Przykładowy test zaliczeniowy z chemii – klasa IV semestr I

Odpowiedź: a) z kwasu i alkoholu

To reakcja estryfikacji: kwas + alkohol ⇄ ester + woda.

Dlaczego: z grupy COOH kwasu odchodzi OH, z grupy OH alkoholu odchodzi H — razem tworzą wodę, a pozostałe fragmenty zrastają się w ester. Przykład: CH₃COOH + C₂H₅OH ⇄ CH₃COOC₂H₅ + H₂O. Z kwasu i zasady powstaje sól i woda, czyli zupełnie inna reakcja.

Odpowiedź: c) octan etylu

Nazwa estru składa się z dwóch członów: pierwszy pochodzi od kwasu, drugi od alkoholu.

Dlaczego: po lewej stronie grupy COO stoi CH₃CO — to reszta kwasu octowego, stąd „octan”. Po prawej stoi C₂H₅ — to fragment pochodzący od etanolu, stąd „etylu”. Gdyby po prawej było CH₃, byłby to octan metylu.

Odpowiedź: b) estrem glicerolu i trzech kwasów tłuszczowych

Tłuszcz to po prostu bardzo duży ester.

Dlaczego: glicerol C₃H₅(OH)₃ ma trzy grupy OH, więc może przyłączyć trzy kwasy tłuszczowe. Stąd wzór tłuszczu, na przykład (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅. Odpowiedź a) opisuje mydło — sól kwasu tłuszczowego, a nie tłuszcz.

Odpowiedź: a) olej jest nienasycony

Woda bromowa odbarwia się tam, gdzie są wiązania wielokrotne.

Dlaczego: brom przyłącza się do wiązań podwójnych i przestaje być wolnym bromem w roztworze — znika barwa. Smalec takich wiązań nie ma, więc barwa zostaje. Z tego wynika też stan skupienia: wiązania podwójne załamują łańcuch, cząsteczki nie przylegają ściśle i tłuszcz jest ciekły.

Odpowiedź: c) mydło i glicerol

To reakcja zmydlania:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3 NaOH → 3 C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

Dlaczego: zasada rozbija ester. Z reszt kwasowych powstają ich sole, czyli mydło (tu stearynian sodu), a ze szkieletu odtwarza się glicerol. Z jednej cząsteczki tłuszczu powstają trzy cząsteczki mydła, bo tłuszcz miał trzy reszty kwasowe.

Odpowiedź: b) ogon lubiący tłuszcz i głowa lubiąca wodę

Cząsteczka mydła jest pośrednikiem między tłuszczem a wodą.

Dlaczego: długi ogon węglowodorowy wbija się w kroplę tłuszczu, a naładowana głowa COO⁻ zostaje w wodzie. Kropla zostaje otoczona warstwą mydła — powstaje micela, która daje się spłukać. Dodatkowo mydło obniża napięcie powierzchniowe wody, dzięki czemu woda w ogóle dociera pod warstwę brudu.

Odpowiedź: a) zasadowy

Aminy są pochodnymi amoniaku NH₃ i dziedziczą po nim odczyn.

Dlaczego: grupa aminowa — NH₂ przyjmuje jon wodoru, więc zachowuje się jak zasada; w wodzie barwi fenoloftaleinę na malinowo. Stąd kuchenna praktyka: rybę skrapiamy cytryną, bo kwas zobojętnia aminy odpowiedzialne za zapach.

Odpowiedź: b) dipeptyd i woda

Z grupy COOH jednego aminokwasu odchodzi OH, z grupy NH₂ drugiego odchodzi H — razem tworzą wodę.

Dlaczego: w miejscu połączenia powstaje wiązanie peptydowe — CO — NH —, a cząsteczka z dwóch aminokwasów to dipeptyd. Jon obojnaczy ⁺H₃N—CH₂—COO⁻ to co innego: powstaje wewnątrz jednej cząsteczki aminokwasu, gdy wodór przeskakuje z COOH na NH₂.

Odpowiedź: c) wysalanie jest odwracalne, denaturacja nie

Przy wysalaniu zmienia się tylko otoczenie białka, przy denaturacji sama cząsteczka.

Dlaczego: duża ilość soli (NaCl) odbiera białku płaszcz wodny i kłębki się sklejają — ale łańcuch i jego zwinięcie pozostają nienaruszone, więc po dolaniu wody białko wraca do roztworu. Denaturacja (temperatura, kwas, alkohol, sole metali ciężkich) niszczy przestrzenne zwinięcie łańcucha i tego cofnąć się nie da. Ściętego jajka nie da się odściąć.

Odpowiedź: c) włókno syntetyczne

Test spalania rozróżnia trzy rodzaje włókien po zapachu i po tym, co zostaje.

Dlaczego: bawełna i len to celuloza — pachną jak palony papier i zostawiają miękki popiół. Wełna i jedwab to białko — pachną jak palone włosy i zostawiają kruchy czarny grudek. Włókna syntetyczne pochodzą z ropy naftowej — topią się w twardą kuleczkę i pachną chemicznie.

Odpowiedź: b) sacharoza

Sacharoza jako jedyny z popularnych dwucukrów nie jest cukrem redukującym.

Dlaczego: próba Trommera wykrywa wolną grupę aldehydową CHO. W sacharozie glukoza i fruktoza są połączone właśnie tymi fragmentami, które za to odpowiadają, więc nie ma czym zredukować miedzi. Po hydrolizie sacharozy (ogrzanie z kwasem) powstają glukoza i fruktoza — i wtedy próba wypada dodatnio.

Odpowiedź: a) jodyną — barwa granatowa

Jod wnika do spirali skrobi i daje charakterystyczne niebieskofioletowe zabarwienie.

Dlaczego: to jedyna z prób, którą da się wykonać w kuchni — kropla jodyny na przekrojonym ziemniaku robi się granatowa. Po ogrzaniu barwa znika, a po ochłodzeniu wraca, bo spirala się rozkręca i z powrotem zwija. Odpowiedź c) opisuje próbę ksantoproteinową, która wykrywa białko.

Odpowiedź: b) izomery

Izomery to związki o takim samym wzorze sumarycznym, ale różnej budowie.

Dlaczego: glukoza ma na końcu łańcucha grupę aldehydową CHO, a fruktoza w środku grupę ketonową CO. Skład ten sam, budowa inna — i stąd różne właściwości. Homologi różnią się o grupę CH₂ (np. metan i etan), a polimer to długi łańcuch z wielu powtarzających się fragmentów.

Odpowiedź: c) inny sposób połączenia

Skład jest ten sam — decyduje sposób, w jaki cząsteczki glukozy są ze sobą związane.

Dlaczego: w skrobi wszystkie cząsteczki ustawione są tak samo, więc łańcuch skręca się w luźną spiralę, którą nasze enzymy potrafią rozciąć. W celulozie co druga cząsteczka jest obrócona — łańcuch wychodzi prosty i sztywny, a sąsiednie łańcuchy sklejają się we włókna. Dlatego celuloza przechodzi przez nas niestrawiona i nazywamy ją błonnikiem.

Odpowiedź: a) w pierwszej białko, w drugiej cukier redukujący

Te same dwa odczynniki dają dwa różne doświadczenia — decyduje ogrzewanie.

Dlaczego: fiolet bez ogrzewania to próba biuretowa, która wykrywa wiązania peptydowe, czyli białko. Ceglastoczerwony osad Cu₂O po ogrzaniu to próba Trommera, która wykrywa grupę aldehydową, czyli cukier redukujący. Nie wystarczy wiedzieć, co się wsypało — trzeba wiedzieć, co się potem zrobiło.

Odpowiedź: b) kwasem karboksylowym

Rodzinę związku organicznego rozpoznajemy po grupie funkcyjnej.

Dlaczego: — OH to alkohol, — CHO to aldehyd, — COOH to kwas karboksylowy, — COO — w środku wzoru to ester, — NH₂ to amina. Nie trzeba znać nazwy związku ani go wcześniej widzieć — wystarczy rozpoznać grupę.

Odpowiedź: c) C₂H₅OH

To addycja wody do wiązania podwójnego — pierwszy krok głównej ścieżki przemian.

Dlaczego: woda przyłącza się do wiązania podwójnego, które przy tym zanika, a w cząsteczce pojawia się grupa OH. Powstaje etanol. Odpowiedź a) to etan — powstałby przy addycji wodoru; odpowiedź b) to kwas octowy, czyli produkt dalszego utleniania etanolu.

Odpowiedź: a) o szkodliwości decyduje ilość

Zasadę sformułował Paracelsus: „Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną — tylko dawka czyni truciznę”.

Dlaczego: nie ma podziału na substancje trujące i nietrujące. Sól kuchenna ma swoją dawkę śmiertelną, a jad w odpowiedniej dawce bywa lekiem. Każda substancja ma strefę dawki leczniczej, toksycznej i śmiertelnej — a odległość między pierwszą a drugą to margines bezpieczeństwa.

Odpowiedź: b) rozpuszcza się w tłuszczach i kumuluje

O losie substancji w organizmie decyduje jej rozpuszczalność.

Dlaczego: witaminy A, D, E i K rozpuszczają się w tłuszczach, więc odkładają się w tkance tłuszczowej i w wątrobie — przy regularnym nadmiarze się kumulują. Witamina C rozpuszcza się w wodzie i jej nadmiar jest po prostu wydalany z moczem. Dlatego suplementy witaminy D mają ostrzeżenia na opakowaniu, a witamina C nie.

Odpowiedź: c) od tego, którego jest najwięcej

Składniki wypisuje się malejąco — ale z jednym zastrzeżeniem.

Dlaczego: reguła obowiązuje tylko powyżej 1 %; składniki obecne w mniejszej ilości mogą być wymienione w dowolnej kolejności, zwykle na końcu. Dlatego pierwszych pięć pozycji to zwykle ponad 80 % produktu, a składnik reklamowany na froncie, jeśli stoi po substancjach zapachowych, jest obecny w ilości śladowej.