Zadanie 1 Chemia nieorganiczna i analityczna



Pobieranie 35.31 Kb.
Data07.05.2016
Rozmiar35.31 Kb.




Zadanie 1 Chemia nieorganiczna i analityczna (autor dr Marcin Strawski)
20,33 g pewnej soli X rozpuszczono w wodzie, a następnie przeprowadzono jej elektrolizę. Na obu elektrodach wydzieliły się gazy. Gaz wydzielony na anodzie w warunkach normalnych zajmuje objętość 2,24 dm3. Sam roztwór po elektrolizie zmętniał i zrobił się galaretowaty. W celu analizy wyjściowej soli X przeprowadzono także inne próby: po dodaniu roztworu zawierającego jony chlorkowe lub siarczkowe, nie strącał się żaden osad, za to biały osad pojawił się po wprowadzeniu roztworu Na2CO3. Inną naważkę soli, również
w ilości 20,33 g poddano analizie termicznej (DTA). W badanym zakresie temperatur zaobserwowano cztery spadki masy. Dwa pierwsze przy temperaturach 120 i 200C były dwukrotnie większe od kolejnych przy temperaturach 240 i 340C. Ubytek masy zmierzony w ostatnim etapie wyniósł 1,8 g, a analiza masowa wydzielonego gazu charakteryzuje się dominującym pikiem przy 18 m/z.

Podaj pełny wzór soli, reakcje zachodzące w elektrolizerze, jak i reakcje zachodzące


w czasie analizy termicznej.
Zadanie 2 Chemia fizyczna (autor dr Marcin Strawski)
Obliczyć entalpię spalania 10,0 dm3 etynu (acetylen) odmierzonych w warunkach standardowych znając standardowe entalpie tworzenia:

etynu: ΔHtw = 226,51 kJ/mol

dwutlenku węgla: ΔHtw = -393.13 kJ/mol

wody: ΔHtw = -241.60 kJ/mol .


Zadanie 3 Chemia organiczna (autor dr Krzysztof Ziach)
Proszę zaproponować sposoby otrzymania z benzenu następujących bromopochodnych:


Komentarz i podpowiedzi do zadania:

  1. Zadanie takie wcale nie jest proste i w wielu przypadkach wymaga przeprowadzenia bardzo wielu reakcji. Co więcej, zapewne nie ma tylko jednego poprawnego sposobu projektowania takich syntez, proszę do zadania podejść twórczo. Proszę się „nie bać” dużej liczby etapów, ale oczywiście, starać się by było ich jak najmniej.

  2. Proszę wybierać takie reakcje które nie prowadzą „z definicji” do mieszaniny produktów, np. „złą” reakcją jest przedstawione poniżej nitrowanie fenolu, ponieważ produkty orto i para powstają w podobnych ilościach i są trudne do rozdzielenia:




W związku z tym syntezy będą wymagały dodatkowych etapów i sprytnego stosowania grup ochronnych oraz sterowania wpływem kierującym podstawników).

  1. Trik 1” Wielokrotnie wykorzystuje się fakt, że bardzo łatwo można wprowadzić do cząsteczki grupę NO2 (która dezaktywuje pierścień i kieruje w położenie meta), wykonać konieczne etapy w jej obecności, a potem łatwo ją zredukować do grupy aminowej (która aktywuje pierścień i kieruje w położenie orto i para).

  2. Trik 2” Grupa aminowa jest bardzo użyteczna w takich syntezach i choć „nie ma jej” w finalnych związkach to często wprowadza się ją by:

  1. zaktywować pierścień (tak by łatwo wprowadzić jakieś grupy w położenia orto i para względem grupy aminowej)

  2. w reakcji diazowania otrzymać diazopochodną, którą bardzo łatwo przekształcić
    w szereg innych grup w reakcji Sandmayera


  3. grupę aminową można (gdy przestaje być „potrzebna”) zamienić na atom wodoru, przekształcając ją w dizaopochodną, którą poddaje się reakcji z kwasem H3PO2.

  1. Trik 3”. Aktywację pierścienia, którą daje grupa aminowa, można obniżyć przekształcając ją w amid (zwykle acetamid). Co najważniejsze, taka grupa jest zawadą steryczną, niejako osłania pozycję orto i kieruje prawie wyłącznie w pozycję para. Jest to jeden z klasycznych sposobów rozwiązania problemu izomerów.


  1. Wiedza szkolna zapewne nie pozwoli na otrzymanie wszystkich bromopochodnych. Jako dodatkowe źródła informacji polecamy akademickie podręczniki chemii organicznej McMurrego oraz Boyda i Morrisona.


Zadanie 4. Chemia organiczna (autor dr Karolina Pułka)
Proszę podać wszystkie oczekiwane produkty poniższych reakcji i przekształceń, w każdym przypadku uwzględniając możliwość przegrupowania produktów pośrednich lub substratów. Przegrupowanie zachodzi wtedy, gdy następuje reorganizacja wiązań i atomów.


  1. Przegrupowanie karbokationów

Szereg trwałości karbokationów jest następujący:


O przegrupowaniu karbokationów mówimy wtedy, jeśli po migracji anionu wodorkowego lub prostej grupy alkilowej (np. -CH3) między sąsiadującymi atomami węgla, z mniej trwałego może powstać bardziej trwały karbokation.

a1)



a2)



a3)





  1. Przegrupowanie pinakolinowe

Diole wicynalne w wyniku działania kwasów nieorganicznych ulegają przekształceniu
w odpowiednie ketony. Pierwszy etap tej reakcji polega na protonowaniu jednej z grup –OH,


następnie utraceniu cząsteczki wody z jednoczesnym wytworzeniem trwalszego karbokationu.


b1)



b2)





  1. Deaminacja pinakolinowa

1,2-aminoalkohole ulegają reakcji przegrupowania do ketonów, pod wpływem działania NaNO2/HCl. W pierwszym etapie tworzą się sole diazoniowe (poznane w poprzednim zadaniu).

Alifatyczne jony diazoniowe są jednak bardzo nietrwałe.

c1)



c2)





  1. Przegrupowanie Claisena

Etery arylowo-allilowe oraz winylowo-allilowe w podwyższonej temperaturze (> 250 C) ulegają przegrupowaniu Claisena do, odpowiednio, podstawionych fenoli oraz aldehydów lub ketonów. Zachodzi ono zgodnie z mechanizmem pericyklicznym, w którym następuje jednoczesna reorganizacja elektronów, a stan przejściowy ma postać pierścienia
6-członowego. Poniżej przykład reakcji pericyklicznej:




d1)



d2)




Zadanie 5
Wskaż i popraw błędy w poniższych schematach reakcji (uwaga: błędami nie są nieuwzględnienie stechiometrii ani też brak szczegółowych warunków reakcji
np. temperatury, rozpuszczalnika):
1)

2)

3)

4)

5)

6)



Zadanie 6
Zaproponuj metodę syntezy dla każdego związku z poniższych par izomerów:

  1. 1-bromopropanu i 2-bromopropanu z alkoholu izopropylowego,

  2. m-chloroaniliny i p-chloroaniliny z benzenu,

  3. N,N-dimetylobenzyloaminy i N,N-dimetylo-m-toluidyny z benzenu,

  4. i z dowolnych substratów,

  5. dipeptydów: Ala-Gly oraz Gly-Ala z aminokwasów.


Zadanie 7
Alkohol A o wzorze sumarycznym C4H10O poddano reakcji z kwasem siarkowym(VI), zaś na izomeryczny alkohol B podziałano kwasem bromowodorowym otrzymując nieizomeryczne produkty, odpowiednio C i D. W widmach 1H NMR związków A, B, C, D widoczna jest następująca ilość sygnałów: A – 2, B – 4, C – 2, D–3.

  1. Podaj wzory i nazwy związków A, B, C, D.

  2. Nazwij mechanizmy reakcji A C oraz BD.




  1. Jaki będzie wynik reakcji A i B z ZnCl2/HCl (odczynnik Lucasa)?

  2. A i/lub B ulega(ją) reakcji z K2Cr2O7 tworząc produkt(y) E i/lub F, w których widmie IR pojawia się charakterystyczne silne pasmo adsorpcji. Podaj budowę E i/lub F, przybliżoną liczbę falową pasma charakterystycznego oraz grupę odpowiedzialną za jego występowanie.





Wspieranie w rozwoju uczniów wybitnie uzdolnionych w zakresie nauk matematyczno-przyrodniczych.

Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Społecznego

w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki







©absta.pl 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna