311

14) DRŽAVNA MATURA JESEN 2014.

A

B – Dehidratacijsko sredstvo, sredstvo koje veže vodu je npr. bezvodni bakrov(II) sulfat ili natrijev

sulfat. Filtrirati je moguće samo ako je jedan sastojak krutina. Sedimentirati i dekantirati moguće je

samo ako je jedan sastojak krutina ili tekućina koja se ne miješa s ostalima. Ovu smjesu, za razliku od

većine smjesa tekućina, također nije moguće razdvojiti destilacijom (postići veći udio etanola) jer je

to azeotropna smjesa.

B – Ionski spojevi vode električnu struju u taljevini i vodenoj otopini gibanjem iona. Većinom imaju

viša tališta i vrelišta nego većina molekulskih spojeva jer su ionske interakcije jače od van der

Waalsovih.

A – Tlak para je koligativno svojstvo: prisutnost otopljenih tvari snizuje ga (možemo to objasniti time

što otapalo okružuje čestice otopljenih tvari pa je manje otapala slobodno za "bijeg" iz otopine

312

isparavanjem). tlak para otopine = tlak para čistog otapala × množinski udio otapala (Raoultov zakon,

vrijedi za razrijeđene otopine tj. one u kojima je množinski udio otapala velik).

A – Endotermnoj promjeni pogoduje povećanje temperature: dakle, ako je otapanje endotermno,

topljivost raste povećanjem temperature.

C – Tyndallov fenomen pokazuju sustavi koji sadrže čestice koloidnih dimenzija (otprilike od nekoliko

desetaka do 1000 nm). Škrob je polimer (glukoze), njegove su molekule (makromolekule) dovoljno

velike za to, a male molekule šećera (saharoze), metanola i amonijaka nisu.

A – Osmotski tlak π = icRT, i = faktor disocijacije, za potpuno disocirane tvari kao što su soli i ≈ broj

iona u formulskoj jedinki:

NaCl � Na+ + Cl-, i(NaCl) = 2

CaCl2 � Ca2+ + 2Cl-, i(CaCl2) = 3

Ba(NO3)2 � Ba2+ + 2NO3-, i(Ba(NO3)2) = 3

K3PO4 � 3K+ + PO43-, i(K3PO4) = 4

313

B – NaCl(aq) + AgNO3(aq) � AgCl(s) + NaNO3(aq) (AgCl je vrlo slabo topljiva sol)

A – Svaka sljedeća energija ionizacije sve je veća, svaki sljedeći elektron sve je teže izbaciti iz čestice.

A – Pobuđeno stanje ima višu energiju nego osnovno, pa je za prelazak iz osnovnog u pobuđeno

stanje potrebna apsorpcija (primanje) energije, u obliku svjetlosti čija valna duljina odgovara razlici

energije pobuđenog i osnovnog stanja (ΔE = hc/λ tj. λ = hc/ ΔE). Usporedi sa 7. zadatkom u ljeto 2014.

E

apsorpcija energije

ΔE = hc/λ

pobuđeno stanje

osnovno stanje

emisija energije

ΔE = hc/λ

314

D – Pripadnost istom kemijskom elementu određena je brojem protona u jezgri, a naboj jezgre ovisi

jedino o broju protona (jezgra se sastoji od protona i neutrona, a neutroni nemaju naboj).

B – Razlika elektronegativnosti je 0,8, a veze se obično smatraju ionskima kad je razlika

elektronegativnosti veća od oko 1,8-2. Elektronegativniji atom ima negativan parcijalni naboj (δ-) jer

on više privlači k sebi dijeljene elektrone iz veze, a manje elektronegativan atom ima pozitivan

parcijalni naboj (δ+). Uistinu nepolarna kovalentna veza jedino je između dva atoma istog elementa u

simetričnoj molekuli.

D – Strukturni izomeri imaju različite strukturne formule, a istu molekulsku formulu.

315

A – Vodikova veza u pravilu je najjača međumolekulska interakcija (među nenabijenim česticama).

Njome se povezuju molekule koje sadrže vodik vezan na jako elektronegativni atom (F, O ili N).

D – broj stereoizomera = 2^broj stereogenih centara. Stereogeni centri ovdje su asimetrično

supstituirani ugljikovi atomi (ugljikovi atomi na koje su vezane 4 različite skupine ili atoma) – ovaj

spoj ih ima 2 (onaj na koji je vezan Br i na koji je vezan Cl) pa postoji 2^2 = 4 stereoizomera.

O

Hbutanal C4H8O

butan

2,2-dimetilbutan

dimetilpropan

C4H10

C6H14

C5H12

2-metilbutan C5H12

316

A – Vidi konfiguracije određene na slikama.

C – gustoća = masa/volumen = 200 kg/250 L = 200 kg / 250 dm3 = 0,8 kg/dm3 = 800 g/dm3

B – molalnost = množina otopljene tvari / masa otapala = (n(NaCl)/M(NaCl)) / (m(otopina) –

m(otopljena tvar) = (15 g / 58,44 g/mol) / (200 g – 15 g) = 0,00139 mol/g = 1,39 mol/kg

C – gustoća = masa jedinične ćelije / volumen jedinične ćelije = broj atoma u jediničnoj ćeliji × masa

atoma/volumen jedinične ćelije, dakle broj atoma u jediničnoj ćeliji = gustoća × volumen jedinične

ćelije / masa atoma = ρ × a3 / (Ar(Cu) × u) = 8,92 g cm-3 × (361 × 10-10 cm)3 / (63,5 × 1,66 × 10-24 g) = 4

1

2 3

4

1

2

4

3

1

1 2 2 3

3

4 4 R S

S S

317

C – Promjena entalpije ima negativnu vrijednost za promjene pri kojima se oslobađa energija, kojima

pogoduje niža temperatura, a to su promjene u "niže" agregatno stanje, koje se nalazi pri nižoj

temperaturi, dakle npr. iz plinovitog u tekuće.

A – 2Fe + 3Cl2 � 2FeCl3, množine sudionika reakcije uvijek se odnose isto kao stehiometrijski

koeficijenti, iz čega slijedi da reagira n(Fe)/n(Cl2) = 2/3, dakle n(Fe) = 2/3 n(Cl2) = 2/3 × 0,3 mol = 0,2

mol, a preostaje 0,3 mol – 0,2 mol = 0,1 mol Fe.

C – ΔsolH > 0 znači da otapanje "uzima" toplinu iz okoline (endotermno), pa se temperatura snizi.

A – U reakciji nezasićenih ugljikovodika (alkena i alkina) s bromnom vodom dolazi do adicije broma na

dvostruku vezu, pa se zbog gubitka smeđe obojenog broma bromna voda obezboji.

318

B – n(HCl) = cV = 0,2 dm3 × 0,01 mol/dm3 = 0,002 mol. n(KOH) = cV = 0,02 dm3 × 0,01 mol/dm3 =

0,0002 mol. Mjerodavni reaktant je KOH i odvije se 0,0002 mol reakcija neutralizacije. Reakcijska

entalpija = toplina/množina reakcija = 11,1 J / 0,0002 mol = 55500 J/mol = 55,5 kJ/mol. Reakcijska

entalpija je negativna jer se toplina oslobodi.

A – Reakcijom karboksilne kiseline i alkohola nastaje ester, koji dobiva ime alkil- (iz alkohola) -oat (iz

kiseline).

D – Adicijom kisika iz OH skupine na karbonilni (C=O) atom ugljika (nakon toga još dolazi do

deprotonacije OH+ i protonacije O-).

D-glukoza

D-glukopiranoza

319

B – Elektrofilna supstitucija znači da je anorganski/"manji" reagens elektrofil, čestica siromašna

elektronima, često pozitivno nabijena (ovdje produkt reakcije Br2 s katalizatorom, koji se može

promatrati kao Br+). Bromiranje butana je radikalska supstitucija. Dobivanje etanola iz etena je

nukleofilna adicija. Dobivanje brometana iz etanola je nukleofilna supstitucija.

C – C4H10 + 13/2 O2 � 4CO2 + 5H2O, dakle n(C4H10)/n(H2O) = 1/5, dakle n(C4H10) = 1/5 n(H2O).

B – Pri većim temperaturama reakcije su brže, a takve relativno male razlike u temperaturi obično

nemaju tako velik utjecaj na položaj ravnoteže. (Ali ne vidim razloga da bi bilo nemoguće dobiti i graf

nalik na A, ovisno o reakciji i vremenskom rasponu.)

320

D – Povećanje tlaka pomiče ravnotežu prema strani na kojoj je manji broj plinovitih čestica. U reakciji

pod A iz 0 plinovitih čestica nastaje 1, pod B iz 2 nastaju 3 (pa u te dvije reakcije povišenje tlaka

povećava količinu reaktanata), pod C iz jedne jedna (pa na ravnotežu te reakcije promjena tlaka ne

utječe), a pod D iz 4 nastaju 2.

C – Dodatkom kiseline povećava se koncentracija H3O+ i odgovarajuće smanjuje koncentracija OH- jer

uvijek ostaje ionski produkt vode Kw = c(H3O+)×c(OH-).

C – Kp = p2(NOBr)/[p2(NO)×p(Br2)] = (112 kPa)2 / [(10 kPa)2 × 1 kPa] = 125,4 kPa-1

C – pH = –log(c(H3O+)/mol dm-3) � c(H3O+) = 10-pH mol dm-3 = 10-4 mol dm-3; treba razrijediti 10-4 / 10-6

= 102 = 100 puta.

321

D – Octena kiselina je slaba kiselina pa je pH njenih soli s jakim bazama veći od 7 zbog hidrolize

njenog aniona: CH3COO- + H2O ⇄ CH3COOH + OH-.

D – Brønsted-Lowryjeve kiseline su proton-donori, dakle čestice koje u odnosu na svoje konjugirane

baze s druge strane jednadžbe imaju jedan H+ više (dakle jedan H više i za 1 pozitivniji odnosno manje

negativan naboj).

B – Najpoznatiji amfoterni metali (a time su im amfoterni i hidroksidi i oksidi) su Al, Zn, Cr. Amfoteran

znači da reagira i s kiselinama i s bazama – da se otapa i u jako kiselim i u jako lužnatim otopinama.

322

A – Redukcija je primanje elektrona, a oksidacija otpuštanje elektrona. Na katodi se uvijek odvija

redukcija, a na anodi oksidacija.

D – U redoks procesu dolazi do promjene oksidacijskog broja (najmanje dva elementa – jednom

povećanja, drugom smanjenja). Ovdje se oksidacijski broj Na mijenja iz 0 u 1, a H iz 1 u 0. A i C su

taložne reakcije (iz otopina nastaje tvar u čvrstom stanju, talog), a B kiselo-bazna (CH3COOH je

kiselina, daje proton, a H2O je baza, prima proton).

D – Ako je Br2 oksidacijsko sredstvo, Br2 se reducira, dakle smanjuje se oksidacijski broj Br, iz 0 u -1. U

BrO-, BrO3- i BrO4

- oksidacijski broj Br je veći nego u Br2 (redom 1, 5 i 7), pa bi se za nastajanje tih

jedinki Br2 morao oksidirati, pri čemu bi reducirao nešto drugo i stoga bio redukcijsko sredstvo.

C – Taj C vezan je na 2 H, koji su manje elektronegativni od njega, i dvostrukom vezom na O koji je

elektronegativniji (dvostruka veza "vrijedi" kao da je vezan na dva O).

323

2. dio

324

Kromatografija je metoda razdjeljivanja smjesa (budući da je Rf vrijednost karakteristično svojstvo

molekule, može se koristiti i za identifikaciju poznatih tvari, osobito u kombinaciji s drugim

metodama). Gravimetrija je određivanje (prvenstveno količine neke tvari) mjerenjem mase (obično

taloga nastalog u taložnoj reakciji). Polarimetrija je mjerenje kuta zakretanja smjera polarizacije

svjetlosti pri prolasku kroz uzorak, a taj kut je mjera optičke aktivnosti.

Slična kemijska svojstva imaju elementi koji se nalaze u istoj skupini (stupcu).

325

Ion naboja 3+ ima tri elektrona manje nego element (u pravilu se uklanjaju zadnji elektroni iz

elektronske konfiguracije).

326

Nezasićena otopina sadrži manje otopljene tvari nego što je topljivost pri toj temperaturi (20 g < 40

g), zasićena jednako, a prezasićena više (60 g > 48 g, 10 g > 5 g).

327

(to su aldehidi, pri redukciji [Ag(NH3)2]+ oksidiraju se u karboksilne kiseline)

Ili

328

(može se riješiti i bez aproksimacije c0 – x ≈ c0, kao kvadratna jednadžba čije se uzima smisleno

rješenje, ali aproksimacija je prikladna jer ispadne da je x doista puno manji od c0, pa se dobije isti α –

to se može naslutiti iz toga što je Ka jako mala u odnosu na c0)

Fenol (OH skupina na benzenskom prstenu) je C6H5OH, konjugirana baza dobije se uklanjanjem H+ iz

formule, dakle uklanjanjem jednog H i smanjenjem naboja za 1. Jedinka C6H5O- zove se fenoksid

(fenoksidni ion).

329

Otopina je lužnata jer reakcijom s vodom nastaju OH-. Reakcija s vodom zove se hidroliza, anioni

slabih kiselina hidroliziraju pri čemu nastaje ta kiselina i hidroksidni ioni OH-.

B

(jer u zadnjoj reakciji ponovo nastaje; E bi također trebao biti katalizator ali je ujedno i međuprodukt,

pa je autokatalizator)

(sve jedandžbe treba zbrojiti)

(brzinu ukupne reakcije određuje najsporiji korak odnosno zadnji spori korak ako postoji više koraka

čije su brzine usporedive)

330

(Jednadžba reakcije može biti i u obliku H+ + OH- � H2O ili 2NaOH + H2SO4 � Na2SO4 + 2H2O, a može i

bez nje.)

331

Eliminacija, dehidratiranje ili dehidratacija.

Supstitucijama ili nukleofilnim supstitucijama.

332

(Lakmus je obojen crveno u kiseloj otopini i plavo u lužnatoj; metiloranž crveno i narančasto u kiseloj

i žuto u lužnatoj; fenolftalein bezbojan u kiseloj i neutralnoj te ljubičast u lužnatoj – i opet bezbojan u

ekstremno jako lužnatoj. Bromtimol plavo je žuto u kiseloj otopini, zeleno u neutralnoj i plavo u

lužnatoj.)

333

(U elektrolizi, ioni se privlače sa suprotno nabijenom elektrodom, "anioni putuju prema anodi, kationi

prema katodi", dakle anoda je pozitivno nabijena, a katoda negativno. U galvanskom članku je

obrnuto, anoda je negativno nabijena, a katoda pozitivna. U oba slučaja na anodi se uvijek odvija

oksidacija, na katodi redukcija. Masa se smanjuje onoj elektrodi koja se "otapa", čiji metal prelazi u

ione otpuštanjem elektrona, dakle na cinkovoj elektrodi odvija se oksidacija – otpuštanje elektrona;

pa se redukcija odvija na bakrovoj elektrodi i to je katoda, pozitivna elektroda. Njoj se masa tijekom

reakcije povećava taloženjem elementarnog bakra.)

(piše se "kako idu elektroni": ono što se oksidira | ono u što se oksidira || ono što se reducira | ono u

što se reducira)

334