{"id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/37","paper_id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"37","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 37. (0-1)\nPoniżej przedstawiono schemat reakcji utleniania witaminy C tlenem z powietrza. Reakcja ta\njest katalizowana przez enzym o nazwie oksydaza askorbinianowa.\nCH\nO\nC\nC\nC\nO\nOH\nO\nH\nCH\nCH2\nOH\nO\nH\n+ O2 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯\n→\noksydaza\naskorbinianowa\nCH\nO\nC\nC\nC\nO\nO\nO\nCH\nCH2\nOH\nO\nH\n+ H2O\nNapisz równanie procesu utleniania (uzupełnij schemat) i równanie procesu redukcji\nzachodzących podczas opisanej przemiany. Oba równania przedstaw w formie jonowej\nz uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-\n-elektronowy).\nRównanie procesu utleniania:\nCH\nO\nC\nC\nC\nO\nOH\nO\nH\nCH\nCH2\nOH\nO\nH\n→\nCH\nO\nC\nC\nC\nO\nO\nO\nCH\nCH2\nOH\nO\nH\nRównanie procesu redukcji:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 37. (0-1)\nI Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6.5) stosuje zasady bilansu elektronowego - dobiera\nwspółczynniki stechiometryczne w równaniach reakcji\nutleniania-redukcji (w formie cząsteczkowej i jonowej).\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny zapis w formie jonowo-elektronowej równania procesu utleniania\ni procesu redukcji.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nRównanie procesu utleniania:\n2 H+ + 2e-\nCH\nO\nC\nC\nC\nO\nOH\nO\nH\nCH\nCH2\nOH\nO\nH\nCH\nO\nC\nC\nC\nO\nO\nO\nCH\nCH2\nOH\nO\nH\nRównanie procesu redukcji:\nO2 + 4H+ + 4e- → 2H2O","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Proces utleniania (witamina C - reduktor):**\n\n\\[\\ce{C6H8O6 -> C6H6O6 + 2H+ + 2e-}\\]\n\n**Proces redukcji (tlen - utleniacz):**\n\n\\[\\ce{O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O}\\]\n\n## Sposób 1 - analiza zmian składu cząsteczkowego i bilans elektronów\n\n**Krok 1: Ustal substrat i produkt utleniania.**\n\nWitamina C to **kwas askorbinowy** (\\(\\ce{C6H8O6}\\)), który enzym oksydaza askorbinianowa utlenia do **kwasu dehydroaskorbinowego** (\\(\\ce{C6H6O6}\\)).\n\nPorównujemy wzory sumaryczne:\n\n\\[\\ce{C6H8O6} \\longrightarrow \\ce{C6H6O6}\\]\n\nRóżnica: po lewej stronie jest o **2 atomy H więcej**. Skoro środowisko jest wodne, te 2 atomy H odchodzą jako jony:\n\n\\[\\ce{C6H8O6 -> C6H6O6 + 2H+ + 2e-}\\]\n\nSprawdzamy: ładunek po lewej = 0; po prawej = \\(2 \\cdot(+1) + 2 \\cdot(-1) = 0\\). ✓ Bilans ładunku i atomów spełniony.\n\n**Krok 2: Ustal proces redukcji.**\n\nUtleniaczem jest tlen cząsteczkowy \\(\\ce{O2}\\) z powietrza. W środowisku wodnym (kwasowym lub neutralnym) tlen redukuje się do wody:\n\nZaczynamy od produktu: \\(\\ce{O2 -> 2H2O}\\)\n\nUzupełniamy tlen (OK), teraz wyrównujemy wodór - dodajemy \\(\\ce{H+}\\) po lewej:\n\n\\[\\ce{O2 + 4H+ -> 2H2O}\\]\n\nWyrównujemy ładunek: po lewej \\(+4\\), po prawej \\(0\\) → dodajemy \\(4e^-\\) po lewej:\n\n\\[\\ce{O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O}\\]\n\nSprawdzamy: O: 2=2 ✓, H: 4=4 ✓, ładunek: \\((+4) + (-4) = 0 = 0\\) ✓\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez złożenie równań połówkowych\n\nMnożymy równania tak, by liczba elektronów była równa:\n\n\\[2 \\times \\left(\\ce{C6H8O6 -> C6H6O6 + 2H+ + 2e-}\\right)\\]\n\n\\[1 \\times \\left(\\ce{O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O}\\right)\\]\n\nDodajemy stronami i skracamy \\(4\\ce{H+}\\):\n\n\\[\\ce{2C6H8O6 + O2 -> 2C6H6O6 + 2H2O}\\]\n\nWeryfikacja całego równania:\n\n| Atom | Lewa | Prawa |\n| C | 12 | 12 ✓ |\n| H | 16 | 12 + 4 = 16 ✓ |\n| O | 12 + 2 = 14 | 12 + 2 = 14 ✓ |\n\nWynik spójny - równania połówkowe są poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość zasad zapisu jonowo-elektronowego oraz umiejętność bilansowania atomów i ładunków elektrycznych.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjał standardowy redukcji:**\n> Dla ciekawości: \\(E°(\\ce{O2/H2O}) = +1{,}229 \\text{ V}\\). Para \\(\\ce{O2/H2O}\\) jest na liście - widzimy, że tlen jest bardzo silnym utleniaczem, stąd sprawna enzymatyczna utleniacja witaminy C.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wielu uczniów pisze redukcję tlenu jako \\(\\ce{O2 + 4e- -> 2O^2-}\\) - to byłoby słuszne w warunkach bezwodnych (np. elektrochemia). W środowisku **wodnym** (kwasowym) produktem jest \\(\\ce{H2O}\\), a nie \\(\\ce{O^{2-}}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie zapomnij o **joność zapisu** - wynik należy podać jako równanie jonowo-elektronowe (z \\(\\ce{H+}\\) i \\(e^-\\)), a NIE jako zwykłe równanie cząsteczkowe.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zadanie mówi \"uzupełnij schemat\" - schemat podaje zazwyczaj wzory strukturalne lub skróty witaminy C. Jeśli schemat zawiera już część równania (np. strzałkę i jeden substrat), Twoim zadaniem jest dopisanie brakujących cząstek (\\(\\ce{H+}\\), \\(e^-\\)) i współczynników. Pilnuj, żeby bilans ładunku i atomów był spełniony po **obu** stronach strzałki.","image":"img/chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-37.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":22,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 37. (0-1)
Poniżej przedstawiono schemat reakcji utleniania witaminy C tlenem z powietrza. Reakcja ta
jest katalizowana przez enzym o nazwie oksydaza askorbinianowa.
CH
O
C
C
C
O
OH
O
H
CH
CH2
OH
O
H

\n\n

→
oksydaza
askorbinianowa
CH
O
C
C
C
O
O
O
CH
CH2
OH
O
H

\n\n

Napisz równanie procesu utleniania (uzupełnij schemat) i równanie procesu redukcji
zachodzących podczas opisanej przemiany. Oba równania przedstaw w formie jonowej
z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-
-elektronowy).
Równanie procesu utleniania:
CH
O
C
C
C
O
OH
O
H
CH
CH2
OH
O
H
→
CH
O
C
C
C
O
O
O
CH
CH2
OH
O
H
Równanie procesu redukcji:

","answer_text_html":"

Zadanie 37. (0-1)
I Wykorzystanie
i tworzenie informacji.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:
\n

6.5) stosuje zasady bilansu elektronowego - dobiera
współczynniki stechiometryczne w równaniach reakcji
utleniania-redukcji (w formie cząsteczkowej i jonowej).
Schemat punktowania
1 p. - za poprawny zapis w formie jonowo-elektronowej równania procesu utleniania
i procesu redukcji.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Równanie procesu utleniania:
2 H+ + 2e-
CH
O
C
C
C
O
OH
O
H
CH
CH2
OH
O
H
CH
O
C
C
C
O
O
O
CH
CH2
OH
O
H
Równanie procesu redukcji:
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź:

\n

Proces utleniania (witamina C - reduktor):

\n
\\ceC6H8O6−>C6H6O6+2H++2e−
\n

Proces redukcji (tlen - utleniacz):

\n
\\ceO2+4H++4e−−>2H2O
\n

Sposób 1 - analiza zmian składu cząsteczkowego i bilans elektronów

\n

Krok 1: Ustal substrat i produkt utleniania.

\n

Witamina C to kwas askorbinowy (\\ceC6H8O6), który enzym oksydaza askorbinianowa utlenia do kwasu dehydroaskorbinowego (\\ceC6H6O6).

\n

Porównujemy wzory sumaryczne:

\n
\\ceC6H8O6⟶\\ceC6H6O6
\n

Różnica: po lewej stronie jest o 2 atomy H więcej. Skoro środowisko jest wodne, te 2 atomy H odchodzą jako jony:

\n
\\ceC6H8O6−>C6H6O6+2H++2e−
\n

Sprawdzamy: ładunek po lewej = 0; po prawej = 2·(+1)+2·(−1)=0. ✓ Bilans ładunku i atomów spełniony.

\n

Krok 2: Ustal proces redukcji.

\n

Utleniaczem jest tlen cząsteczkowy \\ceO2 z powietrza. W środowisku wodnym (kwasowym lub neutralnym) tlen redukuje się do wody:

\n

Zaczynamy od produktu: \\ceO2−>2H2O

\n

Uzupełniamy tlen (OK), teraz wyrównujemy wodór - dodajemy \\ceH+ po lewej:

\n
\\ceO2+4H+−>2H2O
\n

Wyrównujemy ładunek: po lewej +4, po prawej 0 → dodajemy 4e− po lewej:

\n
\\ceO2+4H++4e−−>2H2O
\n

Sprawdzamy: O: 2=2 ✓, H: 4=4 ✓, ładunek: (+4)+(−4)=0=0 ✓

\n

Sposób 2 - weryfikacja przez złożenie równań połówkowych

\n

Mnożymy równania tak, by liczba elektronów była równa:

\n
2×(\\ceC6H8O6−>C6H6O6+2H++2e−)
\n
1×(\\ceO2+4H++4e−−>2H2O)
\n

Dodajemy stronami i skracamy 4\\ceH+:

\n
\\ce2C6H8O6+O2−>2C6H6O6+2H2O
\n

Weryfikacja całego równania:

\n

| Atom | Lewa | Prawa |
| C | 12 | 12 ✓ |
| H | 16 | 12 + 4 = 16 ✓ |
| O | 12 + 2 = 14 | 12 + 2 = 14 ✓ |

\n

Wynik spójny - równania połówkowe są poprawne.

\n

Wzory z karty CKE

\n

W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość zasad zapisu jonowo-elektronowego oraz umiejętność bilansowania atomów i ładunków elektrycznych.

\n
📖 Karta wzorów str. 12 - Potencjał standardowy redukcji:
Dla ciekawości: E°(\\ceO2/H2O)=+1,229 V. Para \\ceO2/H2O jest na liście - widzimy, że tlen jest bardzo silnym utleniaczem, stąd sprawna enzymatyczna utleniacja witaminy C.
\n

Typowe pułapki i uwaga

\n
⚠️ Uwaga: Wielu uczniów pisze redukcję tlenu jako \\ceO2+4e−−>2O2− - to byłoby słuszne w warunkach bezwodnych (np. elektrochemia). W środowisku wodnym (kwasowym) produktem jest \\ceH2O, a nie \\ceO2−.
\n
⚠️ Uwaga: Nie zapomnij o joność zapisu - wynik należy podać jako równanie jonowo-elektronowe (z \\ceH+ i e−), a NIE jako zwykłe równanie cząsteczkowe.
\n
⚠️ Uwaga: Zadanie mówi "uzupełnij schemat" - schemat podaje zazwyczaj wzory strukturalne lub skróty witaminy C. Jeśli schemat zawiera już część równania (np. strzałkę i jeden substrat), Twoim zadaniem jest dopisanie brakujących cząstek (\\ceH+, e−) i współczynników. Pilnuj, żeby bilans ładunku i atomów był spełniony po obu stronach strzałki.
"}]}