CH 2 CH 2 COOH + Cu 2 O + H 2 O;(r. utleniania-redukcji, utleniania

aldehydu); Cu 2 O + H 2 Æ 2Cu + H 2 O (r. utleniania -redukcji, redukcji tlenku itp.); 0,691 g Cu

ZAD. 6

Ibuprofen będący jednokarboksylowym niskocząsteczkowym kwasem organicznym zawierającym jeden

pierścień benzenowy stanowi główny składnik niektórych leków przeciwbólowych. Analiza elementarna

czystego ibuprofenu wykazuje obecność 75,73% węgla i 8,74% wodoru.

• Określić zawartość ibuprofenu w tabletce o masie 0,500 g jeśli na jego zobojętnienie zużyto 20,00 cm 3

0,050 M etanolowego roztworu wodorotlenku potasu.

• Obliczyć masę estru etylowego ibuprofenu jaką można otrzymać z 4,12 g czystego kwasu jeśli reakcja

estryfikacji zachodzi z 80% wydajnością.

• Wymienić przynajmniej dwie przemiany, którym teoretycznie ulegać będzie ibuprofen. Swoją

odpowiedź uzasadnić.

Odpowiedź: 41,2%; 3,74 g estru; np. redukcja do alkoholu, reakcja z wodorowęglanem sodu, nitrowanie

pierścienia aromatycznego

ZAD. 7

Ogniwo galwaniczne składa się z półogniw I rodzaju – miedziowego i magnezowego.

• Podać schemat tego ogniwa.

• Zaznaczyć katodę i anodę.

• Zapisać równania reakcji połówkowych zachodzących na katodzie i anodzie.

• Obliczyć siłę elektromotoryczną ogniwa w temp. 298 K jeśli stężenie jonów miedzi wynosi

10 -4 mol/dm 3 a magnezu 1mol/dm 3 .

• Jakich zmian dokonać w ogniwie, aby jego SEM wzrosła do wartości 2,70 V?

(E 0 Mg/Mg2+ = -2,36 V), E 0 Cu/Cu2+ = 0,34 V)

Odpowiedź:. (-) Mg/Mg 2+ //Cu 2+ /Cu (+); Mg – anoda, Cu – katoda; Mg – 2e Æ Mg 2+ ; Cu 2+ + 2e Æ Cu;

SEM = 2,582 V; wyrównać stężenie jonów Cu 2+ i Mg 2+ np. do 1 mol/dm 3

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: