45wst.pdf
(
368 KB
)
Pobierz
91378501 UNPDF
L
I
M
P
I
A
D
O
A
45
A
1954
1998
Z a d a n i a t e o r e t y c z n e
C
H
E
Z
N
M
C
I
CZĘŚĆ A: Zadania obowiązkowe
Zadanie 1A
10 reakcji organicznych
Napisać stechiometryczne równania następujących reakcji:
a)
alkohol p-hydroksybenzylowy + HBr/H
2
O
b)
alkohol p-hydroksybenzylowy + NaOH/H
2
O
c)
etylobenzen + brom wobec światła
d)
2-metylo-2-buten + KMnO
4
, ∆T
e)
Acetonitryl + NaOH/H
2
O
f)
Nitrobenzen + cynk + HCl
g)
1,2,3,5-tetra-O-metylo-α-D-rybofuranoza + H
2
O/H
+
h)
aldehyd 1-naftoesowy + NaOH/H
2
O
i)
p-toluidyna + NaNO
2
, HCl , 0
o
C
j)
2-butanol + jod + NaOH
Zadanie 2A
Identyfikacja węglowodoru
10,6 g pewnego węglowodoru pod działaniem mieszaniny nitrującej tworzy 13,8 g
mononitropochodnej z wydajnością 91,4 %. Mając na uwadze, że węglowodór ten nie odbarwia (w
temp. pokojowej) roztworu KMnO
4
, ani też nie reaguje z roztworem bromu w CHCl
3
, oraz że
wspomniany produkt reakcji nitrowania jest jedynym izomerem, jaki może powstawać po
podstawieniu jednej grupy nitrowej, podaj:
a) masę molową tego węglowodoru;
b) wzór strukturalny węglowodoru;
c) wzór strukturalny jego mononitropochodnej.
Masy atomowe w g/mol: H - 1, C - 12, N - 14, O - 16.
Zadania 3A
Struktura tripeptydu
Tripeptyd zawierający fenyloalaninę, glicynę i serynę poddano działaniu karboksypeptydazy.
Pierwszym wolnym aminokwasem pojawiającym się w roztworze była fenyloalanina. Kiedy ten
sam tripeptyd poddano degradacji Edmana otrzymano N-fenylotiohydantoinę glicyny. Jaka była
struktura tego tripeptydu?
2
Zadanie 4A
Równowagi jonowe
Odpowiadając na poniższe pytania wybierz jedną z trzech odpowiedzi: (a) wzrośnie, (b) zmniejszy
się, (c) nie zmieni się (lub zmiana będzie zaniedbywalnie mała).
1. Załóżmy, że mamy roztwór wodny HCl o stężeniu 10
-9
mol/dm
3
, który rozcieńczamy 10-
krotnie. Jak zmieni się stężenie jonów wodorowych ?
2. Roztwór zawierający kompleks Cu(NH
3
)
4
2+
o stężeniu 0,001 mol/dm
3
i amoniak w stężeniu
0,1 mol/dm
3
rozcieńczono 10-krotnie. Jak zmieni się stężenie wolnych jonów Cu
2+
?
3. Do nasyconego roztworu BaSO
4
dodano taką samą objętość nasyconego roztworu CaSO
4
. Jak
zmieni się stężenie wolnych jonów Ba
2+
?
4. Do 100 cm
3
roztworu Ag(NH
3
)
2
+
o stężeniu 0,01 mol/dm
3
i amoniaku o stężeniu 1 mol/dm
3
dodano 0,1 mola stałego NH
4
NO
3
. Jak zmieni się stężenie wolnych jonów Ag
+
?
5. Do 50 cm
3
roztworu CH
3
COONa o stężeniu 1 mol/dm
3
dodano taką samą objętość kwasu
octowego o stężeniu 1 mol/dm
3
. Jak zmieni się stężenie jonów octanowych ?
We wszystkich przypadkach pomiń efekty związane ze zmianą współczynników aktywności
.
CZĘŚĆ B: Zadania fakultatywne
Zadanie 1B
Reakcje związku magnezoorganicznego
Czym należy podziałać na jodek fenylomagnezowy aby otrzymać (po następczej hydrolizie)
następujące związki:
a) difenylometan b) 1-fenyloetanol c) 2-fenyloetanol d) 2-fenylo-2-butanol e)
acetofenon f) kwas benzoesowy g) tiofenol h) 3-fenylopropen
Zadanie 2B
Synteza organiczna
Podać metody syntezy poniższych związków ze wskazanych substratów:
a)
2-heksyn z 1-BROMOPROPANU
b)
kwas 2-bromo-4-nitrobenzoesowy z TOLUENU
c)
kwas 3-bromo-5-nitrobenzoesowy z TOLUENU
d)
m-nitrobenzonitryl z NITROBENZENU (wykorzystać reakcję diazowania)
e)
2-metylo-1,3-pentanodiol z 1-PROPANOLU (wykorzystać kondensację aldolową)
f)
dibenzyloaminę (bez domieszek innych amin) z TOLUENU
Literatura:
- Boyd, Morrison,
Chemia Organiczna
(
do wszystkich zadań z chemii organicznej
)
3
Zadanie 3B
Identyfikacja związku heteroaromatycznego
Heteroaromatyczny związek A poddano następującym reakcjom:
1. całkowita redukcja (uwodornienie) z zachowaniem układu(ów) cyklicznego(ych);
2. wyczerpujące metylowanie jodkiem metylu (1 mol substratu reaguje z 2 molami jodku metylu);
3. działanie wilgotnym tlenkiem srebra i ogrzewanie (eliminacja Hofmanna);
4. wyodrębnienie i uwodornienie głównego produktu eliminacji;
5. ponowne wyczerpujące metylowanie z jodkiem metylu;
6. ponowna eliminacja Hofmanna.
W wyniku powyżej opisanych przemian jako główny produkt otrzymano 3-etylocykloheksen (3-
etylocykloheks-1-en). Podaj wzór strukturalny związku A i zapisz schematy przedstawionych
wyżej reakcji.
Zadanie 4B
W wyniku częściowej hydrolizy pentapeptydu otrzymano następujące fragmenty: Gly-Ala,
Leu-Phe, Leu-Leu i Ala-Leu. Podczas degradacji Edmana wyjściowego pentapeptydu
otrzymano N-fenylotiohydantoinę glicyny. Jaka była struktura wyjściowego pentapeptydu.
Zadanie 5B
Iloczyn rozpuszczalności
Do 20 cm
3
nasyconego roztworu AgCl (po oddzieleniu osadu) dodano 10 cm
3
amoniaku o
stężeniu 1 mol/dm
3
, a następnie dodano 100 mg stałego KI. Czy wytrąci się osad AgI ?
K
so
AgCl = 1,6
.
10
-10
K
so
AgI = 7,9
.
10
-17
Dla kompleksów Ag
+
z amoniakiem:
log β
1
= 3,4 log β
2
= 7,4
Zadanie 6B
Termodynamika przemian chemicznych
Dzięki termodynamicznemu opisowi przemian chemicznych możemy przewidzieć (na
podstawie odpowiednich obliczeń), czy między rozważanymi przez nas substancjami może dojść
do przemiany chemicznej w odpowiednie produkty. Wymaga to jednak prawidłowej interpretacji
wyników obliczeń, którą przedstawimy na poniższym modelowym przykładzie.
Zakładamy, że mieszając tylko czyste substraty: A
(g)
i B
(g)
otrzymamy C
(g)
, zgodnie z
następującym równaniem:
A
(g)
+ B
(g)
= 2C
(g)
(1)
1. Na podstawie danych poniżej standardowych entalpii tworzenia ∆
H
f
0
i standardowych entropii
S
0
reagentów ( w temp. 300 K) wykaż, czy powyższe założenie jest prawdziwe w warunkach
izobaryczno-izotermicznych (
p
,
T
= const).
Struktura pentapeptydu
4
Reagent
∆
H
f
0
[kJ mol
-1
]
S
0
[J mol
-1
K
-1
]
A
(g)
0
150
B
(g)
0
250
C
(g)
35
300
2. Niezależnie od przewidywanego kierunku przebiegu reakcji (1) oblicz jej stałą równowagi (
K
p
)
w temp. 300 K oraz stopień przereagowania czystych substratów, pozostających początkowo w
stosunku molowym 1:1.
L
I
M
P
I
A
D
O
1954
A
45
A
1998
Rozwiązania zadań teoretycznych
C
H
E
Z
N
M
C
I
CZĘŚĆ A: Zadania obowiązkowe
Rozwiązanie zadania 1A
a)
HO
CH
2
OH
+
HBr
HO
CH
2
Br
+
H
2
O
b)
HO
CH
2
OH
+
NaOH
NaO
CH
2
OH
+
H
2
O
c)
CH
2
CH
3
+
Br
2
hv
CHBrCH
3
HBr
+
d)
CH
3
C
CH
3
CHCH
3
+
KMnO
4
2
CH
3
COCH
3
+
CH
3
COOK
+
2
MnO
2
+
KOH
e)
CH
3
CN
+
NaOH
+
H
2
O
CH
3
COONa
+
NH
3
f)
C
6
H
5
NO
2
+
3
Zn
+
7
HCl
C
6
H
5
NH
3
Cl
+
3
ZnCl
2
+
2
H
2
O
CH
2
OCH
3
CH
2
OCH
3
g)
O
+
H
2
O
O
OH
+
CH
3
OH
OC H
3
OC H
3
OC H
3
OC H
3
OC H
3
h)
CHO
COONa
CH
2
OH
2
+
NaOH
+
i)
CH
3
NH
2
+
NaNO
2
+
2
HCl
CH
3
N
2
Cl
+
NaCl
+
2
H
2
O
j)
CH
3
CH
2
COCH
3
+
4
I
2
+
6
NaOH
CH
3
CH
2
COONa
+
CHI
3
+
5 + 4
NaI
H
2
O
5
Rozwiązanie zadania
2
A
Oznaczamy przez
x
masę molową węglowodoru i układamy proporcję:
C
n
H
m
C
n
H
m-1
NO
2
10,6
1380 / 91,4
stąd: 10,6(
x
+ 45) = 1380
x
: 91,4
15,1
x
- 10,6
x
= 10,6
*
45
4,5
x
= 106
*
4,5
x
= 106
Węglowodór o masie molowej 106 może mieć tylko wzór C
8
H
10
. Zarówno jego opisane
właściwości chemiczne jak i wyprowadzony wzór sugerują aromatyczność. Może to być
etylobenzen lub dimetylobenzen (ksylen). Spośród tych związków warunki zadania spełnia tylko p-
ksylen:
Rozwiązanie zadania 3A
Karboksypeptydazy odszczepiają z peptydów aminokwas posiadający grupę karboksylową, a więc
aminokwas położony na C-końcu. Fenyloalanina jest więc aminokwasem położonym na C-końcu
naszego peptydu.
Degradacja Edmana polega na przekształceniu aminokwasu N-końcowego w fenylotiohydantoinę,
tak więc aminokwasem N-końcowym jest glicyna.
Ponieważ jest to tripeptyd zawierający jeszcze serynę, więc sekwencja tego peptydu jest
następująca: Gly-Ser-Phe
Rozwiązanie zadania 4A
1c. Przy tak niskim stężeniu kwasu w obu przypadkach stężenie jonów wodorowych jest takie jak w
czystej wodzie, czyli 10
-7
mol/dm
3
.
2a. Stała trwałości kompleksu = [Cu(NH
3
)
4
2+
]/([Cu
2+
][NH
3
]
4
])
Stąd [Cu
2+
] = [Cu(NH
3
)
4
2+
]/(stała trwałości kompleksu
.
[NH
3
]
4
)
10- krotne rozcieńczenie roztworu oznacza 10-krotne zmniejszenie stężenia kompleksu i 10-krotne
zmniejszenie stężenia amoniaku. W rezultacie stężenie jonów Cu
2+
zwiększy się.
3b. W nasyconym roztworze CaSO
4
stężenie jonów siarczanowych jest wielokrotnie wyższe niż w
nasyconym roztworze BaSO
4
, nawet po dwukrotnym rozcieńczeniu roztworu. W rezultacie
stężenie jonów Ba
2+
zmniejszy się (wytrącą się w postaci osadu BaSO
4
) dla zachowania
stałości iloczynu rozpuszczalności BaSO
4
.
4c. Dodatek azotanu amonu nie zmieni stężenia amoniaku ani stężenia kompleksu. Stężenie
wolnych jonów Ag
+
nie zmieni się.
5b. W tych warunkach kwas octowy będzie praktycznie niezdysocjowany. Stężenie jonów
octanowych zmniejszy się wskutek dwukrotnego rozcieńczenia roztworu.
x
x
+ 45
Plik z chomika:
teacher20
Inne pliki z tego folderu:
fu56.pdf
(390 KB)
55wst.pdf
(546 KB)
55i(1).pdf
(330 KB)
54i.pdf
(432 KB)
53i.pdf
(388 KB)
Inne foldery tego chomika:
etap 2
etap 3
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin