m Matura-Online.pl Rozwiązania zadań maturalnych
MCHP-R0-100-2305 • Zamknięte (Prawda/Fałsz) • 1 pkt • Trudność: ★★★☆☆

Zadanie 33

Matura z chemii, maj 2023, poziom rozszerzony

Wymaganie:

XIX. Cukry. Zdający: 1) […] klasyfikuje cukry proste ze względu na grupę funkcyjną […]; wyjaśnia, co oznacza, że naturalne monosacharydy należą do szeregu konfiguracyjnego D; 2) […] wykazuje, że cukry proste należą do polihydroksyaldehydów lub polihydroksyketonów […].

Treść zadania

Informacja do zadań 33.–34. Poniżej przedstawiono wzory taflowe (Hawortha) ilustrujące budowę cząsteczek dwóch monosacharydów.

Polecenie CKE (Zadanie 33, 0–1 pkt): Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F — jeśli jest fałszywe.

  1. Oba monosacharydy należą do szeregu konfiguracyjnego D. — P / F
  2. Oba monosacharydy należą do grupy ketoheksoz. — P / F
Wzory taflowe (Hawortha) pary monosacharydów o pierścieniach piranozowych z grupą –CH₂OH.
Na podstawie: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305 Oryginalny PDF CKE, str. 28

Źródło: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

Klucz odpowiedzi CKE (zasady oceniania 2023, s. 37): 1 — P, 2 — F.

  1. P — w obu wzorach Hawortha grupa –CH₂OH przy atomie C-5 jest skierowana w górę (pierścień narysowany z atomem tlenu w prawym górnym rogu), co odpowiada konfiguracji szeregu D (w projekcji Fischera grupa –OH przy C-5 po prawej stronie).

  2. F — oba cukry są aldoheksozami, nie ketoheksozami. W obu pierścieniach atom węgla połączony z tlenem pierścienia po prawej stronie (C-1, węgiel anomeryczny) ma przy sobie atom wodoru i grupę –OH — to pochodna grupy aldehydowej (–CHO). W ketoheksozie (np. fruktozie) węgiel anomeryczny C-2 ma zamiast atomu H grupę –CH₂OH.

Odpowiedź końcowa: 1 — P, 2 — F.

Typowy błąd / pułapka
  • Szereg D/L określa konfiguracja przy ostatnim asymetrycznym atomie węgla (najdalszym od grupy karbonylowej), a nie przy atomie C1 lub C2. We wzorze Hawortha cukru szeregu D grupa –CH₂OH jest nad płaszczyzną pierścienia.
  • Różne położenie grupy –OH przy C1 (anomery α i β) nie zmienia przynależności do szeregu D.
  • Nie myl szeregu konfiguracyjnego D ze skręcalnością (+/−) — to dwie różne klasyfikacje.

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Zadanie 33 - chemia 2023 PR
Strona arkusza CKE 2023 PR chemia — zadanie 33 (ocena prawdziwości zdań o monosacharydach). Na podstawie: CKE 2023 Oryginalny PDF CKE, str. 28

Rozwiazanie

Krok 1. Identyfikacja monosacharydów z wiązki zadań

Informacja do zadań 33.–34. pokazuje wzory Hawortha dwóch monosacharydów o wzorze sumarycznym C₆H₁₂O₆. Z odczytu wzorów:

  • po lewej — α-D-mannopiranoza (grupa –OH przy C-1 w dół, przy C-2 i C-3 w górę, przy C-4 w dół),
  • po prawej — β-D-glukopiranoza (grupa –OH przy C-1 w górę, przy C-2 w dół, przy C-3 w górę, przy C-4 w dół).

Obie to pierścieniowe formy aldoheksoz.

Krok 2. Ocena zdania 1. — szereg konfiguracyjny D

Reguła: Cukier należy do szeregu konfiguracyjnego D, jeśli we wzorze Fischera grupa –OH przy ostatnim chiralnym atomie węgla (najdalszym od grupy karbonylowej) znajduje się po prawej stronie szkieletu węglowego.

W przypadku heksoz tym atomem jest C-5.

We wzorze Hawortha (tlen pierścienia w prawym górnym rogu) konfiguracji D odpowiada grupa –CH₂OH przy C-5 skierowana w górę.

  • lewy cukier: –CH₂OH przy C-5 w górę → szereg D. ✓
  • prawy cukier: –CH₂OH przy C-5 w górę → szereg D. ✓

Zatem zdanie 1. jest prawdziwe (P).

Krok 3. Ocena zdania 2. — grupa ketoheksoz

Definicja: Ketoheksoza to monosacharyd zawierający 6 atomów węgla i grupę ketonową (>C=O) — najczęściej przy atomie C-2.

  • W obu wzorach węgiel anomeryczny (C-1, połączony z tlenem pierścienia) ma przy sobie atom H i grupę –OH — to forma pierścieniowa aldozy (w formie łańcuchowej C-1 tworzy grupę –CHO).
  • W ketoheksozie węgiel anomeryczny (C-2) miałby zamiast atomu H grupę –CH₂OH.

Żaden z dwóch monosacharydów nie jest ketoheksozą, więc zdanie “Oba monosacharydy należą do grupy ketoheksoz” jest fałszywe (F).

Krok 4. Odpowiedź końcowa

ZdanieTreśćOcena
1.Oba monosacharydy należą do szeregu konfiguracyjnego D.P
2.Oba monosacharydy należą do grupy ketoheksoz.F

Końcowa odpowiedź: 1 — P, 2 — F.

Komentarz dydaktyczny

Zadanie sprawdza dwie kluczowe umiejętności klasyfikacji monosacharydów:

  1. Przyporządkowanie do szeregu konfiguracyjnego (D/L) — kryterium opiera się na konfiguracji najdalej położonego chiralnego atomu węgla od grupy karbonylowej. To NIE jest kierunek skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego (oznaczany małymi literami d/l lub znakami +/–) — D-fruktoza skręca w lewo, ale konfiguracyjnie należy do szeregu D.

  2. Klasyfikacja ze względu na grupę funkcyjną — aldozy (z grupą –CHO) vs. ketozy (z grupą >C=O). We wzorach pierścieniowych rozpoznaje się je po podstawnikach przy węglu anomerycznym.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „monosacharydy, szereg konfiguracyjny D, aldoheksozy, anomery glukozy, wzory Hawortha” zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl