Test diagnostyczny – Poziom 1
Witam serdecznie przyszły potencjalny finalisto/laureacie Olimpiady Chemicznej!
Poniżej przedstawiam Test Diagnostyczny mojego autorstwa, który ma na celu pomóc Ci oszacować swój aktualny poziom chemiczny, abyś wiedział jakie dalsze kroki poczynić aby spełnić to niewątpliwie trudne marzenie i dostać się do II etapu, do finału czy do top 30 a może nawet top 4 osób w kraju.
Test diagnostyczny – Olimpiada Chemiczna
Poniższy test ma na zadaniu ewaluację wyjściowego poziomu zawodnika i zakwalifikowanie go ,,w odpowiednie miejsce” dalszego szkolenia, nauki do Olimpiady Chemicznej, co może przybrać przeróżne formy – od samych podstaw jak definicja i zastosowanie mola po naukę już od podręczników akademickich, bardziej zorientowanych na tematykę typowo olimpijską.
Należy zaznaczyć, że test NIE służy do oceny czy ktoś się do Olimpiady nadaje lub nie, a po prostu określa wyjściowy poziom danego zawodnika (żeby zwyczajnie wiedzieć, od czego zacząć naukę). Ewentualnie nadrobienie podstaw to króciutki moment w porównaniu do materiału, który trzeba potem przerobić pod kątem samej Olimpiady, więc nie wolno zniechęcać się ,,słabszym wynikiem” tego testu, bo tak naprawdę nie ma to znaczenia.
Uzyskując bowiem wynik z testu 10% masz taką samą szansę na dostanie się do finału, jak osoba, która zrobi go na 95%. Po prostu może Ci to zająć odrobinę więcej czasu, ale właśnie dla takich ludzi jest Olimpiada – dla tych, którzy chcą włożyć w ten cel swoje serce i ciężką pracę!
Test przybiera strukturę trzypoziomową, a każdy z kolejnych poziomów jest coraz trudniejszy.
- Pierwszy poziom sprawdza zupełnie niezbędne podstawy z szeroko pojętej chemii ogólnej, a zakres to wiedza z gimnazjum (podstawówki) + liceum podstawowe (elementy, bez moli)
- Drugi poziom jest podzielony na dwa działy – chemię nieorganiczną i organiczną. Przyczyna tego poziomu zostanie wytłumaczona w Interpretacji testu. Poziom obejmuje zakres liceum rozszerzonego.
- Trzeci poziom jest podzielony na cztery główne gałęzie chemii czyli chemię analityczną, nieorganiczną, fizyczną oraz organiczną (z elementami biochemii). Różnicuje on zawodnika na poziom I lub II etapu. (On pojawi się znacznie później, ponieważ jest mniej istotny na ten moment).
Pierwszy poziom to wprowadzenie do chemii, stąd niechlubnie znajduje się tu relatywnie sporo pytań z ,,definicji” , których oczywiście na OlChemie doświadczymy raczej rzadko, ale są to pojęcia zwykle niezbędne, bez których potem nie dacie rady poruszać się po trudniejszych podręcznikach.
Nie ustalam żadnego czasu na wykonanie testu. Rób go tyle czasu ile potrzebujesz, można go sobie nawet podzielić na kilka podejść. Zadania z *gwiazdką dotyczą wiedzy ,,trochę bardziej odjechanej” , ale jest ona zawarta w podręcznikach szkolnych (tak, tych gimnazjalnych!). Te zadania będą miały dodatkową ,,premię punktową” , ale można je pominąć. W zasadzie każde zadanie można pominąć – liczy się wynik końcowy (osobno ważne są zadania obliczeniowe). Po napisaniu testu i sprawdzeniu odpowiedzi, należy zerknąć na Interpretację testu, która będzie na dole.
Pytanie 1 – (4 pkt)
a) Podaj wzór na gęstość.
b) Wyraź gęstość benzyny, która wynosi \(700 \frac{kg}{m^{3}} \) w \(\frac{g}{cm^{3}} \) oraz w \(\frac{g}{dm^{3}} \)
c) Skoro olej pływa po powierzchni wody to która ciecz ma większą gęstość?
d) *Który pierwiastek w warunkach normalnych ma największą gęstość?
Pytanie 2 – (2 pkt)
Czym się różni dekantacja od destylacji? Wyjaśnij krótko, własnymi słowami oba pojęcia.
Pytanie 3 – (1 pkt)
Przejście pary wodnej w lód nazywamy :
a) krzepnięciem
b) wrzeniem
c) sublimacją
d) resublimacją
e) topnieniem
f) kondensacją
Pytanie 4 – (1 pkt)
Wymień jeden niemetal oraz jeden metal, który w temperaturze pokojowej jest cieczą.
Pytanie 5 – (1 pkt)
Srebrzystobiała lub srebrzystoszara barwa, dobra kowalność i ciągliwość, dobre przewodnictwo ciepła i elektryczności, stały stan skupienia to ogólne cechy, które opisują :
a) metale
b) niemetale
c) gazy szlachetne
d) pierwiastki promieniotwórcze
Pytanie 6 – (2 pkt)
Wymień dwa gazy, z których (w większości) składa się powietrze oraz podaj ile dokładnie procent tego powietrza one stanowią.
Pytanie 7 – (2 pkt)
Dokończ informacje na temat gazów szlachetnych :
- Gazy szlachetne to pierwiastki z (której) … grupy układu okresowego
- Kolor –
- Smak –
- Czy podtrzymują spalanie?
- Jaka jest ich reaktywność i z czego ona wynika?
Pytanie 8 – (2 pkt)
Co to jest substancja higroskopijna? Wymień 3 przykłady.
Pytanie 9 – (4 pkt)
Wypełnij poniższą tabelkę z właściwościami poszczególnych gazów.
| Tlen | Azot | Tlenek węgla (IV) | Wodór | |
| Barwa | ||||
| Rozp. w wodzie | ||||
| Zapach | ||||
| Czy podtrzymuje spalanie? | ||||
| Gęstość w porównaniu do gęstości powietrza |
Pytanie 10 – (2 pkt)
Co to jest mieszanina piorunująca?
Pytanie 11 – (1,5 pkt)
Zaklasyfikuj każdą reakcję jako reakcję wymiany, analizy (rozpadu) lub syntezy
- \(NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_{2}O \)
- \(2KMnO_{4} \rightarrow K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2} \)
- \(2NO + O_{2} \rightarrow 2NO_{2} \)
Pytanie 12 – (2 pkt)
Czym się różni reakcja endo- od egzoenergetycznej? Podaj po jednym przykładzie takiej reakcji.
Pytanie 13 – (1 pkt)
Czym się różni atom od cząsteczki?
Pytanie 14 – (3 pkt)
Dla atomu bromu podaj :
- numer grupy i okresu w układzie okresowym
- liczbę protonów, elektronów, neutronów i nukleonów
- liczbę atomową i masową
- liczbę elektronów walencyjnych
- konfigurację powłok (K L M itd)
Pytanie 15 – (3 pkt)
Wymień i nazwij izotopy wodoru i powiedz czym się one różnią. Czym jest średnia masa atomowa?
Pytanie 16 – (2 pkt)
Opisz i nazwij wiązanie, które występuje w cząsteczce wodoru
Pytanie 17 – (2 pkt)
Wymień 7 pierwiastków, które naturalnie w przyrodzie występują w postaci cząsteczek dwuatomowych.
Pytanie 18 – (2,5 pkt)
Czym jest elektroujemność i który pierwiastek posiada największą jej wartość? Jakie jest ,,praktyczne” zastosowanie elektroujemności?
Pytanie 19 – (2 pkt)
Opisz i nazwij wiązanie, które występuje w cząsteczce kwasu solnego.
Pytanie 20 – (2 pkt)
Jaki jon będzie łatwiej otrzymać z atomu potasu – kation czy anion? Dlaczego? Jaka będzie konfiguracja elektronowa dla tego jonu potasu?
Pytanie 21 – (2 pkt)
Opisz i nazwij wiązanie, które występuje w cząsteczce soli kuchennej
Pytanie 22 – (2 pkt)
Wypełnij tabelkę porównującą właściwości związków jonowych i kowalencyjnych :
| Właściwości | Związki jonowe | Związki kowalencyjne |
| Jaki mają stan skupienia w warunkach normalnych? | ||
| Wysokie czy niskie wartości temperatur topnienia i wrzenia? | ||
| Rozpuszczalność w wodzie | ||
| Czy przewodzą ciepło? | ||
| Czy przewodzą prąd elektryczny? |
Pytanie 23 – (5 pkt)
Zadanie będzie dotyczyło tlenku węgla (IV). Podaj jego :
- wzór sumaryczny
- wzór strukturalny
- wzór elektronowy
- kropkowy
- kreskowy
- wartościowość węgla i tlenu
Pytanie 24 – (2,5 pkt)
Napisz wzory sumaryczne lub podaj nazwy następujących związków :
- tlenek chloru (VII)
- bromek niklu (III)
- tlenek żelaza (III)
- \(MnO_{2} \)
- \(CrI_{3} \)
Pytanie 25 – (1 pkt)
Czym się różni współczynnik od indeksu stechiometrycznego?
Pytanie 26 – (1 pkt)
Jak rozumiesz proces rozpuszczania danej substancji w wodzie? Na czym to polega?
Pytanie 27 – (1 pkt)
Który z wodnych roztworów związków : azotan (V) potasu czy sacharoza będzie przewodzić prąd elektryczny? Dlaczego?
Pytanie 28 – (3,5 pkt)
Jaka będzie barwa roztworu z dodatkiem : 1) fenoloftaleiny 2) oranżu metylowego 3) uniwersalnego papierka wskaźnikowego w roztworze :
- wodorotlenku potasu – oceń pH takiego roztworu
- kwasu azotowego (V) – oceń pH takiego roztworu
Pytanie 29 – (2 pkt)
Co to jest woda wapienna i jaka jest jej rola w wykrywaniu jednego z gazów obecnych w powietrzu?
Pytanie 30 – (4 pkt)
Podaj równanie dysocjacji (o ile dany związek ulega dysocjacji) dla :
- \(RbOH \)
- \(CaO \)
- \(H_{2}O \)
- \(NH_{4}OH \)
- \(HNO_{3} \)
- \(H_{3}PO_{4} \) – zapis sumaryczny oraz stopniowy.
- \(Ca_{3}(PO_{4})_{2} \)
- \(NaCl \)
Pytanie 31 – (1,5 pkt)
Zaproponuj schemat reakcji, podczas których z siarki otrzymasz kwas siarkowy (VI).
Pytanie 32 – (2 pkt)
Nazwij związki lub podaj ich wzór sumaryczny
- \(FeSO_{4} \)
- \(Ca_{3}(PO_{4})_{2} \)
- siarczan (IV) glinu
- azotan (III) platyny (II)
Pytanie 33 – (2 pkt)
Co to jest reakcja zobojętniania? Podaj przykład takiej reakcji.
Pytanie 34 – (7 pkt)
Dokończ równania reakcji :
- \(HNO_{3} + NaOH \rightarrow \) – dodatkowo zapisz to równanie reakcji w postaci jonowej skróconej.
- \(Zn + HCl \rightarrow \)
- \(Fe + HCl \rightarrow \)
- \(Fe + Cl_{2} \rightarrow \)
- \(MgO + HCl \rightarrow \)
- \(KOH + CO_{2} \rightarrow \)
- azotan (V) miedzi (II) + kwas fosforowy (V) \(\rightarrow \)
- \(Na_{2}SO_{3} + Ba(OH)_{2} \rightarrow \) – dodatkowo zapisz to równanie reakcji w postaci jonowej skróconej.
- \(Fe(NO_{3})_{2} + K_{2}S \rightarrow \)
- \(Na + Cl_{2} \rightarrow \)
- \(K_{2}O + SO_{2} \rightarrow \)
Powyższe reakcje ilustrują 10 różnych sposobów otrzymywania (jakich związków) … ?
Pytanie 35 – (1 pkt)
Wymień dwie formy alotropowe dla węgla.
Pytanie 36 – (2 pkt)
Zapisz równania reakcji spalania (całkowite, półspalanie oraz niecałkowitego) dla heptanu.
Pytanie 37 – (7 pkt)
Dla węglowodoru nasyconego o 24 atomach wodoru podaj :
- wzór sumaryczny – czy dla tego węglowodoru będą istniały więcej niż 2 izomery?
- wzór strukturalny
- wzór sumaryczny węglowodoru, który jest kolejny w szeregu homologicznym
- a przy okazji podaj wzór ogólny dla alkanów, alkenów oraz alkinów.
- Pewien alken ma wzór sumaryczny \(C_{5}H_{4} \) . Czy jest to alkin?
Pytanie 38 – (2 pkt)
Zaproponuj dwa doświadczenia (napisz obserwacje) które umożliwiłyby odróżnienie etanu od etenu.
Pytanie 39 – (2 pkt)
Podaj wzór acetylenu. Napisz reakcje etylenu z :
- 1 cząsteczką bromu
- 1 cząsteczką wodoru
- 1 cząsteczką kwasu solnego
Pytanie 40 – (1 pkt)
Reakcja karbidu (\(CaC_{2} \)) z wodą umożliwia syntezę węglowodoru, którego wykorzystuje się w palnikach (spawanie i cięcie metali). Podaj równanie tej reakcji.
Pytanie 41 – (4 pkt)
Czym jest polipropylen? Co jest podstawową jednostką (jak ona się nazywa) tego typu związku? *Jaki inny związek tego typu znasz, który stosuje się do produkcji teflonu (zastosowanie np. w produkcji patelni).
Pytanie 42 – (2 pkt)
Napisz równanie reakcji fermentacji alkoholowej. Jak nazywa się powstały alkohol?
Pytanie 43 – (1,5 pkt)
Narysuj wzór strukturalny alkoholu odpowiedzialnego za potencjalną ślepotę podczas jego wypicia. Następnie podaj równania reakcji tego alkoholu z sodem oraz reakcję spalania całkowitego.
Pytanie 44 – (2 pkt)
Podaj wzór strukturalny gliceryny. Jak odróżnić etanol od gliceryny?
Pytanie 45 – (5 pkt)
Napisz równania reakcji :
- dysocjacji kwasu mrówkowego. Oprócz tego narysuj wzór strukturalny tego kwasu i zaznacz jego grupę funkcyjną.
- reakcji kwasu propanowego z wapniem
- reakcji kwasu octowego z wodorotlenkiem sodu
- reakcję kwasu etanowego z metanolem – jak nazywa się powstały produkt. Jaką ma grupę funkcyjną?
Pytanie 46 – (3 pkt)
Co to jest aminokwas? Narysuj dowolny aminokwas i zakreśl kółkiem jego obie grupy funkcyjne podając ich nazwy. Jak nazywa się produkt powstały z połączenia dwóch aminokwasów?
Pytanie 47 – (4 pkt)
Co to są mydła i tłuszcze? Podaj przykład reakcji zmydlania i reakcji tworzenia tłuszczu.
Pytanie 48 – (2 pkt)
Zapisz równanie reakcji fotosyntezy. Jak nazywa się powstały produkt i do jakich związków on należy?
Pytanie 49 – (3 pkt)
Jak nazywają się wiązania obecne w białkach? Czym jest struktura pierwszorzędowa białka? Co to jest denaturacja białka – podaj 2 związki/czynniki , które mogą do denaturacji doprowadzić.
Pytanie 50 – (2 pkt)
Opisz dwie próby pozwalające na wykrycie białka.
Pytanie Obl. 1 – (1 pkt)
Oblicz masę cząsteczkową dla
- \(CH_{3}OH \)
- \((NH_{4})_{2}Cr_{2}O_{7} \)
Pytanie Obl. 2 – (3 pkt)
- Oblicz stosunek masowy węgla do wodoru w cząsteczce metanu
- Określ wzór związku, w którym stosunek masowy azotu do tlenu wynosi 7 : 12
- Oblicz zawartość procentową siarki w kwasie siarkowym VI
Pytanie Obl. 3 – (2 pkt)
Przeprowadzono reakcję (równanie poniżej), w której użyto 160 gramów tlenku żelaza – oblicz ile powstało tlenku węgla.
\(Fe_{2}O_{3} + C \rightarrow Fe + CO_{2} \)
Pytanie Obl. 4 – (2 pkt)
Musisz przygotować pół litra 10% roztworu wodorotlenku sodu (NaOH) o gęstości \(d = 1,115 \frac{g}{cm^{3}} \) . Ile (gram) będziesz potrzebować do tego wodorotlenku?
Pytanie Obl. 5 – (3 pkt)
Napisz równanie reakcji i oblicz :
- potasu z wodą (który z metali : sód czy potas będzie reagował bardziej ,,energicznie” w tej reakcji?). Oblicz objętość wydzielającego się gazu, jeśli wiadomo, że jego gęstość wynosi \(d = 0,09 \frac{kg}{m^{3}} \) a w reakcji użyto 11,7 g potasu.
Pytanie Obl. 6 – (3 pkt)
Dwa główne izotopy chloru to : \(^{35}Cl \) oraz \(^{37}Cl \) . Oblicz zawartości procentowe tych izotopów.
Pytanie Obl. 7 – (2 pkt)
Rozpuszczalność glukozy w temperaturze 60 stopni Celsjusza wynosi \(277 \ g \ w 100 \ g \ H_{2}O \) . Oblicz stężenie nasyconego roztworu glukozy w tej temperaturze.
Zadanie Obl. 8 – (2 pkt)
Ustal wzór sumaryczny węglowodoru, który ma masę 26 u a 92,3% składu procentowego stanowi węgiel. Do jakich dokładnie węglowodorów należy?
Zadanie Obl. 9 – (2 pkt)
Oblicz jaka ilość \(^{14}C \) zostanie z próbki o masie \(m = 1 \ g \) po upływie 17190 lat. Czas połowicznego rozpadu dla węgla-14 wynosi \(t_{1 \backslash 2} = 5730 \ lat \)
Zadanie Obl. 10 – (2 pkt)
Ustal wzór sumaryczny związku, o składzie procentowym : \(\omega_{Na} = 59 \% \) oraz \(\omega_{S} = 41 \% \)
Odpowiedzi :
Zadanie 1
a) \(d = \frac{m}{V} \) , gdzie \(m \) to masa substancji, a \(V \) to jej objętość.
*nawet jeżeli ktoś wzoru nie znał/nie pamiętał – dało się go wykombinować po następnej części zadania, bo mamy daną przykładową gęstość, która jest wyrażona w jednostce masy przez jednostkę objętości.
b) \(700 \frac{kg}{m^{3}} = 0,7 \frac{g}{cm^{3}} = 700 \frac{g}{dm^{3}} \)
c) gęstość oleju jest mniejsza od wody. Ogółem można sformułować wniosek : Substancje o mniejszej gęstości będą unosić się na powierzchni cieczy o większej gęstości.
*d) Jest to Osm (Os) o gęstości wynoszącej \(d \approx 22,587 \frac{g}{cm^{3}} \) . Niektóre źródła wspominają również o Irydzie (Ir), ale zdaje się on przegrywać w tej walce z Osmem o naprawdę niewielkie wartości. (Obie odpowiedzi byłyby tutaj jednak punktowane).
Po 1 pkt za każdy podpunkt
Zadanie 2
Dekantacja – to jedno z prostszych pojęć dotyczących sposobów rozdzielania mieszanin. Chodzi tutaj po prostu o zlanie cieczy, która znajduje się nad osadem (cięższy osad opada na dno).
Destylacja – to już pojęcie dużo bardziej złożone. Starając się jednak ująć to jak najłatwiej to mamy taką przykładową sytuację : w mieszaninie jest woda oraz alkohol. Są to związki, które mają różne temperatury wrzenia i na tej różnicy dokładnie opiera się ta metoda.
Zaczynamy ogrzewać mieszaninę, aż jedna z nich zaczyna wrzeć i zmienia stan skupienia. Ten gazowy alkohol można potem wrzucić do chłodnicy i z powrotem skroplić. Ot, cała filozofia.
Po 1 pkt za każdą definicję.
Zadanie 3
Przejście gaz \(\rightarrow \) ciało stałe to resublimacja, zatem prawidłowa odpowiedź : d)
Procesem odwrotnym będzie w takim razie sublimacja. Te dwa pojęcia najzwyczajniej mogą się mylić, dlatego moja propozycja mnemotechniczna jest następująca :
SUblimacja : ciało stałe unosi się do SUfitu, czyli musi stać się gazem, zatem mamy przejście : ciało stałe \(\rightarrow \) gaz
1 pkt za prawidłową odpowiedź
Zadanie 4
Oczywiście w przypadku metalu chodzi tutaj o rtęć (Hg) – co można skojarzyć z termometrem rtęciowym, obecnym w naszym pokoju (warunki zbliżone do normalnych).
Niemetalem natomiast będzie brom (Br). Jest to ciecz o brunatnoczerwonej barwie i ostrym, nieprzyjemnym zapachu.
Po 0,5 pkt za każdy przykład.
Zadanie 5
Prawidłowa odpowiedź to : a) metale
1 pkt za prawidłową odpowiedź.
Zadanie 6
Skład powietrza to w przybliżeniu : 78% azot oraz 21% tlen. Pozostały jeden procent (1%) to : głównie argon (Ar) – 0,93% oraz dwutlenek węgla (\(CO_{2}\)) – 0,04%
Znajomość zawartości składu powietrza często jest wykorzystywana w zadaniach szkolnych, maturalnych, ale i olimpijskich. Jest to wiedza, którą trzeba mieć 🙂
Po 0,5 pkt za każdy gaz oraz po 0,5 pkt za każdy prawidłowy procent.
Zadanie 7
Właściwości gazów szlachetnych (Helowce) :
- Gazy szlachetne to pierwiastki z 18-tej grupy układu okresowego
- Kolor – bezbarwne (ALE! świecą pod wpływem wyładowań elektrycznych, np. Hel na żółto czy Argon na niebiesko-fioletowo).
- Smak – nie mają smaku
- Czy podtrzymują spalanie? – gazy szlachetne są niepalne oraz nie podtrzymują spalania.
- Jaka jest ich reaktywność i z czego ona wynika? – są bardzo mało reaktywne (niereaktywne). W temperaturze pokojowej i pod standardowym ciśnieniem nie reagują z pierwiastkami/związkami chemicznymi, skąd też wynika ich nazwa. Mała reaktywność wynika z tego, że mają one oktet elektronowy i ,,już nie potrzebują więcej elektronów”.
1 pkt za poprawne wypełnienie pierwszych czterech właściwości i 1 pkt za ostatni podpunkt.
Zadanie 8
Substancja higroskopijna to taka, która jest zdolna pochłaniać wodę z otoczenia. Najważniejsze przykłady, które warto zapamiętać (a pierwsze dwa to już w ogóle!) :
\(NaOH \ , \ H_{2}SO_{4} \ , \ Al_{2}O_{3} \ , \ P_{4}O_{10} \ , \ CaCl_{2} \)
1 pkt za definicję oraz 1 pkt za wymienienie dwóch przykładów.
Zadanie 9
| Tlen \(O_{2} \) | Azot \(N_{2} \) | Tlenek węgla (IV) \(CO_{2} \) | Wodór \(H_{2} \) | |
| Barwa | bezbarwny | bezbarwny | bezbarwny | bezbarwny |
| Rozp. w wodzie | słaba | słaba | dobra | słaba |
| Zapach | brak | brak | brak | brak |
| Czy podtrzymuje spalanie? | tak (ale sam się nie pali) | nie (sam też się nie pali) | nie (sam też się nie pali) | palny |
| Gęstość w porównaniu do gęstości powietrza | większa | mniejsza | większa | mniejsza |
1 pkt za każdy prawidłowo (w całości) wypełniony gaz (kolumnę).
Zadanie 10
Mieszaninę piorunującą trzeba kojarzyć z… wodą! Jest to mieszanina wodoru i tlenu w stosunku objętościowym 2 : 1 lub inaczej mówiąc : wagowym 1 : 8 czy też mieszanina wodoru z powietrzem w stosunku 2:5 (stosunek ten jest logiczny bazując na wiedzy z pytania nr 6 : tlen to około 20% powietrza czyli w ,,5 objętościach” powietrza jest ,,1 objętość” tlenu, co sprowadza się do wcześniejszej zależności 2 : 1).
Wszystkie te proporcje są jak najbardziej logiczne i wynikają z chyba najbardziej elementarnej reakcji w chemii, czyli syntezy wody :
\(2H_{2} + O_{2} \rightarrow 2H_{2}O \)
Jak widzimy z tej zbilansowanej już reakcji, wodoru jest 2 razy więcej niż tlenu. Masa dwóch cząsteczek wodoru wynosi 4, natomiast jednej cząsteczki tlenu : 32. A przecież 4 : 32 = 1 : 8
A więc wszystkie te zależności są łatwe do obliczenia i trzeba je znać (w sensie umieć sobie je wyliczyć).
1 pkt za podanie składu mieszaniny piorunującej, a kolejny 1 pkt za podanie konkretnych proporcji (dowolnych, czy to masowych czy objętościowych)
Zadanie 11
- \(NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_{2}O \) – jest to reakcja wymiany (co można spostrzec np. po tym, że atom sodu i wodoru zamieniają się ze sobą miejscami). Ten typ reakcji nazywa się również ładnie : reakcją metatezy.
- \(2KMnO_{4} \rightarrow K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2} \) – jest to reakcja analizy (rozkładu) czego chyba raczej nie trzeba tłumaczyć, bo mamy jedną substancje, która rozkłada się na kilka innych.
- \(2NO + O_{2} \rightarrow 2NO_{2} \) – jest to reakcja syntezy. Ta reakcja to przeciwieństwo reakcji rozkładu, a więc z kilku związków tworzy się jeden inny.
0,5 pkt za każdą poprawną odpowiedź.
Zadanie 12
Reakcja egzo- i endoenergetyczna to pojęcia, z którymi często się zetkniecie.
Reakcja egzoenergetyczna – przedrostek (,,egzo”) oznacza ,,na zewnątrz”. Będzie to zatem taka reakcja, w której na to zewnątrz będzie się wydzielać energia w przeróżnej formie :
- ciepła (wzrost temperatury : \(\uparrow T \))
- światła (świecenie, płomień)
- ,,efektów akustycznych (wybuch, dźwięk)
- elektryczności (baterie)
Przykładem takiej reakcji to dowolna reakcja spalania (np. spalanie węglowodorów) albo np. reakcja cynku z kwasem solnym (i wydzieleniem gazu = wodoru).
Reakcja endoenergetyczna – tutaj w drugą stronę. Aby taka reakcja zaszła, musimy DOstarczyć energię (,,endo”).
Przykładem takiej reakcji jest np. ogrzewanie (widzisz- dostarczamy ciepło) węglanu wapnia z jego rozkładem.
\(CaCO_{3} \xrightarrow{T} CaO + CO_{2} \)
1 pkt za obie poprawne definicje i 1 pkt za oba poprawne przykłady
Zadanie 13
Najłatwiej będzie na przykładzie :
- atom wodoru = \(H \)
- cząsteczka wodoru = \(H_{2} \)
Czyli cząsteczka = co najmniej 2 atomy (lub więcej jak chociażby w cząsteczce nadmanganianu potasu : \(KMnO_{4} \) która składa się z 6 atomów. Trzy takie cząsteczki miałyby zatem 18 atomów).
1 pkt za poprawne wytłumaczenie różnicy (może być na dowolnym przykładzie).
Zadanie 14
Atom bromu \(^{80}_{35}Br \) :
- numer grupy i okresu w układzie okresowym :
- grupa 17
- okres 4
- protonów = 35
- elektronów = 35
- neutronów = 45
- nukleonów = 80
- liczba :
- atomowa = 35
- masowa = 80
- liczba elektronów walencyjnych = 7
- konfigurację powłok : \(K^{2} \ L^{8} \ M^{18} \ N^{7} \)
2 pkt za pierwsze cztery podpunkty (lub 1 pkt za dwa podpunkty z czterech) i 1 pkt za konfigurację.
Zadanie 15
Izotopy to takie jakby ,,różne wersje” danego atomu, które różnią się tylko liczbą masową (czyli tą na górze). Liczba atomowa pozostaje bez zmian. Można to też ująć inaczej, że izotopy różnią się liczbą neutronów (bo neutrony oblicza się przecież odejmując liczbę atomową od masowej). Protony ciągle pozostają w takim razie bez zmian.
Izotopy wodoru to jedyne izotopy, które mają swoje własne nazwy i dlatego też należy je pamiętać.
- \(^{1} H \) = prot
- \(^{2} H \) = deuter
- \(^{3} H \) = tryt
Inne izotopy mają bardzo proste nazewnictwo np. \(^{13}C \ , ^{14}C \) to po prostu węgiel-13 oraz węgiel-14.
Patrząc na te izotopy nasuwa się pytanie – jaka jest zatem ,,prawdziwa masa” wodoru, skoro istnieją 3 jego rożne wersje?
Uwzględnić wtedy należy procentowe zawartości każdego izotopu i wylicza się tzw. średnią masę atomową. I to jest właśnie ta masa, którą widzimy w układzie okresowym. Dla wodoru jest to wartość = 1,008 z czego wnioskujemy, że wodór to w zdecydowanej większości \(^{1} H \)
1 pkt za definicję, 1 pkt za nazwanie izotopów wodoru oraz 1 pkt za wyjaśnienie czym jest średnia masa atomowa.
Zadanie 16
Wiązanie obecne w cząsteczce wodoru to : wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane.
Każdy atom wodoru ma jeden elektron walencyjny i każdy z nich potrzebuje jednego kolejnego elektronu, aby osiągnąć ,,trwały stan” czyli dublet elektronowy. Jeżeli jeden atom wodoru oddałby drugiemu swój elektron, to tylko jeden z nich byłby zadowolony (bo drugi miałby 0 elektronów).
Jedynym wyjściem z tej sytuacji jest uwspólnienie elektronów. I to jest właśnie istotą tego wiązania. Elektrony te w równym stopniu należą do obu atomów wodoru (bo przecież są identyczne), stąd bierze się słówko ,,niespolaryzowane”.
Wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane – polega na uwspólnieniu (dzieleniu) elektronów.
1 pkt za nazwanie wiązania oraz 1 pkt za jego opis.
Zadanie 17
To musi pamiętać absolutnie każdy chemik!
\(H_{2} \ , \ N_{2} \ , \ O_{2} \ , \ F_{2} \ , \ Cl_{2} \ , \ Br_{2} \ , \ I_{2} \)
1 pkt za nazwanie podanie czterech przykładów oraz 2 pkt za podanie wszystkich
Zadanie 18
Elektroujemność (\(EN\)) – to jest ,,miłość danego pierwiastka do elektronów” czyli jak chętnie dany pierwiastek przyjmuje do siebie elektrony. Im większa elektroujemność tym pierwiastek chętniej do siebie przyciąga elektrony (to logiczne : elektrony są ujemne, więc im więcej ich będziemy mieć tym większą ,,ujemność” ma dany pierwiastek) i odwrotnie.
Pierwiastkiem o największej elektroujemności jest fluor (F). Warto to zapamiętać, bo widzimy, że fluor jest w prawym górnym rogu układu okresowego. To oznacza, że elektroujemność rośnie idąc w prawą stronę układu (np. tlen ma większą elektroujemność niż azot) oraz idąc w gorę układu (węgiel ma większą elektroujemność niż krzem).
Czyli taki fluor będzie chętnie przyjmował elektrony, a taki sód będzie chętnie je oddawał (co zresztą wynika również z dążenia do oktetu elektronów = konfiguracji gazu szlachetnego).
Zatem jak wynika z powyższego, określanie wartości elektroujemności może nam się przydać do oceny jakie wiązanie będzie w danym związku. Należy zapamiętać następujące wartości graniczne :
- \(\Delta EN < 0,4 \) = wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane
- \(\Delta EN > 0,4 \) ale \(\Delta EN < 1,7 \) = wiązanie kowalencyjne spolaryzowane
- \(\Delta EN > 1,7 \) = wiązanie jonowe
Gdzie \(\Delta EN \) to różnica elektroujemności pomiędzy pierwiastkami (przy czym nie mnożymy tutaj przez nic tych wartości).
*różnicowanie wiązania kowalencyjnego na nie/spolaryzowane może delikatnie wykracza ponad wiedzę gimnazjalną/podstawówkową.
1 pkt za definicję elektroujemności oraz 0,5 pkt za wskazanie fluoru oraz 1 pkt za określenie do czego może się przydać elektroujemność.
Zadanie 19
W cząsteczce kwasu solnego będziemy mieć wiązanie kowalencyjne spolaryzowane, co wynika z wartości \(\Delta EN \approx 1 \)
Mamy tutaj następującą sytuację :
Atom wodoru potrzebuje jednego elektronu do uzyskania trwałego dubletu elektronowego, a atom chloru również potrzebuje jednego elektronu, by uzyskać trwały oktet elektronowy. Jest to zatem sytuacja jak w wcześniej omawianej cząsteczce wodoru – oba atomy, wodoru i chloru, muszą się podzielić elektronami = będzie wiązanie kowalencyjne. Mamy jednak dość sporą różnicę w elektroujemności pomiędzy dwoma atomami (konkretnie wynoszącą \(\Delta EN \approx 1 > 0,4 \)), a więc atom chloru lubi elektrony bardziej niż atom wodoru i dlatego też będzie je do siebie mocniej przyciągał! Taka różnica w przyciąganiu elektronów nazywamy polaryzacją, a całe wiązanie nazywa się wiązaniem kowalencyjnym spolaryzowanym.
1 pkt za nazwanie wiązania oraz 1 pkt za jego opis.
Zadanie 20
Patrząc na położenie potasu w układzie okresowym widzimy, że najbliżej mu do atomu argonu – musi stracić jeden elektron. To zgadza się z elektroujemnością, o której sobie mówiliśmy. Potas ma małą elektroujemność = woli oddawać elektrony (będzie kationem).
Dążenie do konfiguracji gazu szlachetnego to oczywiście mowa o dążeniu do oktetu elektronowego, o czym też była mowa 🙂
Skoro potas ma 19 elektronów, to po utracie jednego elektronu zrobi się nam kation potasu z 18 elektronami. Konfiguracje :
Potas (K) : \(K^{2} \ L^{8} \ M^{8} \ N^{1} \)
Kation potasu (\(K^{+} \)) : \(K^{2} \ L^{8} \ M^{8} \)
1 pkt za wskazanie kationu oraz rozpisanie konfigruacj oraz 1 pkt za uzasadnienie
Zadanie 21
Sól kuchenna to nazwa zwyczajowa dla chlorku sodu czyli \(NaCl \) (jest to jedna z takich nazw, które trzeba po prostu znać).
Opierając się na wcześnie opisanej elektroujemności wyliczamy sobie różnicę elektroujemności na \(\Delta EN \approx 2,2 \) co wskazuje na wiązanie jonowe.
Wiązanie jonowe można opisać jako pójście o krok dalej w wiązaniu kowalencyjnym spolaryzowanym. Mamy atom sodu i atom chloru i oba z nich dążą oczywiście do oktetu elektronowego. Dzielenie się elektronami to nie jest jakaś super opcja (ktoś lubi się dzielić czipsami?), więc tutaj jest taka sytuacja, że sód po prostu oddaje swój elektron atomowi chloru. Tworzy się kation sodu oraz anion chloru, które przyciągają się do siebie tak samo jak magnesy.
1 pkt za nazwanie wiązania oraz 1 pkt za jego opis.
Zadanie 22
| Właściwości | Związki jonowe | Związki kowalencyjne |
| Jaki mają stan skupienia w warunkach normalnych? | W stanie stałym | W stanie gazowym, ciekłym lub stałym |
| Wysokie czy niskie wartości temperatur topnienia i wrzenia? | Wysokie | Niskie |
| Rozpuszczalność w wodzie | dobra | dobra, jeśli jest wiązanie kowalencyjne spolaryzowane, słaba jeszcze jest w.kow. niespolaryzowane |
| Czy przewodzą ciepło? | Tak | Niektóre |
| Czy przewodzą prąd elektryczny? | Tak, jeśli są rozpuszczone w wodzie lub stopione | Większość nie przewodzi |
Po 1 pkt za każdą poprawnie wypełnioną kolumnę.
Zadanie 23
- wzór sumaryczny : \(CO_{2} \)
- wzór strukturalny :
- wzór elektronowy
- kropkowy :
- kreskowy :
- kropkowy :
- wartościowość węgla = IV , a dla tlenu = II
Po 1 pkt za każdy podpunkt
Zadanie 24
- tlenek chloru (VII) = \(Cl_{2}O_{7} \)
- bromek niklu (III) = \(NiBr_{3} \)
- tlenek żelaza (III) = \(Fe_{2}O_{3} \)
- \(MnO_{2} \) = tlenek manganu (IV)
- \(CrI_{3} \) = jodek chromu (III)
Po 0,5 pkt za każdy podpunkt
Zadanie 25
Indeks stechiometryczny to ta mała cyferka na dole np. tutaj : \(Cl_{2} \) , natomiast współczynnik to duża cyferka, która jest przed atomem/cząsteczką np. tutaj \(2H \)
W przykładowym zapisie : \(3O_{2} \) współczynnik stechiometryczny = 3 , natomiast indeks stechiometryczny = 2
Należy zwrócić uwagę na przykładową zależność : \(2H \neq H_{2} \) bo po lewej mamy dwa osobne atomy wodoru, a po prawej jedną cząsteczkę wodoru.
1 pkt za prawidłowe wyjaśnienie różnicy.
Zadanie 26
Rozpuszczanie danej substancji (w rozpuszczalniku, np. wodzie, ale niekoniecznie) polega na tym, że ta substancja wnika pomiędzy cząsteczki wody – powstaje mieszanina jednorodna, której nie da się rozdzielić metodami mechanicznymi. Rozpuszczanie nie jest reakcją chemiczną (w przeciwieństwie do ,,roztwarzania„).
1 pkt za prawidłowe wyjaśnienie.
Zadanie 27
Azotan (V) potasu jest dobrze rozpuszczalną solą i będzie dysocjował w myśl równania :
\(KNO_{3} \rightarrow K^{+} + NO_{3}^{-} \)
Sacharoza natomiast nie będzie ulegać dysocjacji. Zatem roztwór azotanu (V) potasu będzie przewodził prąd elektryczny, a roztwór sacharozy już nie.
*pamiętajmy, że nie wszystkie substancje rozpuszczalne w wodzie będą elektrolitami (będą przewodziły prąd).
1 pkt za prawidłowe wyjaśnienie (połówka za samo wskazanie).
Zadanie 28
- wodorotlenek potasu (\(KOH\)) jest zasadą i ma odczyn zasadowy (\(pH > 7 \)) . Barwy w roztworach z dodatkiem odpowiednich wskaźników :
- (1 = fenoloftaleina) : malinowa
- (2 = oranż metylowy) : żółta (intensywność koloru zależy od stężenia wodorotlenku)
- (3 = uniwersalny papierek wskaźnikowy) : zielona
- kwas azotowy (V) (\(HNO_{3}\)) jest oczywiście kwasem i ma odczyn kwasowy (\(pH < 7 \)) . Barwy w roztworach z dodatkiem odpowiednich wskaźników :
- (1 = fenoloftaleina) : bezbarwna
- (2 = oranż metylowy) : czerwona
- (3 = uniwersalny papierek wskaźnikowy) : czerwona
0,5 pkt za każdą prawidłową barwę oraz 0,5 pkt za prawidłowe określenie pH.
Zadanie 29
Woda wapienna = nasycony wodny roztwór wodorotlenku wapnia : \(Ca(OH)_{2} \) . W zadaniach chemicznych często spotkacie się z zastosowaniem wody wapiennej do identyfikacji dwutlenku węgla. Bo gdy przepuścić ten gaz przez roztwór wody wapiennej to następuje jej zmętnienie, ponieważ strąca się węglan wapnia zgodnie z reakcją :
\(Ca(OH)_{2} + CO_{2} \rightarrow CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O \)
Przy okazji wspomnę o kilku innych ważnych nazwach zwyczajowych, które należy pamiętać (te z *gwiazdką mniej istotne):
- wapno palone = \(CaO \) , po prostu tlenek wapnia. Można łatwo zapamiętać : zaczniemy spalać (palić) wapń, czyli robić reakcję \(Ca + O_{2} \) to powstanie tlenek wapnia, czyli wapno palone.
- wapno gaszone = \(Ca(OH)_{2} \) , a jak nam już powstanie wapno palone, to trzeba je jakoś zgasić, więc naturalnie użyjemy wody. Tlenek wapnia + woda = wodorotlenek. To jest po prostu wodorotlenek, podczas gdy woda wapienna to nasycony roztwór tego wodorotlenku.
- *wapień = skała, która w większości składa się z węglanu wapnia : \(CaCO_{3} \)
- *mleko wapienne = zawiesina wapna gaszonego w wodzie (no ewidetnie to wszystko się może mylić, dlatego te pojęcia są już z gwiazdką. Ale te pogrubione należy znać).
- *zaprawa wapienna = mieszanina wapna gaszonego + wody + piasku.
1 pkt za prawidłowe wyjaśnienie oraz 1 pkt za podanie do czego służy.
Zadanie 30
- \(RbOH \rightarrow Rb^{+} + OH^{-}\)
- \(CaO \) nie dysocjuje
- \(H_{2}O \) nie dysocjuje
- \(NH_{4}OH \leftrightarrow NH_{4}^{+} + OH^{-} \)
- \(HNO_{3} \rightarrow H^{+} + NO_{3}^{-}\)
- \(H_{3}PO_{4} \)
- zapis sumaryczny : \(H_{3}PO_{4} \leftrightarrow 3H^{+} + PO_{4}^{3-} \)
- stopniowy :
- \(H_{3}PO_{4} \leftrightarrow H^{+} + H_{2}PO_{4}^{-} \)
- \(H_{2}PO_{4}^{-} \leftrightarrow H^{+} + HPO_{4}^{2-} \)
- \(HPO_{4}^{2-} \leftrightarrow H^{+} + PO_{4}^{3-} \)
- \(Ca_{3}(PO_{4})_{2} \) nie dysocjuje, ponieważ jest to sól trudnorozpuszczalna (posłuż się tabelą rozpuszczalności).
- \(NaCl \rightarrow Na^{+} + Cl^{-} \)
0,5 pkt za każdą prawidłową reakcję.
Zadanie 31
\(S \xrightarrow{(1)} SO_{2} \xrightarrow{(2)} SO_{3} \xrightarrow{(3)} H_{2}SO_{4} \)
(1) : \(S + O_{2} \rightarrow SO_{2} \)
(2) : \(2SO_{2} + O_{2} \rightarrow 2SO_{3} \)
(3) : \(SO_{3} + H_{2}O \rightarrow H_{2}SO_{4} \)
0,5 pkt za każde prawidłowe przejście (wraz z równaniem reakcji)
Zadanie 32
- \(FeSO_{4} \) = siarczan (VI) żelaza (II)
- \(Ca_{3}(PO_{4})_{2} \) = fosforan (V) wapnia
- siarczan (IV) glinu = \(Al_{2}(SO_{3})_{3} \)
- azotan (III) platyny (II) = \(Pt(NO_{2})_{2} \)
0,5 pkt za każdą prawidłową nazwę/wzór.
Zadanie 33
Reakcja zobojętnienia = reakcja kwasu z zasadą. Mamy więc mieszanie roztworu o odczynie kwaśnym z roztworem o odczynie zasadowym w wyniku czego powstaje roztwór obojętny (woda) – stąd nazwa. Przykładowa reakcja :
\(NaOH + HNO_{3} \rightarrow NaNO_{3} + H_{2}O \)
i w postaci jonowej skróconej (która ukazuje esencję całej reakcji) :
\(OH^{-} + H^{+} \rightarrow H_{2}O \)
Czyli jony zasadowe (\(OH^{-} \)) reagują jonami kwaśnymi (\(H^{+}\)), w efekcie czego powstają obojętne cząsteczki wody.
1 pkt za definicję oraz 1 pkt za przykładowe rówananie.
Zadanie 34
- \(HNO_{3} + NaOH \rightarrow NaNO_{3} + H_{2}O \)
- forma jonowa skrócona : \(OH^{-} + H^{+} \rightarrow H_{2}O \)
- \(Zn +2 HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2} \)
- \(Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_{2} + H_{2} \)
- \(2Fe +3Cl_{2} \rightarrow 2FeCl_{3} \)
- \(MgO +2 HCl \rightarrow MgCl_{2} + H_{2}O \)
- \(2KOH + CO_{2} \rightarrow K_{2}CO_{3} + H_{2}O \)
- \(3Cu(NO_{3})_{2} + 2H_{3}PO_{4} \rightarrow Cu_{3}(PO_{4})_{2} + 6HNO_{3} \)
- \(Na_{2}SO_{3} + Ba(OH)_{2} \rightarrow 2NaOH + BaSO_{3} \downarrow \)
- forma jonowa skrócona : \(Ba^{2+} + SO_{3}^{2-} \rightarrow BaSO_{3} \downarrow \) => mamy tutaj reakcję strącania
- \(Fe(NO_{3})_{2} + K_{2}S \rightarrow FeS + 2KNO_{3}\)
- \(2Na + Cl_{2} \rightarrow 2NaCl\)
- \(K_{2}O + SO_{2} \rightarrow K_{2}SO_{3} \)
Reakcje te przedstawiają 10 różnych metod otrzymywania soli (reakcja 2 oraz 3 są tego samego typu).
0,5 pkt za każdą prawidłową reakcję (13 reakcji) + 0,5 pkt za określenie, że to synteza soli.
Zadanie 35
Formy alotropowe to dosyć trudne pojęcie. Jeśli chodzi o samą odpowiedź to dla węgla mamy : grafit, diament, fuleren, grafen.
Formy alotropowe – różne formy pierwiastka w tym samym stanie skupienia (różnią się one właściwościami fizycznymi i chemicznymi). Mogą one mieć różną liczbę atomów w cząsteczce czy różne ich ułożenie w przestrzeni (względem siebie). Spróbujmy sobie to zapamiętać na podstawie form alotropowych węgla :
- grafit – to jest właśnie ten grafit w naszych ołówkach. Grafit wygląda tak :
- diament – też każdy widział np. na jakimś pierścionku itp. Zupełnie się różni od kruchego grafitu prawda? Diament wygląda tak :
Wiele innych pierwiastków ma swoje odmiany alotropowe, a pewnie kojarzycie z nich tlen \(O_{2} \) oraz ozon \(O_{3} \) – odmiany alotropowe tlenu.
0,5 pkt za każdą formę alotropową.
Zadanie 36
Najbardziej podstawowe reakcje z chemii organicznej, często wykorzystywane w obliczeniach. W praktyce robi się raczej spalanie całkowite i jeśli w zadaniu jest napisane tylko ,,spalanie” i nie jest sprecyzowane jakie to jest, to chodzi o spalanie całkowite.
- spalanie całkowite : \(C_{7}H_{16} + 11O_{2} \rightarrow 7CO_{2} + 8H_{2}O \)
- półspalanie: \(C_{7}H_{16} + 7,5 O_{2} \rightarrow 7CO + 8H_{2}O \)
- spalanie niecałkowite : \(C_{7}H_{16} + 4O_{2} \rightarrow 7C + 8H_{2}O \)
Zauważcie ciągle zmniejszającą się ilość cząsteczek tlenu biorących udział w reakcji – stąd nazwy odpowiednich spalań 🙂
0,5 pkt za każde równanie oraz 0,5 pkt za wzór sumaryczny heptanu.
Zadanie 37
Jeśli węglowodór nasycony ma 24 atomy wodoru to będzie miał 11 atomów węgla (posłużyłem się ogólnym wzorem dla alkanów : \(C_{x}H_{2x + 2} \)
- wzór sumaryczny – \(C_{11}H_{24} \) . Tak będą istniały ponad 2 izomery, a nawet dużo więcej. 1 pkt + 1 pkt
- wzór strukturalny – można oczywiście narysować dowolny izomer, ja narysuję n-undekan : 1 pkt
- wzór sumaryczny węglowodoru, który jest kolejny w szeregu homologicznym : będzie to \(C_{12}H_{26} \) 1 pkt
- wzór ogólny dla :
- alkenów : \(C_{x}H_{2x} \) 1 pkt
- alkinów : \(C_{x}H_{2x – 2} \) 1 pkt
- Pewien alken ma wzór sumaryczny . Czy to będzie alkin ?
- Na odstawie wzoru sumarycznego węglowodoru ze 100% pewnością jesteśmy tylko w stanie określić czy dany węglowodór jest nasycony (czy jest alkanem). W tym przypadku podany w zadaniu wzór odpowiada wzorowi ogólnemu dla alkinów, ale niekoniecznie musi to być alkin! W danej cząsteczce mogą być dwa, trzy i więcej wiązań podwójnych czy potrójnych i już nam się wzór nie będzie zgadzał ze wzorem ogólnym. 1 pkt
. Czy to będzie alkin ?
Zadanie 38
Etan od etenu różnią się jedną ważna rzeczą : eten ma wiązanie podwójne (węglowodór nienasycony) pomiędzy atomami węgla (\(C=C \)), a ten takiego nie posiada (węglowodór nasycony).
- próba z wodą bromową – eten będzie reagował z wodą bromową powodując jej odbarwienie, a etan nie będzie reagował = brak zmian.
- próba z nadmanganianem potasu (\(KMnO_{4}\)) = eten eten będzie reagował z nadmanganianem potasu (barwa ciemnofioletowa) powodując jej odbarwienie, a etan nie będzie reagował = brak zmian.
1 pkt za każdą poprawnie opisaną próbę.
Zadanie 39
Etylen to oczywiście eten (\(C_{2}H_{4} \) czyli \(CH_{2}=CH_{2} \) . Trzeba jeszcze wiedzieć czym jest acetylen (etyn : \(C_{2}H_{2} \) czyli \(HC \equiv CH \))
- (1) : \(CH_{2}=CH_{2} + Br_{2} \rightarrow BrCH_{2}CH_{2}Br \)
- (2) : \(CH_{2}=CH_{2} + H_{2} \rightarrow CH_{3}CH_{3} \)
- (3) : \(CH_{2}=CH_{2} + HBr \rightarrow CH_{3}CH_{2}Br \)
0,5 pkt za każdą reakcję oraz 0,5 pkt za wzór acetylenu
Zadanie 40
Węglowodór, o którego właściwościach mowa to acetylen (palnik acetylenowy).
Reakcja, o której mowa jest bardzo ważna :
\(CaC_{2} + 2H_{2}O \rightarrow HC \equiv CH + Ca(OH)_{2} \)
1 pkt za reakcję.
Zadanie 41
Polipropylen jest przykładem polimeru (poli = znaczy wiele) – dużej cząsteczki, złożonych z wielu takich samych jednostek (tą podstawową jednostką jest ,,mer / monomer” *mer i monomer to nie jest dokładnie to samo, ale jeszcze na ten moment nie trzeba tego wiedzieć). Oto wzór polipropylenu:
*teflon (tak, dokładnie ten z patelni, co również daje nam przesłanki odnośnie jego właściwości i zastosowań) powstaje z tetrafluoroetylenu. Tetra to cztery, fluoro (czyli będą 4 atomy fluoru) dołączone do etylenu, czyli do grupy \(CH_{2}=CH_{2} \) . Zatem tetrafluoroetylenu ma wzór : \(F_{2}C=CF_{2} \) a sam teflon to polimer, który się z niego utworzy :
0,5 pkt za wzór polimer, 0,5 pkt za mer/monomer oraz 2 pkt za teflon.
Zadanie 42
\(C_{6}H_{12}O_{6} \xrightarrow{enzymy} 2C_{2}H_{5}OH + 2CO_{2} \)
Powstały alkohol to etanol.
Drożdże posiadają odpowiednie enzymy, które umożliwiają tą reakcję. Dlatego też w winiarstwie stosuje się drożdże (,,winiarskie, piwowarskie czy cukierniczne”) 🙂
1 pkt za nazwę alkoholu, oraz 1 pkt za reakcję.
Zadanie 43
Alkohol, o którym mowa to metanol o wzorze sumarycznym \(CH_{3}OH \) i wzorze strukturalnym :
Reakcje metanolu :
- z sodem : \(2CH_{3}OH + 2Na \rightarrow2 CH_{3}ONa + H_{2} \)
- spalanie : \(CH_{3}OH +1,5 O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O \)
https://www.instagram.com/p/BwCxzAMBNgB/?utm_source=ig_web_copy_link
0,5 pkt za wzór alkoholu, oraz 0,5 pkt za każdą reakcję.
Zadanie 44
Gliceryna to przykład alkoholu, który ma więcej niż jedną grupę hydroksylową \(-OH \) . Innym przykładem wartym zapamiętania jest glikol o wzorze \(HOCH_{2}CH_{2}OH \)
Gliceryna ma wzór : 
Gliceryna od etanolu różni się tym, że jest to alkohol wielowodorotlenowy, a etanol jest jednowodorotlenowy (chodzi o ilość grup hydroksylowych cały czas). Odczynnikiem, który może pomóc odróżnić oba typy alkoholi jest wodorotlenek miedzi \(Cu(OH)_{2} \)
Sam wodorotlenek miedzi jest niebieskim, galaretowatym osadem. Dodanie do niego etanolu nie spowoduje żadnych zmian, natomiast dodanie gliceryny spowoduje rozpuszczenie osadu i zmianę barwy na szafirową.
1 pkt za wzór alkoholu, oraz 1 pkt za próbę identyfikacji.
Zadanie 45
- \(HCOOH \leftrightarrow HCOO^{-} + H^{+} \)
grupą funkcyjną jest tutaj grupa karboksylowa : \(-COOH \)- \(2CH_{3}CH_{2}COOH + Ca \rightarrow ( CH_{3}CH_{2}COO)_{2}Ca + H_{2} \)
- \(CH_{3}COOH + NaOH \rightarrow CH_{3}COONa + H_{2}O \)
- \(CH_{3}COOH + CH_{3}OH \rightarrow CH_{3}COOCH_{3} + H_{2}O \)
- jest to reakcja estryfikacji – powstał ester \(CH_{3}COOCH_{3} \) , który nazywa się octan metylu (lub etanian metylu, lub ester metylowy kwasu octowego/etanowego). Powstała grupa funkcyjna to oczywiście grupa estrowa.
grupą funkcyjną jest tutaj grupa karboksylowa : \(-COOH \)1 pkt za każdą reakcję , oraz 1 pkt za nazwanie produktu i grupy funkcyjnej.
Zadanie 46
Aminokwas – to związek, który posiada zarówno grupę aminową (\(-NH_{2} \)) jak i grupę karboksylową \(-COOH \))
Poniżej wzór najprostszego aminokwasu, który warto znać z nazwy : jest to Glicyna.
Produkt powstały z połączenia dwóch aminokwasów to peptyd. Jest w nim obecne wiązanie peptydowe (amidowe). Bardzo długi łańcuch aminokwasów (połączenie wielu aminokwasów to białko).
1 pkt za definicję aminokwasu , 1 pkt za wzór dowolnego aminokwasu , 1 pkt za nazwę peptyd.
Zadanie 47
Tłuszcze – najprościej mówiąc to estry glicerolu (który już wcześniej poznaliśmy). Skoro glicerol ma 3 grupy alkoholowe, to może przyłączyć do siebie 3 cząsteczki kwasu. Te kwasy mają to do siebie, że są one cząsteczkami z wieloma atomami węgla (zwykle 12 do 18 atomów). Typowymi kwasami, które występują w tłuszczach są :
- kwas palmitynowy : \(C_{15}H_{31}COOH \) (nie ma wiązań podwójnych C=C )
- kwas stearynowy : \(C_{17}H_{35}COOH \) (również nie ma wiązań podwójnych C=C)
- kwas oleinowy : \(C_{17}H_{33}COOH \) (ma obecne jedno wiązanie C=C )
Reakcja tworzenia tłuszczu – najzwyklejsza reakcja estryfikacji :
Reakcja zmydlania tłuszczu polega na jego reakcji z wodorotlenkiem – następuje hydroliza tłuszczu. Jest to reakcja zmydlania, ponieważ sole potasowe/sodowe wyższych kwasów tłuszczowych są mydłami.
1 pkt za każdą reakcję (zmydlania i tworzenia tłuszczu) , 1 pkt za każdą definicję (mydło, tłuszcz)
Zadanie 48
\(6CO_{2} + 6H_{2}O \xrightarrow{h \nu} C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2} \)
Chyba najważniejsza reakcja w biologii – ciężko mi sobie wyobrazić, że ktoś jej nie zna i nie rozumie jej znaczenia. Powstały produkt to cukier (węglowodan) – glukoza.
1 pkt za reakcję oraz po 0,5 pkt za podanie nazwy (glukoza) i zaklasyfikowanie jako cukier 0,5 pkt
Zadanie 49
Wiązania obecne w białkach to wiązanie peptydowe/amidowe. Białko to po prostu długi ciąg połączonych ze sobą aminokwasów a ich konkretna kolejność połączenia to właśnie tzw. struktura pierwszorzędowa (czyli który aminokwas jest w którym miejscu).
Denaturacja białka to taki proces, w którym niszczona jest wyższa strutkura białek czyli struktura II, III i IV – rzędowa (przy czym sama sekwencja aminokwasów jest zachowana). Istotą jest generalnie rozerwanie wiązań wodorowych. Te zmiany powodują niestety utratę właściwości biologicznych białek. Denaturację białka może spowodować szereg różnych czynników :
- ogrzewanie
- silne mieszanie, wstrząsanie
- dodanie kwasu lub zasady
- dodanie alkoholu
- dodanie mocznika
- sole metali ciężkich
1 pkt za nazwanie wiązania , 1 pkt za wyjaśnienie struktury I-rzędowej , 1 pkt za podanie 2 czynników denaturujących
Zadanie 50
- reakcja ksantoproteinowa : do białka dodajemy kwas azotowy \(HNO_{3} \) , który oczywiście powoduje jego denaturację i zabarwienie białka na żółto.
- reakcja biuretowa : pod wpływem wodorotlenku miedzi \(Cu(OH)_{2} \) roztwór białka przyjmuje barwę ciemnofioletową.
1 pkt za każdą poprawnie opisaną próbę.
Zadanie Obl. 1
- \(M_{CH_{3}OH} = 32 \) (jednostka to unity lub gramy/mol , co tam chcecie 🙂 )
- \(M_{(NH_{4})_{2}Cr_{2}O_{7}} = 252 \)
Zadanie Obl. 2
- Wzór metanu to \(CH_{4} \) . Zatem stosunek masowy węgla do wodoru wynosi \(m_{C} : m_{H} = 12 : 4 = 3 : 1 \)
- Wzór naszego nieznanego związku możemy zapisać jako \(N_{x}O_{y} \) . Stosunek masowy wynosi więc : \(14x : 16y = 7 : 12 \implies x : y = 0,666 \) . W takim razie \(2x = 3y \) i wzór naszego związku to \(N_{2}O_{3} \)
- \(\omega_{S} = \frac{32}{98} = 0,3265 = 32,65 \% \)
Zadanie Obl. 3
Przede wszystkim – należy zwrócić uwagę, że reakcja nie jest zbilansowana! Tak, ja wiem, że to zagranie poniżej pasa, nie fair, i tak nie będzie i w ogóle. To jest jednak trik, którego nauczyłem się od swojej nauczycielki z liceum i uważam, że to dobra nauczka! Reakcja zawsze ma być zbilansowana i na to trzeba zwracać uwagę!
\(2Fe_{2}O_{3} + 3C \rightarrow 4Fe + 3CO_{2} \)
Sam tlenek żelaza ma masę 160 gram. W powyższej reakcji z dwóch cząsteczek tlenku żelaza (czyli o łącznej masie 320 gram) powstają 3 cząsteczki tlenku węgla (łącznie 132 gramy). Ile zatem powstanie ze 160 gram tlenku żelaza?
Możemy zapisać proporcję :
\(320 \ g \ Fe_{2}O_{3} — 132 \ g \ CO_{2} \)
\(160 \ g \ Fe_{2}O_{3} — x \ g \ CO_{2} \)
W takim razie : \(x = \frac{160 \cdot 132}{320} \implies x = 66 \ g \)
Zadanie Obl. 4
Zapiszmy dane : \(C_{p} = 10 \% \) , \(d = 1,115 \frac{g}{cm_{3}} \) , \(V = 500 \ cm^{3} \)
Dwa wzory, z których skorzystamy :
\(d = \frac{m_{r}}{V} \) oraz \(C_{p} = \frac{m}{m_{r}} \cdot 100 \% \)
\(1,115 = \frac{m_{r}}{500} \implies m_{r} = 557,5 \ g \)
\(10 = \frac{m}{557,5} \cdot 100 \implies m = 55,75 \ g \)
Masa potrzebnego wodorotlenku sodu to \(55,75 \ g \)
Zadanie Obl. 5
\(2K +2 H_{2}O \rightarrow 2KOH + H_{2} \)
Układamy proporcję :
\(2 \cdot 39 \ g \ K – – – 2 \ g \ H_{2} \)
\(11,7 \ g \ K – – – x \ g \ H_{2} \)
\(x = \frac{11,7 \cdot 2}{2 \cdot 39} \implies 0,3 \ g \ H_{2} \)
\(d = \frac{m}{V} \)
\(d = 0,09 = \frac{3 \cdot 10^{-4}}{V} \implies V = 3,33 \cdot 10^{-3} \ m^{3} \) *lub oczywiście w dowolnej innej jednostce.
Zadanie Obl. 6
Klasyczne zadanie z izotopów. Sprawdzamy średnią masę atomową w układzie okresowym : wynosi ona w przybliżeniu 35,5 . W takim razie układamy odpowiednio układ równań, przy czym niech \(x \) i \(y \) oznacza zawartość procentową odpowiednio chloru-35 oraz chloru-37 :
\(\begin{cases} 35x + 37y = 35,5 \cdot 100\% \\ x + y = 100 \% \end{cases} \)
Po obliczeniach uzyskujemy :
\(\begin{cases} x = 75 \% \\ y = 25 \% \end{cases} \)
Zadanie Obl. 7
Skoro rozpuszczalność wynosi \(277 \ g \ w \ 100 \ g \ H_{2}O \) to w 100 gramach wody znajduje się 277 gram cukru. Zatem masa całego roztworu to 100 + 277 = 377 gram. Obliczenie stężenia procentowego to już teraz prosta sprawa :
\(C_{p} = \frac{277}{377} \cdot 100 = 73,47 \% \)
Zadanie Obl. 8
Obliczamy masę węgla w tym węglowodorze : \(0,923 \cdot 26 = 24 \)
Zatem są tam dwa atomy węgla o łącznej masie 24. To zostawia miejsce na tylko dwa atomy wodoru (26 – 24 = 2), a więc wzór węglowodoru to \(C_{2}H_{2} \) . Jest to alkin – etyn (acetylen).
Zadanie Obl. 9
Liczymy ile rozpadów nastąpi : 17190/5730 = 3. Czyli nastąpią trzy rozpady. Podczas jednego takiego rozpadu ilość próbki maleje o połowę. Z jednego grama robi się pół, potem ćwierć itd.
\(1 \ g \ ^{14}C \xrightarrow{I \ rozpad = 5730 \ lat} 0,5 \ g \ ^{14}C \xrightarrow{II \ rozpad = 11460 \ lat} 0,25 \ g \ ^{14}C \xrightarrow{III \ rozpad = 17190 \ lat} 0,125 \ g \ ^{14}C \)
Zadanie Obl. 10
Nasz nieznany związek możemy zapisać jako : \(Na_{x}S_{y} \)
Można ułożyć zależność :
\(\frac{23x}{32y} = \frac{59}{41} \implies \frac{x}{y} \approx 2 \)
W takim razie \(x = 2 \) oraz \(y = 1 \)
*[Uwaga] – prawidłowym rozwiązaniem tego równania jest również \(x = 4 \) oraz \(y = 2 \) , ale tak samo jak nie piszemy cząsteczki wody jako \(H_{4}O_{2} \) tak samo nie rozpatrujemy dalszych, nieskończonych par iksów i igreków, które matematycznie mają sens.
Czyli nasz związek to siarczek sodu : \(Na_{2}S \)
Suma punktów do zdobycia :
- teoria : zadania 1 do 50 : 122 pkt
- zadania obliczeniowe : 22 pkt
Interpretacja wyniku i zalecane postępowanie :
Test z poziomu I ma za zadanie ocenić czy w ogóle macie podstawy chemii, ale takie już naprawdę solidne. Bez nich ciężko zacząć czytać jakikolwiek podręcznik akademicki, zatem :
- wynik rzędu <60/122 pkt z teorii oznacza, że powinniście zająć się nadrabianiem tych braków. Wystarczy wziąć dowolny podręcznik gimnazjalny (tak, gimnazjalny, jeszcze przed zmianą programową, bo tam jest więcej informacji) i po prostu go przerobić, najlepiej z jednoczesnym przerabianiem zadań z komplementarnego zbioru zadań.
- wynik rzędu >85/122 pkt to solidny wynik (i co najmniej >14/22 pkt z obliczeń), który oznacza, że wynieśliście z dotychczasowej nauki solidną porcję wiedzy. Macie w takim przypadku dwa wyjścia – możesz od razu rozpocząć naukę od podręczników akademickich, najlepiej zaczynając od dziedziny, z której czujecie się najlepiej np. chemia organiczna, co zalecałbym w przypadku uzyskania wyniku bardziej 110 pkt, niż 85 lub można przetestować się jeszcze w Teście z poziomu II. Są różne podręczniki akademickie, niektóre mniej przyjazne, niektóre bardziej i też nie zawsze zaczynają one od samych podstaw. Uważam, że warto jednak przetestować się z wiedzy licealnej, ponieważ ona zawiera już naprawdę wiele materiału. Jeżeli podręczniki olchemowskie Was odstraszają to jak najbardziej można sobie przerobić LO z rozszerzenia – na tej wiedzy bez problemu przejdziecie I etap i to z bardzo dobrym wynikiem. Dopiero II etap na dobrą sprawę wymaga przerabiania czegoś więcej. Tutaj zatem wchodzi czynnik indywidualnej preferencji, bo też niektórzy mogą się niecierpliwić i chcą jak najszybciej uczyć się z ,,trudnych książek” i mieć świadomość, że przygotowują się do OlChemu ,a innym te książki mogą po prostu nie odpowiadać.
- wynik pomiędzy 60-85 pkt lub <10 pkt z części obliczeniowej oznacza, że zdecydowanie powinniście przeprowadzić test z II poziomu i przede wszystkim – nadrobić zaległości obliczeniowe.
