m Matura-Online.pl Rozwiązania zadań maturalnych
MCHP-R0-100-2505 • Otwarte krótkie • 1 pkt • Trudność: ★★★★☆

Zadanie 26

Matura z chemii, maj 2025, poziom rozszerzony

Wymaganie:

XVI. Kwasy karboksylowe. Zdający: 4) opisuje właściwości chemiczne kwasów karboksylowych na podstawie reakcji tworzenia: soli […]; pisze odpowiednie równania reakcji; projektuje i przeprowadza doświadczenia pozwalające otrzymywać sole kwasów karboksylowych (w reakcjach kwasów z: metalami, tlenkami metali, wodorotlenkami metali i solami kwasów o mniejszej mocy).

Treść zadania

W celu zidentyfikowania wodnych roztworów trzech substancji: glicerolu (propano-1,2,3-triolu), kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego) i alanyloglicyloalaniny, przeprowadzono doświadczenie. W trzech probówkach I–III przygotowano świeżo strącony wodorotlenek miedzi(II) i do każdej z nich wprowadzono po jednym z badanych roztworów w nadmiarze. Probówki, wraz z zawartością, energicznie wstrząśnięto i we wszystkich zaobserwowano roztworzenie wodorotlenku miedzi(II). Na poniższych zdjęciach przedstawiono zawartości probówek po zakończeniu doświadczenia:

  • Probówka I: roztwór fioletowy
  • Probówka II: roztwór ciemnoniebieski (granatowy, szafirowy)
  • Probówka III: roztwór jasnoniebieski

Zadanie 26. (0–1)

Rozstrzygnij, do której probówki (I, II albo III) wprowadzono roztwór kwasu mlekowego. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, która zaszła w tej probówce podczas opisanego doświadczenia.

Rozstrzygnięcie: ............

Równanie reakcji: ............

Zdjęcia probówek I, II i III po wprowadzeniu roztworów glicerolu, kwasu mlekowego i alanyloglicyloalaniny (w nieznanej kolejności) do wodorotlenku miedzi(II).
Na podstawie: arkusz CKE MCHP-R0-100-2505 Oryginalny PDF CKE, str. 29

Źródło: arkusz CKE MCHP-R0-100-2505. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

Rozstrzygnięcie: kwas mlekowy wprowadzono do probówki III (jasnoniebieski).

Identyfikacja barw:

  • I (fioletowy): alanyl-glicyl-alanina (tripeptyd) → reakcja biuretowa (≥2 wiązania peptydowe + Cu²⁺ w środowisku zasadowym → kompleks fioletowo-purpurowy).
  • II (ciemnoniebieski): glicerol → reakcja jakościowa polialkoholi (3 grupy OH na sąsiednich C tworzą chelatowy kompleks z Cu²⁺ — głęboki niebieski/szafirowy).
  • III (jasnoniebieski): kwas mlekowy → reakcja kwasu z wodorotlenkiem, powstaje sól — mleczan miedzi(II); roztwór ma niebieską barwę typową dla roztworów soli miedzi(II).

Równanie reakcji (forma cząsteczkowa):

Lub równoważnie:

Cu(OH)₂ + 2 CH₃-CHOH-COOH → Cu(CH₃-CHOH-COO)₂ + 2 H₂O

Produkt: mleczan miedzi(II) — sól kwasu mlekowego; w doświadczeniu tworzy jasnoniebieski roztwór (probówka III).

Mechanizm: standardowa reakcja kwas + wodorotlenek metalu → sól + woda. Kwas mlekowy ma 1 grupę -COOH → potrzeba 2 cząsteczek na 1 Cu²⁺ (bo Cu²⁺ ma ładunek +2).

Typowy błąd / pułapka

Pułapka — pomylenie probówek. Biuret = fioletowy = peptyd ≥2 wiązań. Ciemnoniebieski (szafirowy) = glicerol (alkohol polihydroksylowy). Jasnoniebieski = sól miedzi(II) kwasu karboksylowego (tu kwasu mlekowego).

Pułapka — kwas mlekowy ma 2 grupy -OH (w grupie karboksylowej i alkoholowej). W równaniu z zasad oceniania z Cu(OH)₂ reaguje grupa -COOH, a grupa -OH przy C2 pozostaje bez zmian. Stechiometria: 2 cząsteczki kwasu na 1 Cu(OH)₂.

Pułapka — równanie jonowe vs cząsteczkowe. Zadanie wyraźnie pyta o cząsteczkową formę. Pisz Cu(OH)₂ jako cząsteczkę, kwas mlekowy jako pełną cząsteczkę.

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Zadanie 26 - identyfikacja roztworów
Strona 29 arkusza CKE 2025 PR chemia - zadanie 26 (rozróżnienie glicerolu, kwasu mlekowego, peptydu). Na podstawie: CKE 2025 Oryginalny PDF CKE, str. 29

Klucz pojęciowy — reakcje z Cu(OH)₂

SubstratReakcjaKolor produktu
Kwas karboksylowy (-COOH)Cu(OH)₂ + 2 RCOOH → (RCOO)₂Cu + 2 H₂ONiebieski roztwór soli miedzi(II)
Alkohol polihydroksylowy (grupy OH przy sąsiednich atomach C: glicerol, glikol etylenowy)Związek kompleksowy z Cu²⁺Szafirowy (ciemnoniebieski) roztwór
Aldehyd (-CHO), cukier redukującyPróba Trommera (ogrzewanie): Cu(OH)₂ → Cu₂OCeglastoczerwony osad Cu₂O
Peptyd / białko (co najmniej 2 wiązania peptydowe)Reakcja biuretowa — związek kompleksowy z Cu²⁺Fioletowy

Mechanizm: reakcja biuretowa (probówka I)

Wymóg: substancja musi mieć co najmniej 2 wiązania peptydowe (-CO-NH-).

Alanyl-glicyl-alanina = Ala-Gly-Ala. Ma 2 wiązania peptydowe (między Ala-Gly i Gly-Ala) → spełnia warunek.

Jony Cu²⁺ tworzą z atomami azotu wiązań peptydowych związek kompleksowy o fioletowej barwie.

Reakcja biuretowa służy do wykrywania peptydów (co najmniej trójpeptydów) i białek.

Mechanizm: kompleks gliceryny (probówka II)

Glicerol = HO-CH₂-CH(OH)-CH₂-OH = polialkohol z 3 grupami -OH na sąsiednich atomach C.

Z Cu(OH)₂ glicerol tworzy związek kompleksowy — roztwór o szafirowej (ciemnoniebieskiej) barwie.

To reakcja charakterystyczna alkoholi polihydroksylowych z grupami OH przy sąsiednich atomach węgla (np. glicerolu, glikolu etylenowego).

Mechanizm: sól mleczanowa (probówka III)

Kwas mlekowy = CH₃-CH(OH)-COOH:

  • Grupa -COOH = kwasowa, reaguje z Cu(OH)₂.
  • Grupa -OH na C2 = alkoholowa, w równaniu nie bierze udziału.

Reakcja kwasowo-zasadowa: kwas + wodorotlenek → sól + woda.

  • Cu(OH)₂ + 2 CH₃CH(OH)COOH → Cu(CH₃CH(OH)COO)₂ + 2 H₂O.

Produkt: mleczan miedzi(II) (CH₃CH(OH)COO)₂Cu — w doświadczeniu powstał jasnoniebieski roztwór.

Kluczowa różnica: o rozróżnieniu probówek decyduje barwa: fioletowa (reakcja biuretowa — tripeptyd), szafirowa (glicerol) i jasnoniebieska (sól miedzi(II) kwasu mlekowego).

Punktacja CKE

  • 26. 1 pkt — poprawne rozstrzygnięcie (probówka III) i równanie reakcji w formie cząsteczkowej: 2CH₃CH(OH)COOH + Cu(OH)₂ → (CH₃CH(OH)COO)₂Cu + 2H₂O.

Po co to umieć

Wodorotlenek miedzi(II) pozwala jednym odczynnikiem odróżnić kilka grup związków organicznych: kwasy karboksylowe (sól, niebieski roztwór), alkohole polihydroksylowe (szafirowy roztwór), peptydy i białka (fioletowe zabarwienie — reakcja biuretowa), a po ogrzaniu także aldehydy i cukry redukujące (ceglastoczerwony osad Cu₂O — próba Trommera).

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „identyfikacja, glicerol, kwas mlekowy, peptyd, biuretowa, Cu(OH)2” zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl