Zadania laboratoryjne

Podobne dokumenty
RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.

ROZWIĄZANIA ZADAŃ Z III ETAPU 50 KRAJOWEJ OLIMPIADY

ANALIZA OBJĘTOŚCIOWA

ĆWICZENIE 2 WSPÓŁOZNACZANIE WODOROTLENKU I WĘGLANÓW METODĄ WARDERA. DZIAŁ: Alkacymetria

ALKACYMETRIA. Ilościowe oznaczanie HCl metodą miareczkowania alkalimetrycznego

XLVII Olimpiada Chemiczna

PRACOWNIA ANALIZY ILOŚCIOWEJ. Analiza substancji biologicznie aktywnej w preparacie farmaceutycznym kwas acetylosalicylowy

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

XXII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2014/2015

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Zadania laboratoryjne

ETAP II heksacyjanożelazian(iii) potasu, siarczan(vi) glinu i amonu (tzw. ałun glinowo-amonowy).

Obliczanie stężeń roztworów

Piotr Chojnacki 1. Cel: Celem ćwiczenia jest wykrycie jonu Cl -- za pomocą reakcji charakterystycznych.

Analiza miareczkowa. Alkalimetryczne oznaczenie kwasu siarkowego (VI) H 2 SO 4 mianowanym roztworem wodorotlenku sodu NaOH

Kuratorium Oświaty w Lublinie ZESTAW ZADAŃ KONKURSOWYCH Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2016/2017 ETAP TRZECI

STĘŻENIE JONÓW WODOROWYCH. DYSOCJACJA JONOWA. REAKTYWNOŚĆ METALI

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

Etap III. Mieszanina drogowa do posypywania dróg pokrytych lodem składa się z NaCl, CaCl 2 i

Identyfikacja wybranych kationów i anionów

XXII OGÓLNOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY DLA MŁODZIEŻY SZKÓŁ ŚREDNICH

K a1 >> K a2 >> K a3 K a3 = 10-12,3. kwasu reaguje z 2 molami NaOH), zaś w obecności jonów wapnia bądź srebra jak kwas triprotonowy

Odpowiedź:. Oblicz stężenie procentowe tlenu w wodzie deszczowej, wiedząc, że 1 dm 3 tej wody zawiera 0,055g tlenu. (d wody = 1 g/cm 3 )

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie OLIMPIADA O DIAMENTOWY INDEKS AGH 2017/18 CHEMIA - ETAP I

OBLICZANIE WYNIKÓW ANALIZ I

MIARECZKOWANIE ALKACYMETRYCZNE

10. ALKACYMETRIA. 10. Alkacymetria

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA ZADAŃ

TWARDOŚĆ WODY. Ca(HCO 3 ) HCl = CaCl 2 + 2H 2 O + 2CO 2. Mg(HCO 3 ) 2 + 2HCl = MgCl 2 + 2H 2 O + 2CO 2

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Obliczanie stężeń roztworów

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

ZADANIA Z KONKURSU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ (RÓWNOWAGI W ROZTWORZE) Opracował: Kuba Skrzeczkowski (Liceum Akademickie w ZS UMK w Toruniu)

Kuratorium Oświaty w Lublinie

Scenariusz lekcji w technikum zakres podstawowy 2 godziny

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

Zmiana barwy wskaźników w roztworach kwaśnych, obojętnych i zasadowych.

VI Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2013/2014

Zadanie: 2 (4 pkt) Napisz, uzgodnij i opisz równania reakcji, które zaszły w probówkach:

RÓWNOWAŻNIKI W REAKCJACH UTLENIAJĄCO- REDUKCYJNYCH

Związki nieorganiczne

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 5

CHEMIA BUDOWLANA ĆWICZENIE NR 2

Wodorotlenki. n to liczba grup wodorotlenowych w cząsteczce wodorotlenku (równa wartościowości M)

Ćwiczenia nr 2: Stężenia

Zadanie: 1 (1 pkt) Oblicz stężenie molowe jonów OH w roztworze otrzymanym przez rozpuszczenie 12g NaOH w wodzie i rozcieńczonego do 250cm 3

Zadania laboratoryjne

Miareczkowanie wytrąceniowe

Zad: 5 Oblicz stężenie niezdysocjowanego kwasu octowego w wodnym roztworze o stężeniu 0,1 mol/dm 3, jeśli ph tego roztworu wynosi 3.


Pracownia analizy ilościowej dla studentów II roku Chemii specjalność Chemia podstawowa i stosowana. Argentometryczne oznaczanie chlorków w mydłach

ANALIZA MIARECZKOWA. ALKACYMERIA

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

SEMINARIUM Z ZADAŃ ALKACYMETRIA

OCHRONA ŚRODOWISKA W ENERGETYCE NEUTRALIZACJA ŚCIEKÓW

- w nawiasach kwadratowych stężenia molowe.

Dysocjacja elektrolityczna, przewodność elektryczna roztworów

g % ,3%

ĆWICZENIE 7 WSPÓŁOZNACZANIE WAPNIA I MAGNEZU I OBLICZANIE TWARDOŚCI WODY. DZIAŁ: Kompleksometria

substancje rozpuszczalne bądź nierozpuszczalne w wodzie. - Substancje ROZPUSZCZALNE W WODZIE mogą być solami sodowymi lub amonowymi

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

ZADANIE 164. Na podstawie opisanych powyżej doświadczeń określ charakter chemiczny tlenków: magnezu i glinu. Uzasadnij słownie odpowiedź.

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

Precypitometria przykłady zadań

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

Zadanie laboratoryjne

MIANOWANE ROZTWORY KWASÓW I ZASAD, MIARECZKOWANIE JEDNA Z PODSTAWOWYCH TECHNIK W CHEMII ANALITYCZNEJ

Materiały dodatkowe do zajęć z chemii dla studentów

Zadanie: 2 Zbadano odczyn wodnych roztworów następujących soli: I chlorku baru II octanu amonu III siarczku sodu

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 9

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 8. Argentometryczne oznaczanie chlorków metodą Fajansa

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje rejonowe

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

SPRAWOZDANIE 2. Data:... Kierunek studiów i nr grupy...

PRZYKŁADOWE ZADANIA KWASY

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 6. Manganometryczne oznaczenia Mn 2+ i H 2 O 2

Fragmenty Działu 5 z Tomu 1 REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH

I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO. Imię i nazwisko Szkoła Klasa Nauczyciel Uzyskane punkty

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 6 marca 2015 r. zawody III stopnia (wojewódzkie)

1. OBSERWACJE WSTĘPNE

ĆWICZENIE 1. Aminokwasy

Zajęcia 10 Kwasy i wodorotlenki

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

XI Ogólnopolski Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2018/2019. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (10 pkt)

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2016/2017 STOPIEŃ WOJEWÓDZKI 10 MARCA 2017R.

Roztwory buforowe (bufory) (opracowanie: dr Katarzyna Makyła-Juzak)

Ćwiczenie 5 Alkalimetryczne oznaczanie kwasu solnego.

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Reakcje utleniania i redukcji Reakcje metali z wodorotlenkiem sodu (6 mol/dm 3 )

Laboratorium 3 Toksykologia żywności

VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy. dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2013/2014

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów dotychczasowych gimnazjów. 07 marca 2019 r. zawody III stopnia (wojewódzkie) Schemat punktowania zadań

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

XXIV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2016/2017

W rozdziale tym omówione będą reakcje związków nieorganicznych w których pierwiastki nie zmieniają stopni utlenienia. Do reakcji tego typu należą:

Transkrypt:

Chemicznej O L I M P I A D A 1954 50 2003 C H EM I C Z N A Zadania laboratoryjne ZADANIE 1 Analiza ilościowa mieszaniny fosforanow Kwas fosforowy(v) jest kwasem średniej mocy. Jego kolejne stałe dysocjacji maleją odpowiednio: K a1 >> K a2 >> K a3 K a3 = 10-12,3. Z krzywych miareczkowania, dołączonych do zadania (patrz załącznik do zadania 1) wynika, że kwas fosforowy w bezpośrednim miareczkowaniu za pomocą roztworu NaOH zachowuje się jak kwas diprotonowy (1 mol kwasu reaguje z dwoma molami NaOH), zaś w obecności jonów wapnia bądź srebra jak kwas triprotonowy (1 mol kwasu reaguje z trzema molami NaOH). W kolbie miarowej o pojemności 250 cm 3, oznaczonej literą P, masz wodny roztwór dwuskładnikowej mieszaniny. Mogą w niej być: kwas fosforowy, diwodorofosforan sodu i wodorofosforan disodu, składniki zmieszano w porównywalnych ilościach. Dysponujesz mianowanym roztworem kwasu solnego, o stężeniu podanym na butelce. W kolbie miarowej, oznaczonej etykietką NaOH i numerem startowym, masz roztwór NaOH o stężeniu ok. 0,02 mol/dm 3. Masz także do dyspozycji 10% roztwór CaCl 2, roztwór alkoholowy tymoloftaleiny (zakres zmiany barwy 9,5 10,5 ph), roztwór alkoholowy fenoloftaleiny (zakres: 8,4 9,8 ph) oraz uniwersalne papierki wskaźnikowe. Dysponujesz biuretą, pipetą jednomiarową poj. 25 cm 3 i dwoma kolbkami stożkowymi poj. 300 cm 3. PRZEPISY WYKONAWCZE: Nastawianie miana roztworu NaOH na mianowany roztwór kwasu solnego Kolbę miarową, opisaną etykietką NaOH, dopełnić wodą do kreski i wymieszać. Napełnić biuretę przygotowanym roztworem. Pobrać pipetą jednomiarową 25 cm 3 roztworu HCl do kolby stożkowej na 300 cm 3. Rozcieńczyć wodą do ok. 100 ml, dodać kroplę roztworu fenoloftaleiny i miareczkować

2 roztworem NaOH do wystąpienia różowego zabarwienia. Wykonać ponownie miareczkowanie drugiej porcji kwasu. Obliczyć stężenie roztworu NaOH. Miareczkowanie kwasu fosforowego jako kwasu diprotonowego Kolbę miarową, zawierającą oznaczaną próbkę, dopełnić wodą do kreski i wymieszać. Pobrać pipetą jednomiarową 25 cm 3 próbki do kolby stożkowej na 300 cm 3. Rozcieńczyć wodą do ok. 100 ml, dodać kroplę roztworu fenoloftaleiny i 5 kropli roztworu tymoloftaleiny i miareczkować zmianowanym uprzednio roztworem NaOH do wystąpienia fioletowego zabarwienia. Wykonać ponownie miareczkowanie drugiej próbki. Obliczyć ilość kwasu fosforowego w próbce. Miareczkowanie kwasu fosforowego jako kwasu triprotonowego w obecności jonów wapnia Kolbę miarową, zawierającą oznaczaną próbkę, dopełnić wodą do kreski i wymieszać. Pobrać pipetą jednomiarową 25 cm 3 próbki do kolby stożkowej na 300 cm 3. Rozcieńczyć wodą do ok. 100 ml, dodać kroplę roztworu fenoloftaleiny, 5 kropli roztworu tymoloftaleiny i miareczkować zmianowanym uprzednio roztworem NaOH do wystąpienia fioletowego zabarwienia. Dodać 2 ml roztworu chlorku wapnia i pozostawić na 10 minut. Następnie miareczkować dalej do pojawienia się trwałego malinowego zabarwienia. Wykonać ponownie miareczkowanie drugiej próbki. Obliczyć ilość kwasu fosforowego w próbce. Polecenia: 1) Podaj, jakie jest dokładne stężenie roztworu NaOH 3 pkt 2) Podaj, jakie reakcje zachodzą podczas miareczkowania kwasu fosforowego dla kolejnych skoków krzywej miareczkowania. 3) Na podstawie krzywych miareczkowania podaj wartości pk a1 i pk a2 4 pkt 4) Zaproponuj tok rozumowania i plan doświadczeń, które pozwolą dać odpowiedź, jakie substancje 2 pkt i w jakiej ilości masz w mieszaninie. Podaj zachodzące reakcje. Wykorzystaj podane przepisy. 5) Podaj, jakie substancje (sprawdź odczyn mieszaniny) i w jakiej ilości masz w mieszaninie w kolbie oznaczonej literą P, przedstaw stosowne obliczenia. 7 pkt 6) Wyjaśnij rolę jonów wapnia lub srebra stosowanych w oznaczeniu, dlaczego przeprowadza się miareczkowanie w roztworze o niewielkim stężeniu 6 pkt 2 pkt

3 ZADANIE 2 Analiza 6 związków biologicznie czynnych W probówkach oznaczonych literami A - F znajdują się pojedyncze substancje organiczne z listy przedstawionej w tabelce. Substancje te mają działanie biologiczne, są to leki, witaminy, środki konserwujące. Lp NAZWA ZWYCZAJOWA WZÓR STRUKTURALNY ZASTOSOWANIE 1. PAS H 2 N COOH OH Lek przeciwgruźliczy 2. Paracetamol O H N H C O CH 3 Lek przeciwbólowy 3. Witamina PP N CONH 2 Witamina 4. Fenacetyna O C 2 H 5 N H C O CH 3 Lek przeciwbólowy 5. Kwas salicylowy COOH OH Środek konserwujący 6. COOH Witamina Witamina H 1 H 2 N 7. Benzokaina H 2 N COOC 2 H 5 Środek znieczulający 8. Fenyloalanina O OH Aminokwas NH 2 9. Tyrozyna H O O NH 2 OH Aminokwas 10. Paraben metylowy HO COOCH 3 Środek konserwujący

4 Dysponujesz roztworami: FeCl 3, roztwór 2% NaOH, roztwór 0,1 mol/ dm 3 HCl, roztwór 1 mol/ dm 3 NaNO 2, roztwór 1% Tryskawka z etanolem Tryskawka z wodą Polecenia: 1. Podaj dokładny tok rozumowania, w jaki sposób rozróżnisz WSZYSTKIE wymienione w tabeli substancje. 7,5 pkt 2. Podaj nazwy systematyczne WSZYSTKICH substancji przedstawionych wzorami strukturalnymi. 2,5 pkt 3. Dokonaj identyfikacji substancji organicznych na podstawie charakterystycznych reakcji, posługując się dostępnymi odczynnikami. 6 pkt (0,5 pkt identyfikacja, 0,5 pkt uzasadnienie) PUNKTACJA: Zadanie 1-24 pkt, Zadanie 2-16 pkt, Łącznie: 40 pkt CZAS TRWANIA ZAWODÓW: 300 minut Chemicznej O L I M P I A D A 1954 50 2003 C H EM I C Z N A ROZWIĄZANIA ZADAŃ LABORATORYJNYCH ROZWIĄZANIE ZADANIA 1 1. Oznaczanie kwasu fosforowego i jego wodorosoli jest przykładem miareczkowania alkalimetrycznego, gdzie titrantem jest mianowany roztwór NaOH. Miano tego roztworu nastawia się korzystając z roztworu kwasu solnego o znanym stężeniu, wobec wskaźnika, jakim jest fenoloftaleina. W wyniku miareczkowania otrzymuje się objętość V 0 mianowanego roztworu NaOH, jaka zeszła z biurety na zobojętnienie 25 cm 3 kwasu solnego o stężeniu c HCl. c NaOH = 25 c HCl /V 0 [mol/dm 3 ] 0 3 pkt

5 2. Pierwszy skok krzywej miareczkowania od ph 2,2 do ph 7,6 to reakcja zobojętnienia kwasu fosforowego do diwodorofosforanu sodu: H 3 PO 4 + NaOH NaH 2 PO 4 + H 2 O Drugi skok krzywej miareczkowania od ph 7,6 do ph 12 to reakcja zobojętnienia diwodorofosforanu sodu do wodorofosforanu disodu NaH 2 PO 4 + NaOH Na 2 HPO 4 + H 2 O 2 pkt 3. Pierwsza stała dysocjacji K a1 K a1 = [H 2 PO 4 - ][H + ]/[H 3 PO 4 ] Aby ją wyznaczyć z krzywej miareczkowania należy wziąć taki punkt, gdzie [H 2 PO 4 - ] i [H 3 PO 4 ] są sobie równe, gdyż wtedy K a1 = [H + ] zaś pk a1 = ph. Ma to miejsce dla objętości titranta odpowiadającej połowie jego ilości potrzebnej dla osiągnięcia pierwszego skoku na krzywej miareczkowania, a więc dla objętości ok. 5,6 ml. Wartość ph = pk a1 wynosi 2,4. Druga stała dysocjacji K a2 K a2 = [HPO 4 2- ][H + ]/[H 2 PO 4 - ] Aby ją wyznaczyć z krzywej miareczkowania należy wziąć taki punkt, gdzie [HPO 4 2- ] i [H 2 PO 4 - ] są sobie równe, gdyż wtedy K a2 = [H + ] zaś pk a2 = ph. Ma to miejsce dla objętości titranta odpowiadającej jego ilości potrzebnej dla osiągnięcia pierwszego skoku na krzywej miareczkowania i połowie ilości pomiędzy pierwszym i drugim skokiem krzywej, a więc dla objętości ok. 16,8 ml. Wartość ph = pk a2 wynosi 7,6. 4. Trzecia stała dysocjacji kwasu fosforowego jest na tyle mała, że reakcja pełnego zobojętnienia kwasu fosforowego w czasie miareczkowania roztworem NaOH praktycznie nie zachodzi. Wobec tymoloftaleiny (fenoloftaleina jest tutaj nieodpowiednia) zachodzi jedynie: H 3 PO 4 + 2 NaOH Na 2 HPO 4 + 2 H 2 O 0,5 pkt Sytuacja zmienia się, jeśli do roztworu kwasu fosforowego dodamy jonu, który strąca trudno rozpuszczalny fosforan np. Ca 3 (PO 4 ) 2 lub Ag 3 PO 4. K a3 = [PO 4 3- ][H + ]/[HPO 4 2- ] Usunięcie jonu PO 4 3- z roztworu przesuwa równowagę reakcji dysocjacji: HPO 4 - PO 4 3- + H + i trzeci proton może zostać odmiareczkowany. Sumaryczne równanie reakcji jest następujące: 2 H 3 PO 4 + 3 CaCl 2 + 6 NaOH Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 NaCl + 6 H 2 O 0,5 pkt Do wyznaczenia punktu końcowego miareczkowania można zastosować fenoloftaleinę lub tymoloftaleinę. W roztworze o odczynie słabo kwaśnym mogą współistnieć H 3 PO 4 i NaH 2 PO 4. Podczas miareczkowania próbki objętość roztworu NaOH przed dodaniem CaCl 2 (V NaOH przed ) jest większa niż po dodaniu chlorku wapnia (V NaOH po ). Jony NaH 2 PO 4 i Na 2 HPO 4 mogą występować obok siebie w roztworze o odczynie obojętnym. W tym wypadku objętość roztworu NaOH przed dodaniem CaCl 2 jest mniejsza niż po dodaniu chlorku wapnia. Nie mogą współistnieć ze sobą H 3 PO 4 i Na 2 HPO 4. Rozpatrujemy więc tylko dwa pierwsze przypadki. Sprawdzenie odczynu roztworu papierkiem wskaźnikowym wskazuje która mieszanina znajduje się w badanej próbce 2 pkt

6 Mieszaninę w kolbie miarowej należy dopełnić do kreski wodą i wymieszać. Do miareczkowania pobierać porcje roztworu pipetą jednomiarową o poj. 25 cm 3. Podczas miareczkowania porcji roztworu za pomocą mianowanego roztworu NaOH wobec tymoloftaleiny zachodzą reakcje: I przypadek kwas fosforowy i diwodorofosforan sodu (odczyn słabo kwaśny, V NaOH przed > V NaOH po ) H 3 PO 4 + 2 NaOH Na 2 HPO 4 + 2 H 2 O NaH 2 PO 4 + NaOH Na 2 HPO 4 + H 2 O 0,5 pkt Jeśli teraz do próbki wprowadzi się CaCl 2 to zajdzie reakcja: 2 Na 2 HPO 4 + 3 CaCl 2 + 2 NaOH Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 NaCl + 4 H 2 O 0,5 pkt II przypadek - diwodorofosforan sodu i wodorofosforan disodu (odczyn obojętny, V NaOH przed < V NaOH po ) NaH 2 PO 4 + NaOH Na 2 HPO 4 + H 2 O 0,5 pkt Jeśli teraz do próbki wprowadzimy CaCl 2 to zajdzie reakcja: 2 Na 2 HPO 4 + 3 CaCl 2 + 2 NaOH Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 NaCl + 2 H 2 O 0,5 pkt Możemy więc zapisać: I przypadek x 1 liczba moli H 3 PO 4 x 2 liczba moli NaH 2 PO 4 n 1 liczba moli NaOH w miareczkowaniu bez CaCl 2 n 2 liczba moli NaOH w miareczkowaniu po dodaniu CaCl 2 2x 1 + x 2 = n 1 x 1 + x 2 = n 2 x 1 = 0,5 (n 1 -x 2 ) 0,5 n 1 0,5 x 2 + x 2 = n 2 0,5 x 2 = n 2 0,5 n 1 x 2 = 2n 2 - n 1 x 1 = n 1 n 2 II przypadek x 3 liczba moli NaH 2 PO 4 x 4 liczba moli Na 2 HPO 4 n 3 liczba moli NaOH w miareczkowaniu bez CaCl 2 n 4 liczba moli NaOH w miareczkowaniu po dodaniu CaCl 2 x 3 = n 3 x 3 + x 4 = n 4 x 4 = n 4 - n 3

7 Liczbę moli NaOH oblicza się znając stężenie (w mol/dm 3 ) i objętość roztworu (dm 3 ) zużytego na odmiareczkowanie substancji o charakterze kwaśnym. n i = c NaOH V i 5. Sprawdza się odczyn roztworu za pomocą papierka wskaźnikowego oraz objętość titranta przed i po dodaniu CaCl 2 : Słabo kwaśny, V NaOH przed > V NaOH po Skład próbki - kwas fosforowy i diwodorofosforan sodu Uwzględniając masy molowe kwasu fosforowego i diwodorofosforanu sodu, oraz pamiętając, jaką część całej próbki wzięto do oznaczenia, oblicza się masę poszczególnych składników mieszaniny. Ilość kwasu fosforowego: m H3PO4 = 10 c NaOH (V 1 - V 2 ) M H3PO4 Ilość diwodorofosforanu sodu: m NaH2PO4 = 10 c NaOH (2V 2 V 1 ) M NaH2PO4 0 3 pkt 0 3 pkt obojętny, V NaOH przed < V NaOH po Skład próbki diwodorofosforan sodu i wodorofosforan disodu 3 pkt Uwzględniając masy molowe diwodorofosforanu sodu i wodorofosforanu disodu, oraz pamiętając jaką część całej próbki wzięto do oznaczenia, oblicza się masę poszczególnych składników mieszaniny. Ilość diwodorofosforanu sodu: m NaH2PO4 = 10 c NaOH V 3 M NaH2PO4 Ilość wodorofosforanu disodu: 0 3 pkt m Na2HPO4 = 10 c NaOH (V 4 V 3 ) M NaH2PO4 0 6. Dodanie do roztworu kwasu fosforowego jonu, który strąca trudno rozpuszczalny fosforan np. Ca 3 (PO 4 ) 2 lub Ag 3 PO 4 wpływa na trzeci stopień dysocjacji: HPO 4 2- PO 4 3- + H + Usunięcie jonu PO 3-4 z roztworu przesuwa równowagę reakcji w prawo i trzeci proton może zostać odmiareczkowany. Roztwór miareczkowany musi być rozcieńczony, by nie wytrącał się wodorofosforan wapnia. 0 2 pkt ROZWIĄZANIE ZADANIA 2 1. Rozróżnienie substancji - tok rozumowania Aby odróżnić podane substancje należy wykorzystać różnicę w ich właściwościach fizycznych i chemicznych: 1) Sprawdzić ich rozpuszczalność w wodzie zimnej i gorącej, ew. w alkoholu. 2) Sprawdzić ich rozpuszczalność w: HCl rozpuszczają się związki zawierające grupę aminową tj. substancje 1, 3, 6, 7, 8 i 9. Pozostałe substancje nie ulegają rozpuszczeniu. Substancje rozpuszczalne w kwasie to grupa I, a nierozpuszczalne: 2, 4, 5 i 10 grupa II

8 NaOH - rozpuszczają się związki zawierające grupę fenolową i (lub) karboksylową. Z substancji nierozpuszczalnych w kwasie (grupa II) w roztworze NaOH rozpuszczą się substancje 2, 5 i 10 grupa IIa. Nierozpuszczalna jest jedynie fenacetyna (substancja 4). 2a) Fenacetyna (substancja 4) jako jedyna nie rozpuszcza się ani w roztworze NaOH, ani w roztworze HCl; rozpuszcza się jedynie w etanolu i na podstawie tych właściwości może być jednoznacznie zidentyfikowana. 2b) Z substancji rozpuszczalnych w kwasie (grupa I) w roztworze NaOH rozpuszczą się substancje 1, 6, 8 i 9 grupa Ia. Nierozpuszczalne są substancje 3 i 7. Substancja 3 nie rozpuszcza się w NaOH na zimno, rozpuszcza się natomiast po ogrzaniu z wydzieleniem amoniaku. Jest to charakterystyczne dla amidu. (reakcji takiej ulegają również nitryle, ale nie są one obecne w badanym zestawie). Wymienione właściwości substancji pozwalają na jednoznaczną identyfikację witaminy PP. 2c) Benzokaina (substancja 7) jest rozpuszczalna jedynie w HCl (grupa I), a nierozpuszczalna w roztworze NaOH nawet po podgrzaniu i na podstawie tych właściwości może być jednoznacznie zidentyfikowana. 2d) Grupa IIa (substancje nierozpuszczalne w HCl, rozpuszczalne w NaOH) Odróżnienie substancji 2 od 5 i 10 polega na ogrzaniu substancji z NaOH. Jedynie substancja 2 ulegnie deacetylacji, w związku z czym, zakwaszenie roztworu powoduje wydzielanie kwasu octowego, wykrywanego po charakterystycznym zapachu lub papierkiem wskaźnikowym u wylotu probówki. Postępowanie to prowadzi do jednoznacznej identyfikacji paracetamolu. 3) Sprawdzić, które substancje reagują z FeCl 3, tworząc zabarwienie charakterystyczne dla grupy fenolowej. 3a) Grupa Ia (substancje rozpuszczalne w HCl, rozpuszczalne w NaOH) rozróżnienie substancji 1, 6, 8 i 9 Substancja 1 tworzy z FeCl 3 charakterystyczne zabarwienie, zaś substancje 6, 8 i 9 tego zabarwienia nie dają (grupa Iaa). Ta własność pozwala jednoznacznie zidentyfikować substancję 1 jako PAS 3b) Grupa IIa (substancje nierozpuszczalne w HCl, rozpuszczalne w NaOH). Rozróżnienie substancji 5 i 10 I Do rozcieńczonego roztworu FeCl 3 dodaje się kilka kropli alkoholowego roztworu substancji 5. Powstające intensywne, fioletowe zabarwienie pozwala jednoznacznie zidentyfikować kwas salicylowy. II Do rozcieńczonego roztworu FeCl 3 dodaje się kilka kropli alkoholowego roztworu substancji 10. Wynikiem tej reakcji jest jedynie nikłe zabarwienie żółtobrunatne, co w sposób jednoznaczny charakteryzuje metyloparaben.. 4) Sprawdzić, które substancje (rozpuszczalne w HCl) ulegają diazowaniu i sprzęganiu z rozpuszczonym w NaOH paracetamolem, z utworzeniem barwnych połączeń. 4a) Grupa Iaa (substancje rozpuszczalne w HCl, rozpuszczalne w NaOH, nie dające w reakcji z FeCl 3 fioletowego zabarwienia) Rozróżnienie substancji 6, 8 i 9 Substancje 6, 8 i 9 rozpuszcza się w HCl, daje kilka kropli roztworu NaNO 2 i chłodzi pod zimną wodą. Następnie dodaje się roztworu paracetamolu w NaOH. Jedynie w przypadku substancji 6 powstaje zabarwienie od utworzonego barwnika azowego. I Reakcji diazowania ulega Witamina H 1 (substancja 6), co w połączeniu z innymi cechami pozwala na jej jednoznaczną identyfikację. II Fenyloalanina i Tyrozyna nie ulegają reakcji diazowania.

9 5) Sprawdzić, które substancje (rozpuszczalne w HCl i NaOH) ulegają sprzęganiu z utworzeniem barwnych połączeń, z solami diazoniowymi utworzonymi z PAS lub z witaminy H 1. Rozróżnienie substancji 8 i 9. Substancję 1 lub 6 rozpuszcza się w HCl, daje kilka kropli roztworu NaNO 2 i chłodzi pod zimną wodą. Następnie dodaje się roztworu substancji 8 lub 9 w NaOH. Jedynie w przypadku substancji 9 powstaje zabarwienie od utworzonego barwnika azowego. - Fenyloalanina (substancja 8) nie ulega reakcji diazowania ani sprzęgania, co po uwzględnieniu jej pozostałych cech jednoznacznie ją identyfikuje. - Tyrozyna (substancja 9) nie ulega reakcji diazowania, ale ulega reakcji sprzęgania, co w połączeniu z innymi cechami również jednoznacznie ją identyfikuje Punktacja 10 x 0,75 pkt = 7,5 pkt 2. Nazwy systematyczne związków 1. kwas 4-amino-2-hydroksybenzoesowy, kwas 4-amino-2-hydroksybenzenokarboksylowy 2. N-(4-hydroksyfenylo)acetamid, 4-(acetyloamino)fenol 3. pirydyno-3-karboksyamid, 3-pirydynokarboksyamid 4. N-(4-etoksyfenylo)acetamid, 4-etoksyacetanilid 5. Kwas 2-hydroksybenzoesowy, kwas 2-hydroksybenzenokarboksylowy 6. Kwas 4-aminobenzoesowy, kwas 4-aminobenzenokarboksylowy 7. 4-aminobenzoesan etylu, 4-aminobenzenokarboksylan etylu 8. Kwas 2-amino-3-fenylopropionowy 9. Kwas 2-amino-3-(4-hydroksyfenylo)propionowy 10. 4-hydroksybenzoesan metylu, 4-hydroksybenzenokarboksylan metylu Punktacja 10 x 0,25 pkt = 2,5 pkt 3.Identyfikacja substancji organicznych PRZYKŁADOWY ZESTAW SUBSTANCJI: A PAS C Kwas salicylowy E Metyloparaben B Witamina PP D Paracetamol F Tyrozyna Probówka A substancja nierozpuszczalna w wodzie, rozpuszczalna w NaOH i kwasie solnym. Z roztworem FeCl 3 tworzy fioletowo-czerwone zabarwienie, charakterystyczne dla grupy fenolowej. W kwaśnym roztworze ulega reakcji diazowania za pomocą azotanu(iii) sodu w niskiej temperaturze, a następnie reakcji sprzęgania z substancją o charakterze fenolu np. z paracetamolem. Po zalkalizowaniu roztworu pojawia się czerwone zabarwienie. Wniosek probówka A zawiera kwas 4-aminosalicylowy (PAS) Uzasadnienie 3a Probówka B substancja rozpuszczalna w kwasie i alkoholu. Ogrzewana z roztworem NaOH wydziela amoniak (zbliżony do wylotu probówki zwilżony papierek uniwersalny niebieszczeje). Z wymienionych substancji tylko amid daje taką reakcję. Substancja ta nie daje charakterystycznej reakcji z FeCl 3. Wniosek probówka B zawiera witaminę PP amid kwasu nikotynowego Uzasadnienie 2b Probówka C substancja nierozpuszczalna w wodzie i kwasie solnym, rozpuszczalna w NaOH i etanolu. W reakcji z FeCl 3 tworzy fioletowe zabarwienie. Nie ulega reakcji diazowania ani sprzęganiu z solą diazoniową PAS. Wniosek probówka C zawiera kwas salicylowy. Uzasadnienie 3bI

10 Probówka D substancja nierozpuszczalna w wodzie zimnej, rozpuszczalna w wodzie gorącej i etanolu, rozpuszczalna w NaOH, nierozpuszczalna w kwasie solnym. Po ogrzaniu z NaOH i następczym zakwaszeniu wydziela kwas octowy. Daje pozytywny wynik w próbie z FeCl 3, nie ulega reakcji diazowania, ale ulega sprzęganiu z solą diazoniową PAS. Wniosek probówka D zawiera paracetamol. Uzasadnienie 2d Probówka E substancja nierozpuszczalna w wodzie zimnej, rozpuszczalna w wodzie gorącej i etanolu, rozpuszczalna w NaOH, nierozpuszczalna w kwasie solnym. W reakcji z FeCl 3 daje żółto-brunatne zabarwienie, nie ulega reakcji diazowania, ale ulega sprzęganiu z solą diazoniową PAS. Wniosek probówka E zawiera metyloparaben Uzasadnienie 3bII Probówka F substancja nierozpuszczalna w wodzie zimnej, słabo rozpuszczalna w wodzie gorącej i etanolu, rozpuszczalna w NaOH, rozpuszczalna w kwasie solnym. Daje negatywny wynik w próbie z FeCl 3. Nie ulega reakcji diazowania, ale ulega sprzęganiu z solą diazoniową PAS. Wniosek probówka F zawiera tyrozynę. Uzasadnienie 5 Identyfikacja: 6 x 0,5 pkt = 3 pkt Uzasadnienie: 6 x 0,5 pkt = 3pkt