Ú středníkomise Chemické olympiády. 43. roč ník. Ú STŘ EDNÍ KOLO KategoriíA a E. SOUTĚŽNÍ Ú LOHY TEORETICKÉ ČÁ STI Časová nároč nost: 180 minut

Transkript

1 Ú středíkomise Chemické olympiády 43. roč ík Ú STŘ EDNÍ KL KategoriíA a E SUTĚŽNÍ Ú LHY TERETICKÉ ČÁ STI Časová ároč ost: 80 miut Istitut dětía mládeže Miisterstva školství, mládeže a tělovýchovy

2 Zadá íústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 I. ANRGANICKÁ CHEMIE Ú loha Reakce komplexůchró mu s aromatickými uhlovodíky 8 bodů Byly studová y reakce látky vzorce [(C 6 H 6 )(C) 3 ] s aromatickými uhlovodíky. Př i varu uvedeého komplexu chró mu v bezeu byl pozorová vývoj plyu a vzik jediého produktu sumá rího vzorce C H.. Napiš te rovici této reakce a á zev produktu obsahujícího chró m. Podobě při reakci adbytku aftaleu v hexau s [(C 6 H 6 )(C) 3 ] doš lo k vývoji plyu a vziku jediého produktu obsahujícího chró m.. Napiš te rovici provedeé reakce. 3. Použije-li se aopak adbytek [(C 6 H 6 )(C) 3 ], získá me jiý produkt. Nakreslete jeho vzorec. Reakce athraceu s [(C 6 H 6 )(C) 3 ] v á rím poměru : poskytuje dva jedojaderé komplexy chró mu. 4. Napiš te rovici provedeé reakce, produkty obsahující zazameejte jedím sumá rím vzorcem. Nakreslete strukturívzorce obou produktů obsahujících, získaých v tomto procesu. Završ eím tohoto výzkumu byla reakce grafitu s [(C 6 H 6 )(C) 3 ]. Grafit totiž vyiká zajímavou schopostípodstupovat topochemické reakce. Při tom reaguje je povrch grafitu za tvorby sloučei. Varem roztoku [(C 6 H 6 )(C) 3 ] s grafitem vziká hědočerá látka obsahujícíchró m a uvolňuje se bezbarvý ply. 5. Nakreslete v perspektivě posledí(povrchovou) vrstvu atomů C grafitu, pro účely přiměř eé grafické reprezetace postačícca 40 C. blast, ve které se vyskytujídalšívrstvy C vyšrafujte. 6. Do obrá zku z otá zky 4 amalujte atomy a dalšíligad (ebo ligady) tak, abyste získali strukturímotiv produktu. Př i uvedeé reakci eí poměr a C (grafit) libovolý. I když používá me adbytek [(C 6 H 6 )(C) 3 ], dosahujeme je určitého á rího poměru ku C grafit, který dá le evzrůstá. 7. dvoď te, jaký je maximá líá rípoměr mezi atomy a C grafit a vysvětlete, proč eí možé sado př ipravit produkt s tímto poměrem : C.

3 Zadá íústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Idetifikace ioexů 8 bodů Ve š kolískříi byly alezey tři dobř e uzavř eé zásobíláhve s vodými suspezemi starších iotoměičů, avš ak š títky těchto lahvíbyly ečitelé. Víme je, že ioexy jsou v H + ebo H cyklu, ikoli však v jiém. Dříve ež je vyhodíme, pokusme se tyto lá tky alespoň idetifikovat. Při tom postupujeme tak, že zá mý objem každého iotoměiče, apř. 50 cm 3, aeseme do chromatografické koloy, a koloou echá me protéci adbytek.dm 3 vodého roztoku chloridu draselého. Nyístačípoužít uiverzá líidiká torový papírek a typ iotoměiče je již zá m.. Vysvětlete, jak se určítyp iotoměiče idiká torovým papírkem.. Eluá t z prvího ioexu byl titrová.dm 3 kyseliou sírovou a feolftalei. Spotř ebová o bylo 5,5 cm 3 této kyseliy. Napiš te o jaký typ iotoměiče se pravděpodobě jedá a vypočítejte výměou kapacitu použitého iotoměiče v m a cm 3 suspeze. 3. Eluá t druhého ioexu byl silě kyselé reakce. Napiš te o jaký typ iotoměiče se pravděpodobě v tomto případě jedá. Navrhěte jak lze staovit jeho výměou kapacitu. 4. Tř etíioex, který pochá zel z ejvětšízásobíláhve o hmotosti téměř kg, poskytoval eluá t eutrá lía kocetrace KCl v ěm byla velmi malá, prakticky eměř itelá. Vysvětlete, čím může být způsobeo toto eobvyklé chová ía o jaký typ iotoměiče se pravděpodobě jedá v tomto případě? Navrhěte jak se takový ioex připravía z jakých složek? Vysvětlete, proč je takový ioex možo přechová vat, dokoce ve vodé suspesi, bez ztrá ty jeho eobvyklé iotoměícíschoposti. 5. K jakému účelu se v praxi používá tř etítyp iotoměiče?

4 II. RGANICKÁ CHEMIE Zadá íústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Micelá rí esterifikace 4 body Přímá kysele katalyzovaá esterifikace karboxylových kyseli alkoholy je rovovážá reakce, kdy lze rovová hu posuout ve prospěch vzikajícího esteru oddělová ím vzikajícívody ebo esteru (pokud je dostatečě těkavý). Na druhé straě japoš tíautoř i tvrdí(k. Maabe, X. M. Su, S. Kobayashi: J.Am.Chem.Soc. 00, 3, 00), že se jim podař ilo připravit tetradecyldodekaoá t reakcí kyseliy dodekaové s tetradekaolem v 0% vodém roztoku kyseliy 4-dodecylbezesulfoové (DBSA) ve výtěžku ad 99 % (reakčíteplota 40 C, reakčídoba 48 h). Přítomost DBSA se uká zala být podstatou, př i použitíkys. 4-toluesulfoové klesl výtěžek esteru pod 0 %. Rověž byl pozorová rozdíl ve vzhledu reakčísměsi: směs obsahujícídbsa př edstavovala mléčě zakaleou emulzi, ve které optická mikrografie odhalila přítomost kulovitých čá stic o rozměrech ca 0 0 µm, zatímco směs s kys. 4-toluesulfoovou byla čirá. Nakreslete schéma uvedeé reakce a pokuste se avrhout vysvětleí takového průběhu esterifikace. Uvědomte si, že dodecyl a tetradecyl jsou dlouhé lipofilíř etězce. Ú loha Příprava chloridu ikotiové kyseliy 4 body. Navrhěte postup přípravy chloridu ikotiové kyseliy (pyridi-3-karboyl chloridu) dvoustupňovou sytézou z 3-methylpyridiu. ba sytetické kroky blíž e specifikujte (použitá čiidla, rozpouš tědla) a akreslete avržeé reakčíschéma. K sytéze máte k dispozici á sledujícíchemiká lie: diethylether, vodu, magaista draselý, 3-methylpyridi, tolue, thioylchlorid.. Vysvětlete, proč eívýhodé připravovat chlorid kyseliy ikotiové přímo z volé kyseliy ikotiové. Ú loha 3 Koeveagelova reakce 8 bodů Koeveagelova reakce sloužípro přípravu derivá tů skoř icové kyseliy (kyselia 3-feylprop--e- -ová ). Využívá velké reaktivity diethyl-maloá tu daé zvýš eou kyselostíjeho α-vodíkových atomů. Pricipem reakce je adice eolové formy diethyl-maloá tu a karboylovou skupiu aldehydů (větš iou aromatických). Pokuste se doplit ásledujícíreakčísekveci; uveď te vzorce lá tek A D. H C CEt CEt NH (bazický katalyzátor) A (eolová forma) CH= B + H B C H CH C CK + C H 5 H CK + H 3 + D + C 3

5 III. FYZIKÁ LNÍ CHEMIE Zadá íústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Adsorpce kyseliy šťavelové a aktivím uhlí 7 bodů Př i studiu adsorpce šťavelové kyseliy a aktivíuhlíbyla rovovážá kocetrace (CH) staovová a pomocímagaometrické titrace. K roztokům šťavelové kyseliy o kocetraci c 0 bylo přidá o aktivíuhlía roztoky se echaly protř epá vat. Po ustaveíadsorpčírovová hy byly roztoky přefiltrová y, okyseley roztokem H S 4 o kocetraci dm 3 a pak vždy 5 cm 3 př efiltrovaého roztoku bylo titrová o roztokem magaistau draselého. Byly získá y á sledující ú daje: c 0 ( dm 3 ) 0,00 0,50 V (KM 4 ) (cm 3 ),5 7,5 c 0 V počá tečíkocetrace šťavelové kyseliy (př ed adsorpcí) spotř eba roztoku KM 4 př i titraci bjem roztoků šťavelové kyseliy př ed přidá ím aktivího uhlíbyl 50 cm 3, avážka aktivího uhlí byla 00 mg, kocetrace odměrého roztoku KM 4 byla 0,05 dm 3. Bylo zjiš těo, že chová ísystému lze popsat pomocífreudlichovy izotermy: a = k c.. Napiš te rovici reakce šťavelové kyseliy s magaistaem draselým v prostř edíkyseliy sírové.. K počá tečím kocetracím uvedeým v zadá íurčete rovovážé kocetrace v.dm 3 a aadsorbovaé možství(ch) v jedotká ch g. 3. Určete číselou hodotu parametrů k a ve Freudlichově izotermě tak, aby výš e uvedeý vztah platil pro aadsorbovaé možství a udaé v g a rovovážé kocetrace udaé v dm 3. Ú loha Výpočet isosterické etalpie adsorpce 4 body Adsorpce par bezeu a aktivím uhlí, kterou lze popsat pomocílagmuirovy izotermy, byla studová a při růzých teplotá ch. Tlak potř ebý k aadsorbová í5 cm 3 bezeu (objem je uvede za ormá lích podmíek) př i teplotě 0 o C byl 4, Pa a při teplotě 60 o C byl 30, Pa. Vypočítejte isosterickou etalpii adsorpce př i tomto pokrytípovrchu. 4

6 Zadá íústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha 3 Fyziká lí adsorpce a chemisorpce 5 bodů V ěkterých ekulá rě-biologických laboratořích se k detekci DNA kromě jiého používajítaké roztoky barviv, které se k DNA vážou buď elektrostaticky, ebo iterkalačě. Vziklý celek DNA barvivo pak př i ozářeíuv zářeím vhodé vlové délky barevě fluoreskuje.. Vysvětlete rozdíl mezi fyziká líadsorpcía chemisorpcí(druh vazeb, počet vrstev adsorbá tu). Ke kterému z těchto dvou typů adsorpce patříelektrostatická iterakce barviva s DNA? Zakroužková ím odpovědi vyzačte v á sledujícítabulce: druh vazeb fyziká lí adsorpce elektrostatické síly chemické vazby chemisorpce elektrostatické síly chemické vazby počet vrstev adsorbá tu jeda více jeda více elektrostatická iterakce barviva s DNA ao e ao e. Vysvětlete rozdíl mezi adsorpcía iterkalací. Adsorpce je.... Iterkalace je Výš e zmíěá barviva jsou velmi toxická (díky silé vazbě a DNA majímutageíúčiky) a v přírodě emajípřirozeé rozkladače. Navrhěte bezpečý způsob koečé likvidace roztoků těchto barviv v laboratoř i. Pozá mka: U ú lohy je možé si vyžá dat ápovědu vztah pro výpočet isosterické etalpie adsorpce. Př i použitíá povědy se odečítají body. 5

7 Zadá íústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 IV. BICHEMIE Pro př ipomeutízá kladíreakce odbourá íglukosy: glukosa + ATP glukosa-6-fosfá t + ADP + H + glukosa-6-fosfá t D fruktosa-6-fosfá t fruktosa-6-fosfá t +ATP fruktosa-,6-bisfosfá t + ADP + H + fruktosa-,6-bisfosfá t D dihydroxyacetofosfá t + glyceraldehyd-3-fosfá t dihydroxyacetofosfá t D glyceraldehyd-3-fosfá t glyceraldehyd-3-fosfá t + HP 4 + NAD + D,3-bisfosfoglycerá t + NADH + H +,3-bisfosfoglycerá t + ADP D 3-fosfoglycerá t + ATP 3-fosfoglycerá t D -fosfoglycerá t -fosfoglycerá t D -fosfoeolpyruvá t + H -fosfoeolpyruvá t + ADP + H + pyruvá t + ATP pyruvá t + CoA + NAD + acetyl-coa + C + NADH acetyl-coa + oxalacetá t citrá t + CoA + H + citrá t D isocitrá t isocitrá t + NAD + α-oxoglutará t + C + NADH α-oxoglutará t + CoA + NAD + sukciyl-coa + C + NADH sukciyl-coa + HP 4 + GDP D sukciá t + GTP + CoA sukciá t + FAD D fumará t + FADH fumará t + H D malá t malá t + NAD + D oxalacetá t + NADH + H + 6

8 Zadá íústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Glyoxalá tový cyklus 4 body V citrá tovém cyklu je acetylová skupia přeesea z acetylkoezymu A a oxalacetá t za vziku citrá tu, který je izomerová a isocitrá t. Rostliy a bakterie umíš těpit isocitrá t a sukciá t (sůl kyseliy jatarové) a glyoxalá t: isocitrá t sukciá t + glyoxalá t Glyoxalá t pak reaguje s dalšíekulou acetylkoezymu A za vziku malá tu, který se stejě jako v citrá tovém cyklu oxiduje zpět a oxalacetá t za vziku NADH. glyoxalá t + acetyl-coa + H malá t + CoA + H + Uzavírá se tak cyklus reakcí, jaká si zkratka citrá tového cyklu, ve které se dvě ekuly acetylkoezymu A přeměía čtyřuhlíkatou sůl kyseliy jatarové. Tomuto cyklu, který sdílí ěkolik reakcís citrá tovým cyklem, se říká glyoxalá tový cyklus. Na rozdíl od citrá tového cyklu během těchto reakcíorgaismus eš těpíacetylovou skupiu a oxid uhličitý, ale aopak slučuje dvě acetylové skupiy do většíorgaické ekuly. Jde tedy o sytetický cyklus, ve kterém se avíc získá vá určité možstvíeergie.. Kolik ekul ATP ebo GTP vzike přímo při odbourá ídvou ekul acetylkoezymu A a sukciá t v glyoxalá tovém cyklu (bez započítá í ekul ATP, které mohou být sytetizová y v dýchacím ř etězci zužitková ím vziklého NADH)?. Kolik ekul ATP ebo GTP vzike celkem odbourá ím dvou ekul acetylkoezymu A a sukciá t v glyoxalá tovém cyklu, pokud započítá me i ekuly ATP, které mohou být sytetizová y v dýchacím ř etězci zužitková ím vziklého NADH? 3. Získá buňka odbourá ím dvou ekul acetylkoezymu A a sukciá t v glyoxalá tovém cyklu více ebo méě ekul ATP, ež by získala odbourá ím dvou ekul acetylkoezymu A a oxid uhličitý v citrá tovém cyklu? kolik? Pro oba cykly započítejte i ATP vytvoř eý á sledě v dýchacím ř etězci. 7

9 Zadá íústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Buěč é dýchá í 8 bodů. Dokoalé odbourá íglukosy a oxid uhličitý je spojeo s dýchá ím. Kolik litrů kyslíku by se spotř ebovalo (za stadardích podmíek) a odbourá í veš keré glukosy v ašíkrvi? Př edpoklá dejte celkový objem krve 5 l a průměrou kocetraci krevíglukosy 5 m.dm 3. Pomů cka: Pokud si epamatujete, jaký je objem jedoho u ideá lího plyu za stadardích podmíek, použijte stavovou rovici pv = RT. Stadardítlak je 0 35 Pa, stadardíteplota je 73,5 K, plyová kostata R je 8,34 J.K... Kolik litrů vody by př i spotř ebová íveš keré glukosy v ašíkrvi vziklo? Uveď te dva výsledky: prvízahrujícípouze ekuly vody vziklé při odbourá í, druhý, zahrujícítaké ekuly vody vziklé při sytéze 38 ekul ATP a jedu ekulu glukosy. Hustota vody je 000 kg.m Dýchá íje spojeo s přeosem protoů přes membrá u mitochodriía udržová ím rozdílu ph vitř a vě mitochodrie. Teto rozdíl pak pohá ísytézu ATP. Určte počet protoů, které se achá zí uvitř mitochodrie, je-li vitř í ph 7,. Pro jedoduchost předpoklá dejte, že mitochodrie má tvar válce o průměru půl mikrometru a délce dvou mikrometrů. Uvá dějte vš echy mezivýpočty. 4. Na závěr otá zka trochu filosofická : Jaká je ejvyššíhodota ph uvitř mitochodrie, která má fyziká lí smysl, tedy hodota ph odpovídající jediému protou uvitř mitochodrie uvedeých rozměrů? 8

10 Ú středíkomise Chemické olympiády 43. roč ík Ú STŘ EDNÍ KL KategoriíA a E Ř EŠENÍ SUTĚŽNÍCH Ú LH TERETICKÉ ČÁ STI Istitut dětía mládeže Miisterstva školství, mládeže a tělovýchovy

11 I. ANRGANICKÁ CHEMIE Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Reakce komplexůchró mu s aromatickými uhlovodíky 8 bodů. Rovice reakce: C bis(beze)chrom Za rovici se vzorcem produktu bod 0,5 bodu. Rovice reakce: C Za rovici se vzorcem produktu bod 3. Vzorec produktu: bod

12 Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/ Rovice reakce: C [(C 6 H 6 )(C 4 H 0 )] spolu s Za rovici se sumá rím vzorcem produktu bod za strukturívzorce produktů bod 5. Zá zorěígrafitu: Za áčrt struktury grafitu 0,5 bodu 6. Strukturívzorec produktu: Za á vrh struktury produktu bod

13 Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/ Pro vazbu jedé jedotky (C 6 H 6 ) je zapotř ebíjedo aromatické jádro. Proto mezípoměr : C grafit je : 6. Pozá mka pro upř esěí: Z výsledku experimetů s aftaleem a athraceem vyplývá, že sousedíjedotky (C 6 H 6 ) by měly být odděley ejméě jedím aromatickým jádrem, eobsazeým touto čá sticí. Tím mezípoměr : C grafit ješ tě dá le výrazě klesá. bod Ú loha Idetifikace ioexů 8 bodů. Za uvedeých podmíek z měiče katiotů získá me kyseliu chlorovodíkovou, z měiče aiotů aopak hydroxid draselý ve vodých roztocích. Tyto látky idetifikujeme idiká torovým papírkem. body. Z popisu reakce plye, že se jedá o aex. 0,5 bodu 5,5 ml M H S 4 odpovídá 3 m H S 4 3 m H S 4 titruje 6 m KH 6 m KH bylo získá o z 50 ml ioexu kapacita ioexu je 6 m/50 ml, tj.,4 m/ ml Za výpoč et 0,5 bodu 3. Ze druhého iotoměiče byla získá a kyselia, jedá se tedy o měič katiotů. Výměou kapacitu staovíme apř. titracízískaé kyseliy silým hydroxidem s využitím acidobazického idiká toru s oblastípř echodu př ibližě 7. Za idetifikaci katexu 0,5 bodu, za á vrh metody staoveí bod 4. Zarážejícíje velmi malá přítomost soli. Toho lze dosá hout jediě tak, že měič zachytíjak ioty chloridové, tak ioty draselé. Bude se proto v tomto případě jedat o směsý iotoměič. Získá me jej jedoduš e smíseím měiče katiotů v H + cyklu a měiče aiotů v H cyklu. Př i tom eproběhe ale acidobazická reakce (eutralizace) iotoměičů sebou samými, protože se jedá o polymerílá tky, mezi jejichž makroekulami emuže dojít ke kotaktu utému pro reakci. Proto si směs zachová vá iotově výměé schoposti. Za vysvětleíchová í bod, za přípravu směsého měič e bod, za vysvětleístability bod 5. Hodíse apř. k přípravě tzv. demieralizovaé (deioizovaé) vody. 0,5 bodu 3

14 II. RGANICKÁ CHEMIE Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Micelá rí esterifikace 4 body CH 3 (CH ) 0 CH + H(CH ) 3 CH 3 H S R- = CH 3 (CH ) - R H 3 C(H C) 0 + H (CH ) 3 CH 3 Za sprá vé schéma reakce body Karboxylová kyselia, alkohol i kyselý katalyzá tor (DBSA) majídlouhé alkylové (parafiové, masté) epolá ríř etězce, které vytvářejís vodou velmi slabé iterakce, a proto emohou být vodou efektivě solvatová y. Naopak jejich epolá rícharakter určuje jejich afiitu k epolá rímu (lipofilímu) prostř edí proto je také ozačujeme jako lipofilíř etězce. Například bezí, mierá líoleje i přírodíoleje, tuky a vosky jsou prakticky ve vodě erozpusté, ale je možé je avzá jem eomezeě mísit. Př i vziku uvedeého esteru jsou ve vzá jemé iterakci všechy tři uvedeé lipofilíkompoety, a to jak je př i esterifikačíreakci obvyklé polá rími (hydrofilími) čá stmi ekul, tak i lipofilími ř etězci a straě druhé. Molekula vody vzikajícív průběhu adičě elimiačíreakce má v lipofilím prostř edídlouhých alkylových ř etězců esteru vysoký obsah eergie. Proto přejde do rozpouš tědla (vody), kde je s dalšími ekulami vody asociová a. Ze stejého důvodu je vyloučea i zpětá reakce, esterifikace probíhá jedozačě ve prospěch esteru a te vziká po dostatečě dlouhé reakčídobě prakticky kvatitativě. Kyselia 4-(dodeka--yl)bezesulfoová má kromě role kyselého katalyzá toru fukci tezidu (detergetu), kdy sižuje povrchové apětí mezi vodou a přítomými lipofilími reagety (jedá se o tzv. micelá ríkatalýzu). V reakčísměsi se vytvářejípozorovatelé mikrokapsule (micely), ve kterých je je miimá líobsah vody a esterifikace zde probíhá prakticky jako v evodém prostř edí. Kyselia 4-toluesulfoová micely etvoří, a proto se uvedeý mechaismus emůže uplatit. Za sprá vé vysvětleíprů běhu esterifikace body Ú loha Příprava chloridu ikotiové kyseliy 4 body. CH 3 KM 4 CK SCl CCl N H N C H 5 C H 5 N + KCl + S Za každou z reakcíve schématu po,5 bodu, schéma celkem 3 body. Pokud bychom místo soli ikotiové kyseliy použili volou kyseliu, vzikal by produkt ve formě pyridiiové soli (3-chlorkarboylpyridiium-chlorid), jehož převedeía eutrá lí produkt by zamealo dalšísytetický stupeň, který by ve vodě ebylo možé realizovat z důvodu rozkladu karboyl chloridu. Za sprá vé vysvětleí bod 4

15 Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha 3 Koeveagelova reakce 8 bodů A B C: KH D (eolová forma) H CH C CC H 5 CH CH CH C H 5 CC H 5 H CC H 5 Za každý sprá vý vzorec body 5

16 III. FYZIKÁ LNÍ CHEMIE Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Adsorpce kyseliy šťavelové a aktivím uhlí 7 bodů. Rovice reakce šťavelové kyseliy s magaistaem draselým v kyselém prostř edí: 5 (CH) + M H + 0 C + M H body. Výpočet rovovážých kocetrací: Lá tkové možstvíspotř ebovaého KM 4 : = c V = 0,05,5 0 = 0,35 0 = 0,05 7,5 0 = 0,65 0 Lá tkové možství(ch) přítomé v 5 cm 3 roztoků po ustá leíadsorpčírovová hy: 5 5 = 0,65 0 = 0, = 0,35 0 = 0, Rovovážé kocetrace (CH) : 0, = 0, c = 6.dm 5 0 0, = 0, c = 3.dm 5 0 Počá tečílá tkové možství(v 50-ti ml): 0 = 0, = 0, = 0, = 7,500 0 Rovovážé lá tkové možství(v 50-ti ml): ' = 8,063 0 ' = 0,0 0 Naadsorbovaé možství: ' a = 0, ,063 0 =,937 0 ' a = 7, ,563 0 = 0,937 0 Naadsorbovaé možstvívztažeé a g aktivího uhlí: a 000 9, =,937 0 =.g 0,5 bodu 0,5 bodu 0,5 bodu a 000 9, = 0,937 0 =.g 0,5 bodu Za. otá zku celkem body 6

17 Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/ Freudlichova izoterma: a = k c Liearizace izotermy: log a = logk + logc Sestaveísoustavy rovic: log a = logk + logc log a = logk + logc Úprava: a c log = log c a Vyjá dř eíparametru a dosazeí:,937 0 log 0,937 0 = 0,6 log 0,3 = 0,84 Výpočet parametru k: a k = c = 3,5 body 9,37 0 =,04 0,380 k =.g 0,6 bod Celkem za oba sprá vé parametry 3 body (bodujíse pouze č íselé hodoty, ikoli jedotky) Ú loha Výpočet isosterické etalpie adsorpce 4 body Př i výpočtu se vychá zíz rovice: l p T θ H = RT o Itegrace: l p p H = R T T o body, ezapoč ítá vajíse př i použitíá povědy 7

18 Vyjá dř eíadsorpčíetalpie: Dosazeí: H o p R l p = T T 30, 8,34 l 4, 333,5 73,5 Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 bod o H = = 5495J. bod Ú loha 3 Fyziká lí adsorpce a chemisorpce 5 bodů. Rozdíl mezi fyziká líadsorpcía chemisorpcí: druh vazeb fyziká lí adsorpce elektrostatické síly chemické vazby chemisorpce elektrostatické síly chemické vazby počet vrstev adsorbá tu jeda více jeda více elektrostatická iterakce barviva s DNA ao e ao e Za každou sprá vou odpověď 0,5 bodu, za všechy sprá vé odpovědi +0,5 bodu, celkem body. Iterkalace je vmezeř eí. U DNA jde o vsuutímezípá ry bá zí. Adsorpce je usazová íčá stic a povrchu adsorbetu. Vysvětleíiterkalace bod, vysvětleíadsorpce bod 3. Barviva je možo zlikvidovat pomocíadsorpce a adbytek aktivího uhlí, přefiltrová ípřes filtračípapír a á sledě dokoale spá lit. Zbylý roztok je v podstatě čistá voda. bod Ná pověda za body: vztah pro výpočet isosterické etalpie adsorpce: l p p H = R T T o 8

19 IV. BICHEMIE Ř eš eíústř edího kola Ch kat. A, E 006/007 Ú loha Glyoxalá tový cyklus 4 body. Žá dá ekula bod. 3 ekuly bod 3. Méě, bod o ekul (místo 4 ekul vzikou je 3) bod Ú loha Buěč é dýchá í 8 bodů. bjem = 3,36 l body Výpoč et: lá tkové možstvíglukosy = 5 l. 5 m/l = 5 m, lá tkové možstvíoxidu uhličitého = 6. 5 m = 0,5 objem =,4 l/. 0,5 = 3,36 l. Pokud eícelkový výsledek sprá vý, uzat bod za sprá vý výpoč et lá tkového možstvíc (0,5 ). bjem vody vziklé přímo = 0,007 l bod Výpoč et: lá tkové možstvívody vziklé přímo = 6. lá tkové možstvíglukosy (viz.) = = 0,5 Výpoč et: hmotost vody vziklé přímo = 0,5. 8 g/ =,7 g objem vody vziklé přímo = (,7 g) / (000 g/l) = 0,007 l objem vody celkem = 0,098 l Lá tkové možstvívody celkem = 6. lá tkové možstvíglukosy + lá tkové možstvíatp = (6+38). lá tkové možstvíglukosy = m =, hmotost vody celkem =,. 8 g/ = 9,8 g objem vody celkem = (9,8 g) / (000 g/l) = 0,098 l bod 3. Počet protoů = 5 3 body Výpoč et: objem mitochodrie = 3,4. (0,5.0 6 m)..0 6 m = 3, m 3 = = 3, l. kocetrace H + = 0 7, /l = 6,3.0 8 /l. lá tkové možství= 6,3.0 8 /l. 3, l =,48.0 3, počet protoů =, , čá stic/ = 5. Pokud eícelkový výsledek sprá vý, uzat po jedom bodu za sprá vý výpoč et objemu mitochodrie a za sprá vý výpoč et kocetrace H + z ph 4. Hodota ph = 8,7 bod Výpoč et: kocetrace H + = kocetrace H + z (3.) / 5 = 3,6.0 8 /l / 5 =,.0 9 ph = log (,.0 9 ) = 8,67 9