(ENEM 2023) - Frage Schwierig von Chemie

In einem Forschungslabor wird eine Probe von 1,0 g Kohlenstoff-14, das eine Halbwertszeit von 5730 Jahren hat, verwendet, um das Alter eines Fossils zu bestimmen. Es ist bekannt, dass die Aktivität des Kohlenstoff-14 15,3 Zerfälle pro Minute für jedes Gramm reinem Kohlenstoff beträgt. Da der Kohlenstoff des Fossils in Form von CO2 vorliegt, das während der Fossilbildung zu Calciumcarbonat umgewandelt wird, und da Calciumcarbonat unlöslich ist und keinen chemischen Austausch unterliegt, bestimmen Sie die Anzahl der Kohlenstoff-14-Kerne, die pro Sekunde in einer Probe von Calciumcarbonat mit 0,25 g Kohlenstoff zerfallen. Vernachlässigen Sie einen möglichen Verlust von Kohlenstoff-14 während der Fossilbildung und nehmen Sie an, dass das System im Gleichgewicht ist.

Während eines Besuchs in einer Fabrik für Düfte und Essenzen lernen Sie, dass Ester organische Verbindungen sind, die für das Aroma vieler Produkte verantwortlich sind. Die Nomenklatur der Ester folgt einer Regel, die den Namen des Anions der Carbonsäure mit dem Namen der an die Carboxylgruppe gebundenen Alkylgruppe kombiniert. Unter Berücksichtigung dieser Information: a) Schreiben Sie die allgemeine Formel der Ester und identifizieren Sie die Teile, die dem Namen des Anions der Carbonsäure und der Alkylgruppe entsprechen; b) Erklären Sie, wie die Nomenklatur der Ester anhand eines spezifischen Beispiels durchgeführt wird (Molekularformel und der entsprechende Name); c) Zeichnen Sie die Strukturformel des Esters Methylpropanoat und geben Sie die Carbonsäure und den Alkohol an, aus denen er gebildet wurde.

Beim Vorbereiten eines Experiments im Labor muss ein Chemikastudent die maximale Menge an Silberionen (Ag^+), die aus 100 mL einer 0,005 M Silbernitratlösung (AgNO3) gewonnen werden kann, bestimmen. Der Student weiß, dass Silbernitrat sich vollständig in Wasser löst und dass die Löslichkeitskonstante (Kps) für AgCl 1,8 x 10^-10 beträgt. Die Dissoziationsgleichung von Silbernitrat lautet: AgNO3 (aq) -> Ag^+ (aq) + NO3^- (aq). Basierend auf diesen Daten berechnen Sie die maximale Menge an Silberionen (Ag^+), die aus der Lösung von 100 mL Silbernitrat 0,005 M produziert werden kann, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Lösung vollständig ist. Erklären Sie anschließend, welche Auswirkungen, falls vorhanden, die Löslichkeit von Silberchlorid (AgCl) hat, wenn eine kleine Menge Natriumchlorid (NaCl) zu der Silbernitratlösung hinzugefügt wird und warum.

Identifizieren und klassifizieren Sie die nachfolgenden Formeltypen gemäß der Art der molekularen Darstellung: C6H6, CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 und CH3CH(Cl)CH2CH2CH3. Geben Sie für jede von ihnen an, ob die Formel molekular, kondensiert strukturell oder als Strichform dargestellt ist. Beachten Sie, dass die Bindestriche einfache Bindungen darstellen und dass die Klammern funktionelle Gruppen oder Substituenten anzeigen. Die Formeln sollten als organische Verbindungen interpretiert werden. Die Formel C6H6 kann selbst als Benzol erkannt werden, aber konzentrieren Sie sich für die Lösung dieser Frage nur auf die Klassifikation der Formeln, ohne die Namen der Verbindungen zu berücksichtigen. Schreiben Sie dann die Formel einer Verbindung, die durch die molekulare Formel C4H10 dargestellt werden könnte, und klassifizieren Sie sie gemäß den drei genannten Typen molekularer Darstellungen. Diese Formel sollte neu sein und darf sich auf keine zuvor genannten Verbindungen beziehen. Denken Sie daran, dass in einer molekularen Formel alle Atome vorhanden sein müssen und die Summe der Oxidationszahlen jedes Atoms null sein muss, während in der kondensiert strukturellen Formel die Bindungen klar angezeigt werden müssen und die Wasserstoffatome, die an Kohlenstoffatome gebunden sind, nicht explizit dargestellt, sondern implizit sind. In der Strichform müssen die Bindungen durch Bindestriche oder Linien dargestellt werden, und alle Atome und Bindungen müssen vorhanden sein. Stellen Sie sicher, dass die neu erstellte Formel den Valenzregeln der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome folgt.