www.grindeks.lv  

1

www.biosan.lv  

6. LATVIJAS UNIVERSITĀTES ĶĪMIJAS FAKULTĀTES “JAUNO ĶĪMIĶU KONKURSA” 2.KĀRTAS UZDEVUMI

 

Atrisināt tālākdotos sešusuzdevumusun atbildes ierakstītMSWord atbilžudatnē, kokāpievienoto dokumentu līdz 29.01.2012. plkst. 24:00 nosūtīt uz e‐pasta adresikimijas_olimpiades@inbox.lv. Vēlāk saņemtās atbildes netiks vērtētas. Datnes nosaukumsjāizveido no vārda, uzvārda un klases, un skolas, piemēram,Jaanis_Beerzinsh_Rigas_61.vsk._9.klase (datnes nosaukumā neizmantot garumzīmes unmīkstinājuma zīmes; par datnes nenosaukšanu atbilstoši prasībām tiks piemērots 3 punktusods).

Aktīvākie skolēni 2012. gada aprīlī tiks aicināti uz 4. kārtu, kas norisināsies LU Ķīmijasfakultātēunkurasnoslēgumāskolēnusgaidabalvas.

Parkatrupareiziizrēķinātuuzdevumuiriespējamsnopelnīt10punktus.Punktusskaitaparkatrupareizustarprezultātu.Katraiklašugrupaipēdējāuzdevumaotrāpuse(8.‐9.un10.‐11.klašu grupām)vaipapildusuzdevums (12. klase) ir apzīmēta kā cietais rieksts – papildusgrūtības jautājumi, kuru atbildēšanai pašiem nepieciešams studēt literatūru. Par šo daļupapildusvarsaņemt10punktus.Tātadkārtākopāiespējamssaņemt6·10+10=70punktus.

Reakcijuvienādojumurakstīšanaivarlietotparastosaugšējosunapakšējosindeksus,kāarīWordObjektuMicrosoftEquation3.0.OrganiskoreakcijurakstīšanaiarstruktūrformulāmvarlietotprogrammasChemSketchvaiMDLISISDraw2.5.Tās iespējamsatrast internetāunpēclūguma nosūtīsim tās Jums uz Jūsu e‐pastu. Struktūrformulas var rakstīt arī ar roku un tāsieskenēt.

Viesiemattēliemunuzdevumunosaukumiemirtikaiilustratīvsraksturs,janavnorādītssavādāk! 

Uzdevumus 2. kārtai sastādījuši un panākumus uzdevumu risināšanā vēl LU Ķīmijasfakultātesstudentiunmācībspēki:

Agris Bērziņš1  MārtiņšStepiņš2 EduardsBaķis3 TomsRēķis3 JānisŠvirksts4

1‐LUĶīmijasfakultāte,doktorants 2‐LUĶīmijasfakultāte,1.kursastudents3‐LUĶīmijasfakultāte,3.kursastudents 4‐LUĶīmijasfakultāte,asociētaisprofesors

 

         www.grindeks.lv  

2

www.biosan.lv  8.-9.klases uzdevumi

1.uzdevums Vaitutovari?Kādas gāzes var iegūt izmantojot Kipa aparātu? Uzrakstiet visu atbilstošo ķīmisko reakcijuvienādojumus!2.uzdevums BurvjapirkstsPakāpeniski pievienojot 100 gramus atšķaidītas sālsskābes pie 100 gramiemsodas šķīduma iegūst 200 g šķīduma. Turpretī pakāpeniski pievienojot 100gramus sodas šķīduma pie 100 gramiem atšķaidītas sālsskābes iegūtā šķīdumamasairtikai197grami.IzskaidrojietnovērotounaprēķinietHClmasasdaļuw(izteiktu%)izmantotajāsālsskābē!3.uzdevums IzlaušanāsJūsurīcībāirkristāliskuvielumaisījums,kassaturcinkaoksīdu,vara(II)oksīduundzelzs(III)oksīdu. Iesakietpaņēmienu,kānošīoksīdumaisījumaizdalītbrīvāveidāvisustrīsmetālus,katrunotiematsevišķi!Uzrakstietvisuatbilstošoķīmiskoreakcijuvienādojumus!4.uzdevums VecmāmiņasmantojumsStudenteAgnesesavasvecmāmiņasmājāatrada3pilnīgiidentiskassenasmonētas.Protams, ka pirmais, ko viņa gribēja uzzināt – no kā sastāv šīs senās monētas.Pārmeklējot visus iespējamos informācija avotus, Agnesei diemžēl neizdevāsuzzinātmonētuprecīzo sastāvu, tomēr viņa atradadažus būtiskus faktus – tās irizgatavotas no trim metāliem, kurus monētu izgatavošanā izmanto visai bieži,turklātviensnošiemmetāliemirniķelis.Aratrastoinformācijuviņatomērnebijaapmierināta, tāpēc nolēma armonētām laboratorijā veikt dažas ķīmiskas reakcijas. Vispirmsmonētasnosvēra–izrādījās,kakatramonētasver2.75g.Tadpirmomonētuviņaiemetatraukāarsālsskābipārākumā.Kadreakcijabeidzās,viņakonstatēja,kapavisamirizdalījušies0.684Lgāzes, un monēta nav pilnīgi izreaģējusi. Otro monētu Agnese iemeta traukā ar karstu,koncentrētu slāpekļskābi pārākumā. Šajā reakcijā izdalījās 1.954 L oranžas, toksiskas gāzes,turklātšoreiz izreaģējavisamonēta.Trešāmonētatika iemestatraukāarkoncentrētunātrijahidroksīdu pārākumā, šajā reakcijā izdalījās 0.466 L gāzes, un daļa monētas palikaneizreaģējusi.Visasreakcijastikaveiktasstandartaapstākļos.1.Atrodietabuspārējosmetālus,nokuriembijaizgatavotasmonētas!2.Aprēķinietkatrametālamasasdaļumonētā!3.Uzrakstietvisunotikušoķīmiskoreakcijuvienādojumus!

         www.grindeks.lv  

3

www.biosan.lv  5.uzdevums SasodītāsodaStudentam tika iesniegts dzeramās sodas, nātrija karbonāta undaļēji dehidratētas kristāliskās sodas (Na2CO3∙xH2O) maisījums.Studentauzdevumsbijanoteikt katras vielasmasasdaļuparaugā,kāarīūdensmolekuluskaitux.Šim nolūkam students *ņēma 10,0 g maisījuma, izkarsēja to l unnoteica, ka masa pēc karsēšanas 300oC temperatūrā ir 6,37g.Gaistošāsvielasizvadotcaurnātrijahidroksīdašķīdumunoteica,katāmasapalielināspar0,786g.Šādu pašu maisījuma daudzumu izšķīdinot ūdenī un pievienojot kalcija hlorīda šķīdumamrodas4,22gnogulšņu.

1. Nosakietūdensmolekuluskaitux!2. Nosakietmaisījumasastāvumasasdaļās!3. Uzrakstietvisunotikušoķīmiskoreakcijuvienādojums!

6.uzdevums TikvienādibetreizētikatšķirīgiTrīssavienojumiA,BunCkatrssatur trīsvienāduselementus.Elementudaudzumattiecības uzdotas tabulā. Vēl zināms, ka 1 mols savienojumareaģēar1,2un3molunātrijahidroksīdaattiecīgi.Savienojums Elementu

daudzumattiecībasNaOHmoluskaitslaiizreaģētu

1molssavienojumaA 3:1:2 1B 3:1:3 2C 3:1:4 3

1. NoteiktsavienojumusA,BunC!2. Norādītkatraelementaoksidēšanāspakāpisavienojumos!

         www.grindeks.lv  

4

www.biosan.lv  

Cietaisrieksts

Dotareakcijushēma,kasietveriepriekšminētossavienojumusA,BunC.

D

B

A

C

E

G

H

I

Cl2

3NaOH

NaOH

2NaOHH2SO4

HNO3

HI

70 oC

160 oC

F, H2O-F

-F

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.11.

Zināms,kasavienojumsEirbinārsunsaturdivusnoAietilpstošajiemelementiem,kāarīkā5.reakcijairpievienošanāsreakcija.

1. NoteiktsavienojumusD–H!2. Uzrakstītvisunotikušoķīmiskoreakcijuvienādojumus!3. Izskaidrot atšķirīgo reakcijas stehiometriju savienojumu A, B un C reakcijās ar nātrija

hidroksīdu!4. UzzīmētA,BunCtelpiskoformulu!

         www.grindeks.lv  

5

www.biosan.lv  10.-11. klases uzdevumi

1.uzdevums Vaitutovari?Jūsurīcībāirvara(II)nitrāts,kassatursudrabanitrātapiemaisījumus.Iesakietpaņēmienu,kāiegūt tīru vara(II) nitrātu, kas nesatur piemaisījumus! Uzrakstiet visu atbilstošo ķīmiskoreakcijuvienādojumus!

2.uzdevums VakaramīklaVienādāmmasāmtrīssavienojumuA,BunCpievienojotsālsskābipārākumāunmaisījumuietvaicējot,iegūstvienuuntopašusavienojumumasasattiecībās2,00:1.21:1,00.Zināms,kavisitrīssavienojumisastāvnoelementiemX,YunZ,betsavienojumusBunCietilpstarīūdeņradis.IzkarsējotsavienojumusBunCpietiekamiaugstātemperatūrāiegūstsavienojumuA.Elementumasasattiecībasavienojumosiršāda:

X Y Z HA 1.44 1 1.50 ‐B 23 32 48 1C 3.29 2.29 11.43 1

1. NoteiktelementusX,Y,ZunsavienojumusA,BunC.2. Uzrakstītaprakstītoķīmiskoreakcijuvienādojumus!

3.uzdevums NeuzticīgaisstudentsKādsstudentsapgalvoja,ka lekciju laikā ir ticis informēts,kakuņģaskābeskoncentrācija ir 3M. Pēc šīs lekcijas viņš internetā atrada informāciju, kavidējicilvēkak uņģatilpumsir20–100mLunpHir1,5–3,5.

1. Kādaskābeatrodaskuņģī?2. Kādāsrobežāsirkuņģīesošāsskābeskoncentrācija?3. Kādāsrobežāsirkuņģīesošāsskābesdaudzums?4. Kājūsvarētukomentētlekcijāsiegūtoinformāciju?

TālākaplūkosimcilvēkuRaiti,kamkuņģaskābestilpumsir50mL.5. Kāda dzeramās sodasmasa gramos ir jālieto, lai samazinātu kuņģa

skābespHno1,5līdz3,5.6. Ciktasirtējkarotes(tējkarotestilpumsir5,00mL).7. Cik lielamasanātrijahidrogēnkarbonāta ir jāapēdRaitim, laikuņģapHpalielinātu līdz

3,0,javiņšpirmstamirizdzēris500mLlaimasulas.Laima sula satur 5% citronskābes, tās pH ir 2,2 un tās blīvums 1,04 g∙cm‐3. Uzskatietcitronskābiparvienvērtīguskābi!

         www.grindeks.lv  

6

www.biosan.lv  4.uzdevums Rūpniecībasspožumsunposts18. gadsimta beigās un 19. gadsimta sākumā kādas rūpniecības precesražošanāiesaistītiecilvēkibiežisaslimaarbriesmīguunneārstējamuslimību,kassākāsarzobusāpēmun iekaisumuapžokļakaulu. Iesaistītiekauli tumsāspīdēja un lai izglābtu cietušo bija nepieciešama šo kaulu amputācija. Šīslimībalikamainītvielas,kasiesaistītišīsprecesražošanā.Arī mūsdienās šo preci ražo un tā tiek plaši lietota. Modernizētā ražošanastehnoloģija ir novērsusi visus nevēlamos iesaistīto ķīmisko savienojumuefektus.Precesizmantošanaslaikāpievēlamārezultātanoveddažādureakcijukopums, kurās iesaistīti izmantotās ķīmiskās vielas. Reakciju virkni varētuattēlotšādi:AB(fizikālapārvērtībapievadītāsenerģijasrezultātā)B+CD+Siltums(spontānareakcija)EF+C+Siltums(Iepriekšējāreakcijāiegūtāsiltumarezultātā)G(c)G(šķ.)(Iepriekšējāreakcijāiegūtāsiltumarezultātā)G(šķ.)+CH+Vēlvairāksiltums(Iepriekšējāreakcijāiegūtāsiltumarezultātā)I+CJ+K(Iepriekšējāreakcijāiegūtāsiltumarezultātā)Irzināms,kaEirspēcīgsoksidētājs,kuranosaukšanaiplašilietotriviālonosaukumu.ArGvarnotiktlīdzīgaspārvērtībaskāarApirmajāreakcijā.Ipatiesībāirsavienojumumaisījums,tačusavāmreakcijāmpieņemiettādusavienojumu,laimolārāattiecībaI:Jbūtu1:25.

1. AtšifrējietvielasA–K!2. Uzrakstietnotikušoķīmiskoreakcijuvienādojumus!3. Kasiršīrūpniecībasprece?

5.uzdevums VēsturiskssasniegumsPašlaik dažādas baterijas un akumulatori ir viens no galvenajiem veidiem, kāražot līdzstrāvuunuzkrātelektriskoenerģiju.Baterijas izgudrotājagodspiederitāļu fiziķim Alesandro Voltam, kurš 1800. gadā izveidoja pirmo galvaniskoelementu,kassastāvējanocinkaunvaraelektrodiemsērskābesšķīdumā.Tomēršai un vēl vairākām pēc tam izgudrotajām baterijām bija kāds trūkums – tāsvarējaizmantottikaivienureizi,t.i.,tāsnebijaiespējamsatkārtotiuzlādēt.Tāpēcmēs šajā uzdevumā apskatīsim pirmo atkārtoti uzlādējamo bateriju, ko 1859.gadā izdevās izveidot franču fiziķim Gastonam Plantē. Tās uzbūve bija samērāvienkārša – par anodu kalpoja svina elektrods, turpretī par katodu tikaizmantotas svina (IV) oksīds. Elektrodi atradās 4.4mol/L sērskābes šķīdumā. Interesanti, kašādassistēmasbaterijastiekizmantotasarīmūsdienās,piemēram,automašīnās,neskatotiesuzto,kairizgudrotidaudzicitiatkārtotiuzlādējamubaterijuveidi.

         www.grindeks.lv  

7

www.biosan.lv  1. Uzrakstiet uz anoda un katoda notiekošo ķīmisko reakciju vienādojumus baterijas izlādesprocesā!2. Kāmainījies katoda, anoda un elektrolīta šķīduma ķīmiskais sastāvs pēc pilnīgas baterijasizlādes?3. Uzrakstiet uz anoda un katoda notiekošo ķīmisko reakciju vienādojumus baterijas uzlādesprocesā!4.Kasvarnotikt,jabaterijatiekuzlādētaarpārākilgiarpietiekamilieluspriegumu?5.Aprēķinietelektrodzinējspēku(spriegumu),kovarradītpilnīgiuzlādētabaterija!Zināms,kauzkatodanotiekošajai reakcijai reducēšanās standartpotenciāls irE0red=1.685V,betuzanodanotiekošajaireakcijaiE0red=‐0.356V.Aprēķinosvarpieņemt,kavisasērskābešķīdumādisociē,veidojottikaivienuūdeņražajonuunvienuhidrogēnsulfātajonu.

6.uzdevums ZaļiematiMūsdienās diezgan bieži rodas nepieciešamība ūdenī ievadīt kādasvājas skābes A anjonu B. Šo anjonu var ievadīt dažādos veidos,populārākais no kuriem ir šīs skābes sāļu C un D šķīdināšana. Cizmantošanu apgrūtina fakts, ka tas šķīst lēnu un veido nešķīstošusbaltus atlikumus, kas jāfiltrē. Ja šāds ūdens nonāk saskarē arproteīniem, tad tiem raksturīgs ķīmiskais elements X var reaģēt arskābi A, veidojot nevēlamus mono‐ un di‐ aizvietošanās produktus E un F [ērtības labadformulāsunreakcijāsaizstāsimXsaturošusproteīnusarXbinārusavienojumuarūdeņradiG].Ir zināms, ka savienojumiE unF var reaģēt savā starpā, veidojot savienojumusH (nekaitīgugāzi)un I (gāzi,kasšādāskoncentrācijasnavkaitīgaunneizdalāsnošķīduma). JašķīdumāirpardaudzskābesA,tadtasvarreaģētarF,veidojotkairinošusavienojumuJ,kaspiešķirarAbagātaūdensraksturīgosmaržu.LaiatbrīvotuūdeninoEunF,jaupirmstoveidošanāsūdenimpievienolieludaudzumuA,kasneitralizēG.Lai noteiktuA daudzumu ūdenī, tam izmanto plaši lietotu titrimetriskometodi – pārākumāpievienoreducējošuhalogenīduK,kasšajāreakcijāreducējasparvieluL.LdaudzumunosakaarkādusērusaturošuanjonuM,kasreakcijasgaitāoksidējasparanjonuN.

1. IdentificējietvielasA–N!2. Uzrakstietvisuaprakstītoķīmiskoreakcijuvienādojumus!3. Kāda vēl metode A ievadīšanai ūdenī tiek lietota? Uzrakstīt ķīmiskās reakcijas

vienādojumu!Kādēļtopraksēizmantoretāk?4. KādēļnepieciešamaAievadīšanaūdeni?5. KurpraksēlietošāduarAbagātinātuūdeni?

LainoteiktuskābesAdaudzumuūdenī,1,00Lūdens(blīvums1,00g∙cm‐3)pievienoja10,0mL0,300MKšķīdumuuntitrējaar0,100MMšķīdumu.Titrēšanaipatērēja14,0mLšīšķīduma.

6. Aprēķiniet A daudzumu (mol) unmasas koncentrāciju (% unmiljonajās daļāsm.d. jebppm)!

         www.grindeks.lv  

8

www.biosan.lv  

Cietaisrieksts

Kājautikaminēts,AirvājaskābeuntāsskābeskonstantesnegatīvaidecimāllogaritmspKair7,53. Šī iemesla dēļ šķīduma pH nosaka to, vai šķīdumā eksistēs skābeA vai tās anjons B.Uzrakstamskābeskonstantesvienādojumu:

][]][[ 3

ABOH

K a

Untologaritmējam:][

]][[lglg 3

ABOH

K a

Pēctamvaramveiktšāduspārveidojumus:

pHABpK

ABOHK

a

a

][][lg

][][lg]lg[lg 3

Izmantojot pēdējo vienādojumu varam atrast vājas skābes anjona un katjona daudzumuattiecīguatkarībānopH.

7. Izmantojotšovienādojumu,ardiviemcipariemaizkomatanosakietpH,piekura:a. [A]=[B]b. [A]veido90%nokopējās[A]+[B]koncentrācijasc. [B]veido90%nokopējās[A]+[B]koncentrācijasd. Šķīdumāeksistēfaktiskitikaiskābe(t.i.tāsmoldaļair99,9%)

8. Vienāgrafikāuzzīmējieta)Aunb)BmoldaļuatkarībānošķīdumapH!TākāšķīdumānepieciešamākairtiešiskābeA,tadšķīdumampievienovielas,kasregulētāpH.Tiesa gan, pārlieku zems pH ir nevēlams, jo šādā gadījumā novērojama kāda nevēlamablakusreakcija,kādasgāzesizdalīšanās.

9. Uzrakstiet ķīmiskāsreakcijasvienādojumu,kaspierādašo faktu.Paskaidrojiet,kādēļpHsamazināšanaveicinašoprocesu!

JaūdenspHirpārākzems,turklātzemairarīkalcijajonukoncentrācija,tasvarnovestpiekādametālaO jona izdalīšanās no cauruļvadiem. Ja ar šādu ūdeni nonāk saskarēmati, tad pēc tomazgāšanasnovērojamazaļaskrāsasparādīšanās.

10. KasirmetālsO?11. Kasirzaļaissavienojums?Uzrakstiettāveidošanāsķīmiskāsreakcijasvienādojumu!12. Kādēļtasparādāstiešipēcmatumazgāšanas?

   

         www.grindeks.lv  

9

www.biosan.lv  12. klases uzdevumi

1.uzdevums Vaitutovari?Kādas gāzveida vielas var iegūt, ja Jūsu rīcībā ir kristāliski amonija hlorīds, nātrija sulfīts,mangāna(IV)oksīds,kāarīatšķaidītisērskābesunnātrijahidroksīdašķīdumi?Uzrakstietvisuatbilstošoķīmiskoreakcijuvienādojumus!

2.uzdevums Vaipiedāvātvēlvienufoliju?Dažinocilvēkiem,kasmēģinājušikošļātfoliju,apgalvo,kasaskarēarfolijudažinozobiemjūtsāpes.Irzināms,katasnavnovērojamsvisiemzobiem,turklāttonenovērovisicilvēki.Zināms,kašīssāpesrodas,kadzobanervssaņemelektriskoimpulsu,kasrodaspotenciālastarpībasdēļ.

1. Izskaidrot,kādēļnovērojamašādazobusāpēšana!2. Uzrakstītnotikušāprocesaķīmiskureakciju!3. Aprēķinātpotenciālastarpības lielumu,norādot jūsuatrastopapildus informācijuuntās

avotu.

3.uzdevums Organiskaiscikls

6,000gramusšķidrasorganiskasvielasAarraksturīguaromātusadedzinājaunieguva10,17Loglekļa(IV)oksīda(n.a.)un4,902gūdens.Šimmērķimizlietoja13,22Lskābekļa.LaisadedzinātutādupašumasusavienojumaD,nepieciešamstādspatsskābekļatilpums,turklātiegūsttospašusproduktustādospatdaudzumuskāAgadījumā. Paaugstinātā temperatūrā apstrādājot A ar ūdeņradi, iegūst šķidrumu B. Sadedzinot6,000gramusB,jāpatērē14,39Lskābekļa.

         www.grindeks.lv  

10

www.biosan.lv   Ja vielai A pievieno metālisku nātriju, novēro gāzes izdalīšanos un krāsas maiņu uztumšizilu.

1. UzrakstietshēmāattēlotoreakcijuvienādojumusunnosaucietA,B,CunDsaskaņāarIUPACnomenklatūru!PiekādasorganiskovieluklasespiederD?

2. Arkādasreakcijaspalīdzībuvarpārliecināties,kareakcijāarūdeņradiiegūtsBunreakcijasmaisījumsvairsnesaturA?Uzrakstietvienādojumu!

3. KāvispārīgidēvētādaslīdzīgasreakcijaskādivuAmolekulupārvēršanosparD?Kāvispārīgidēvēšādasreakcijasproduktu?

4. KānoCatkaliegūtA?Uzrakstietreakcijasvienādojumu!5. KānoDatkaliegūtA?Uzrakstietreakcijasvienādojumu!6. KaskopīgsCarbenzolu?ArkošādāsakarāatšķirasCnoA?

4.uzdevums KrāsuspēlesMūsdienāsdaudzasvielu identificēšanas, struktūrasnoteikšanas,kvantitatīvāsunkvalitatīvāsanalīzesmetodesbalstāsuzpavisamjaunu ķīmijas nozari – kvantu ķīmiju. Kvantu ķīmija sākaattīstīties 20. gs sākumā, kad tika radītas vairākas kvantumehānikas teorijas, kas izskaidroja tādas parādības kāfotoelektriskais efekts, absolūti melna ķermeņa starojums,absorbcijas un emisijas spektri. Šajā uzdevumā sīkāk aplūkosimvienu no šīm parādībām – absorbcijas spektrus.Absorbcija notiek, jo pēc kvantu mehānikas principiem elektroni atomā var atrasties tikaistingrinoteiktosenerģijaslīmeņos.Pārejastarpšiemenerģijaslīmeņiemnotiek,absorbējotvaiizstarojot gaismas kvantus (fotonus) ar noteiktu enerģiju, tātad – izstarotajiem vaiabsorbētajiem fotoniem piemīt noteikta frekvence, ko mēs redzamajai gaismai uztveram kāvienunoteiktu krāsu. Līdz ar to var secināt, ka atomiuz gaismunereaģē vienādi – noteiktasfrekvences(krāsas)gaismavarliktelektroniempārietuzcituenerģijaslīmeni(tātadšīskrāsasgaismatiekabsorbētauntālākneizplatās),tačuuzcitaskrāsasgaismuatomsnereaģē(tātadšīskrāsasgaismanetiekabsorbētauntā izplatās tālāk).Praktiskiabsorbcijasspektroskopijuvarizmantot, piemēram, izšķīdušās vielas koncentrācijas noteikšanai šķīdumā. Lai to izdarītu,vispirmsarspektrofotometruiegūstvielasabsorbijasspektru.Vielasabsorbijasspektrsparādavielasspējuabsorbētdažādasfrekvencesvaiviļņagarumagaismunoteiktāintervālā(parasti–redzamāsgaismasintervālā).Tālākirdotsniķeļasulfātašķīdumaabsorbcijasspektrs:

         www.grindeks.lv  

11

www.biosan.lv  

1.Kādaskrāsasgaismuniķeļasulfātašķīdumsabsorbēvisvairāk?2.Ciklielaenerģijapiemītfotoniem,kurusniķeļasulfātašķīdumsabsorbēvisvairāk?3.Kādākrāsāmēspraktiskiredzamniķeļasulfātašķīdumu?Kāšķīdumakrāsuvarizskaidrot,balstotiesuzabsorbcijasspektru?Tālākajiemmērījumiempēcabsorbcijasspektra izvēlasviļņagarumuarvislielākoabsorbciju.Spektrofotometru vai fotoelektrokolorimetru ieregulē uz izvēlēto viļņa garumu un vispirmsveicmērījumusunnosakaabsorbcijuzināmaskoncentrācijasšķīdumiem, lai iegūtu tāsauktokalibrēšanas līkni. Absorbcijas atkarību no koncentrācijas nosakaBugēra – Lamberta – Bēralikums:

kur A ir gaismas absorbcija, a – molārais absorbcijas koeficients (konstants lielums katramšķīdumam), l – gaismas veiktais ceļš šķīdumā (praktiski – kivetes platums), C – molārākoncentrācija.Veicot kalibrēšanas mērījumus (izmantojot Tevis izvēlēto viļņa garumu) tika iegūti šādirezultāti:

C,mol/L 0.200 0.300 0.450 0.600 0.750A 0.442 0.519 0.622 0.773 0.871

Veicot nezināmās koncentrācijas niķeļa sulfāta šķīduma absorbcijas mērījumu, tika iegūtsrezultāts:A=0.7214.KāduviļņagarumagaismuTuizmantosi,veicotniķeļasulfātašķīdumuabsorbcijasmērījumus?5. Izveido kalibrēšanas grafiku, novelc kalibrēšanas līkni, uzraksti kalibrēšanas līknesmatemātiskovienādojumu!6. Pēc kalibrēšanas grafika nosaki niķeļa sulfāta koncentrāciju nezināmajā šķīdumā!7. Pēc kalibrēšanas grafika nosaki niķeļa sulfāta šķīduma molāro absorbcijas koeficientu,pieņemot, ka tika izmantotas kivetes ar platumu 1.2 cm! Neaizmirsti norādīt koeficientamērvienības!8. Kādas vēl metodes varētu izmantot, lai noteiktu niķeļa sulfāta koncentrāciju nezināmāšķīdumā?

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

400 450 500 550 600 650 700

relatīv

ā absorbcija 

viļņa garums, nm 

         www.grindeks.lv  

12

www.biosan.lv  5.uzdevums EksāmenusgaidotĶīmijasfakultātēstraujiemsoļiemtuvojassesijajebeksāmenu laiks – laiks, kas daudziem studentiemsagādāgalvassāpesganpārnestā, gan tiešānozīmē.Tieši tādēļ viena no studentēm – Evija – iegādājāskāduplašipieejamimedikamentu,kobieži izmantopret galvassāpēm. Bet kā jau kārtīga ķīmiķe, viņaneticēja tam, kas bija rakstīts uz medikamentaiepakojuma, tāpēc lai pati pārliecinātos parmedikamenta patieso sastāvu un vienlaikus labāksagatavotos organiskās ķīmijas eksāmenam, Evija nolēma veikt medikamenta kvantitatīvoanalīzi.(Skaidrībaslabadanalīzesgaitairsadalīta4daļās–A,B,CunD.)Uz iepakojuma bija minēts, ka katra tablete satur trīs aktīvās vielas – acetilsalicilskābi,paracetamolu un kofeīnu un šādas palīgvielas: kartupeļu cieti, citronskābi, talku, kalcijastearātu.Laiveiktuanalīzi,Evijavispirmsnosvēravienu tableti– tāsmasabija0.94g.Tālākviņapaņēma3tabletes(laiiegūtulielākupraktiskoiznākumu)unsmalkisaberzapiestā.1.Uzrakstivisuaktīvovielustruktūrformulas!

A. Vispirms pie saberztajām tabletēm viņa pilienam pievienoja piesātinātu nātrijahidrogēnkarbonāta šķīdumu. Varēja novērot, ka notiek samērā strauja reakcija ar gāzesizdalīšanos.Viņaturpinājapievienotnātrijahidrogēnkarbonātašķīdumutikilgi,kamērreakcijabijanotikusipilnībā–vairsnevarējanovērotgāzes izdalīšanos. Iegūtošķīdumuunnogulsnesviņasaskalojaunveicavakuumfiltrēšanu.Ieguvafiltrātuunnogulsnes.2.UzrakstiAdaļānotikušāsreakcijasvienādojumu!

B.PieAdaļāiegūtāfiltrātaEvijapapilienamsākapievienot1Msālsskābesšķīdumu.Sākumāvarējanovērotgāzes izdalīšanos, tālākgāzes izdalīšanāskļuvaarviennemanāmāka, līdzkādābrīdīšķīdumāsākaparādītiesbaltasnogulsnes.Viņaturpinājapievienotsālsskābesšķīdumutikilgi, kamēr šķīduma pH aptuveni samazinājās līdz 2. Evija secināja, ka baltās nogulsnes, kasradās šķīdumā, ir viena no medikamenta aktīvajām vielām, tāpēc viņa vēlreiz veicavakuumfiltrēšanu,iegūtāsnogulsnessavāca,izžāvējaunnosvēra.Tomasabija0.62g.3.KuranoaktīvajāmvielāmtikaiegūtaBdaļā?4.Uzrakstivienādojumureakcijai,kasparādanogulšņuveidošanosBdaļā!5.KāpēcBdaļā,sākotpievienotsālsskābi,varējanovērotgāzesizdalīšanos?

C.TālākBdaļāvakuumfiltrēšanāiegūtofiltrātuatšķaidījaunveicavairākkārtējuekstrakcijuardihlormetānu.(Ekstrakcijasprocessšajāgadījumāirdiezganilgsunkomplicēts,tāpēcsīkāktošoreizneapskatīsim).Ekstrakcijasrezultātātikaiegūtaotrānotrimaktīvajāmvielām.Tāsmasabija0.08g.6.KuranoaktīvajāmvielāmtikaiegūtaCdaļā?7.Kāpēcšīsaktīvāsvielasatdalīšanaivarējaizmantotekstrakcijutiešiardihlormetānu?

D.TālākEvijaAdaļā iegūtāsnogulsnes izšķīdināja10mletanola.Daļanonogulsnēmizšķīda,tomēr daļa joprojām palika šķīdumā. Iegūto šķīdumu Evija nofiltrēja, pārlēja apaļkolbā uniegūto filtrātudestilēja.Kadapaļkolbābijapalicis tikai1mletanolaunuzkolbassieniņābijasākušas veidoties baltas nogulsnes, šķīdumu atšķaidīja ar 5 ml ūdens, saskaloja un veica

         www.grindeks.lv  

13

www.biosan.lv  vakuumfiltrēšanu.Iegūtāsnogulsnesbijatrešāaktīvajāviela.Nogulsnesizžāvējaunnosvēra,tomasabija0.41g.8.KuranoaktīvajāmvielāmtikaiegūtaDdaļā?9.Kāda(s)vielaspalikakānogulsnesDdaļaspirmajāfiltrēšanā?

Salīdzinot iegūtos rezultātus ar tiem teorētiskajiem datiem, kas bija norādīti uz iepakojuma,Evijasecināja,kakvantitatīvajāanalīzēnoteorētiskiiespējamajiemvieludaudzumiemiriegūti86%acetilsalicilskābes,76%paracetamolaun89%kofeīna.10.Aprēķini,kāds1tabletessastāvsbijanorādītsuziepakojuma!11. Kāpēc veiktās analīzes rezultāti nesakrīt ar teorētiskajiem uz iepakojuma norādītajiemdatiem?

6.uzdevums Jumspiedāvātskābētusvaibāzētusgurķīšus?Trīsskābēm:sērskābei,sērpaskābeiunogļskābeiatņemotvienuprotonuiegūstmonoanjonus.Šo monoanjonu īpašības ir stipri atšķirīgas. Informācijai dotas šo monoanjonu skābeskonstanteslogaritmavērtības:Formula Skābeskonstante Formula SkābeskonstanteH2SO4 ‐3 HSO4‐ 1,92H2SO3 1,81 HSO3‐ 6,91H2CO3 6,37 HCO3‐ 10,251. UzzīmējietkatrajonaLuisastruktūrformulu!2. Ilustrējietkatrajonatelpiskoformu!3. Raksturojietkatrajonaskābes/bāzesīpašības!4. Izskaidrojiet,kādēļšādasatšķirībasvarētubūtradušās!5. AprēķinietpH:

a. 0,001Mnātrijakarbonātašķīdumā,b. 0,001Mnātrijasulfītašķīdumā.

         www.grindeks.lv  

14

www.biosan.lv  

Cietaisrieksts Termodinamikasvilinājums

Zināms, ka viela A normālos apstākļos kūst 235,61K. Dažitermodinamiskielielumiapkopotitabulā.

ΔH°f[kJ∙mol‐1] S°[J∙mol‐1∙K‐1]A(l) ‐63,258 169,26A(g) ‐14,148 354,23

Fāzu diagrammās attēlotās koeksistences līnijas var izteikt arī

matemātiski. Šķidras‐gāzveida un cietas‐gāzveida fāzes koeksistenceslīknes pietiekami labi apraksta Klauziusa‐Klapeirona vienādojums.Pirmajāgadījumāvienādojumsiršāds:

∙ ,kur –spiediens[Pa], –pirmseksponenciālaisfaktors, ΔH –vielasiztvaikošanasentalpija, R–Universālāgāzukonstante(8,3145)[J∙mol‐1∙K‐1], –temperatūra[K].

Parasti gan pirmseksponenciālie faktori šādos gadījumos nav zināmi, un vienādojumuizdala ar otru, kurā p un T vietā zināmi skaitliski, savā starpā saistīti lielumi, tādējādipirmseksponenciāliefaktoritieksaīsinātiunvariegūtp=f(T).

Cietas‐šķidrasfāzeskoeksistences(t.i.,kušanas)līnijutrīskāršāpunktaapgabalālabivaraprakstītartaisnesvienādojumu,kasvispārīgāformābūtu:

,kur –spiediens[Pa], –koeficients, T –trīskāršajampunktamatbilstošātemperatūra[K], –trīskāršajampunktamatbilstošaisspiediens[Pa], –temperatūra[K].

VielasAgadījumāk=60000. Termogravimetriski pētīja cietu vielu B. Termogravimetrija ir analīzes metode, ar ko var novērot parauga masas izmaiņas to karsējot. Zināms, ka vielas B trīskāršajam punktam atbilstošā temperatūra ir trīs reizes lielāka par vielas A trīskāršajam punktam atbilstošo temperatūru. Veicot termogravimetrisko analīzi normālos apstākļos, 5,238 mg vielas B karsēja, pakāpeniski paaugstinot temperatūru, novēroja fāzu pāreju 702,75 K. Kādu masu rādīja svaru kausiņš pēc termogravimetriskā eksperimenta? Izskaidrot aprēķinu gaitu. NB! Transcendentus vienādojumus var atrisināt, piemēram, grafiski.