{"paper":{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","variant":null,"exam_pdf":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona.pdf","key_pdf":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona-odpowiedzi/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona-odpowiedzi.pdf","question_count":54,"source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},"questions":[{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/1","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 1. (0-1)\nUzupełnij poniższy tekst, wpisując w odpowiednie miejsca informacje dotyczące\nstruktury elektronowej atomu bromu i jego stopni utlenienia.\n1. Atom\nbromu\nw\nstanie\npodstawowym\nma\nkonfigurację\nelektronową\n, a w powłoce walencyjnej tego\natomu znajduje się elektronów. Brom należy do bloku konfiguracyjnego\nukładu okresowego.\n2. Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych, jest równy\n, a maksymalny wynosi","answer":null,"answer_text":"Zadanie 1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n2. Struktura atomu - jądro i elektrony. Zdający:\n2.3) zapisuje konfiguracje elektronowe atomów pierwiastków do\nZ=36 […], uwzględniając rozmieszczenie elektronów na\npodpowłokach […].\n2.4) określa przynależność pierwiastków do bloków\nkonfiguracyjnych: s, p i d układu okresowego.\n6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6.4) przewiduje typowe stopnie utlenienia pierwiastków […].\nPoprawna odpowiedź\n1. Atom\nbromu\nw\nstanie\npodstawowym\nma\nkonfigurację\nelektronową\n1s22s22p63s23p64s23d104p5, a w powłoce walencyjnej tego atomu znajduje się\n7 elektronów. Brom należy do bloku konfiguracyjnego p układu okresowego.\n2. Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych wynosi -I,\na maksymalny VII.\nNależy uznać następujące zapisy konfiguracji elektronowej:\n1s22s2p63s2p64s23d104p5\n1s22s22p63s23p63d104s24p5\n1s22s2p63s2p6d104s2p5\n[Ar] 4s23d104p5\n[Ar] 3d104s24p5\n[Ar] 3d104s2p5\nlub zapis graficzny.\nZapis K2L8M18N7 ilustrujący rozmieszczenie elektronów na powłokach jest niewystarczający.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich luk w dwóch akapitach.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n1. Konfiguracja elektronowa: **1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵**, w powłoce walencyjnej: **7** elektronów, blok konfiguracyjny: **p**\n2. Minimalny stopień utlenienia: **-1**, maksymalny: **+7**\n\n## Sposób 1 - Z układu okresowego (budowa powłokowa)\n\n**Krok 1 - znajdź brom w układzie okresowym.**\n\nBrom to pierwiastek o liczbie atomowej \\(Z = 35\\), 4. okres, 17. grupa (VIIA), blok **p**.\n\n**Krok 2 - napisz konfigurację elektronową.**\n\nWypełniamy podpowłoki według rosnącej energii:\n\n\\[\n\\text{Br: } 1s^2\\, 2s^2\\, 2p^6\\, 3s^2\\, 3p^6\\, 3d^{10}\\, 4s^2\\, 4p^5\n\\]\n\nŁącznie: \\(2+2+6+2+6+10+2+5 = 35\\) ✓\n\n**Krok 3 - powłoka walencyjna.**\n\nPowłoka walencyjna = powłoka o najwyższej liczbie głównej kwantowej \\(n\\). Dla Br jest to \\(n = 4\\):\n\n\\[\n4s^2\\, 4p^5 \\quad \\Rightarrow \\quad 2 + 5 = \\mathbf{7 \\text{ elektronów}}\n\\]\n\n**Krok 4 - blok konfiguracyjny.**\n\nOstatni zapełniany elektron trafia do podpowłoki **4p** → brom należy do bloku **p**.\n\n**Krok 5 - stopień utlenienia minimalny.**\n\nBrom jest niemetalem z 7 elektronami walencyjnymi. Przyjmując jeden elektron od metalu / wodoru (elektroujemność Br jest duża), osiąga oktet → stopień utlenienia **-1**.\n\nPrzykład: \\(\\ce{HBr}\\), \\(\\ce{NaBr}\\), \\(\\ce{MgBr2}\\)\n\n**Krok 6 - stopień utlenienia maksymalny.**\n\nBrom może oddać wszystkie 7 elektronów walencyjnych. Maksymalny stopień utlenienia = numer grupy głównej = **+7**.\n\nPrzykład: \\(\\ce{HBrO4}\\) (kwas nadbromiowy) - Br w stopniu \\(+7\\):\n\\[\n\\ce{HBrO4}: \\quad (+1) + x + 4\\cdot(-2) = 0 \\implies x = +7\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez analogię z chlorem (ten sam blok, ta sama grupa)\n\nChlor (\\(Z=17\\)) jest bezpośrednio nad bromem - ta sama konfiguracja walencyjna \\(ns^2\\,np^5\\):\n\n\\[\n\\text{Cl: } 1s^2\\, 2s^2\\, 2p^6\\, 3s^2\\, 3p^5 \\quad \\Rightarrow \\quad 3s^2\\,3p^5 \\text{ (7 e⁻ walencyjnych)}\n\\]\n\nChlor: min. stopień utlenienia **-1** (w \\(\\ce{HCl}\\)), maks. **+7** (w \\(\\ce{HClO4}\\)).\n\nBrom jako analog chloru (ta sama grupa VII, blok p) musi mieć identyczne skrajne stopnie utlenienia: **-1** i **+7**. ✓\n\nRóżnica: brom ma dodatkową podpowłokę 3d¹⁰ (okres 4. vs 3.) - stąd pełna konfiguracja jest dłuższa, ale zasada ta sama.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:**\n> Brom: \\(Z = 35\\), masa atomowa \\(= 79{,}90\\), okres 4., grupa 17.\n> Z układu odczytujemy numer okresu (= numer powłoki walencyjnej = 4) oraz numer grupy głównej (= liczba elektronów walencyjnych = 7 = maksymalny stopień utlenienia).\n\nW tym zadaniu nie używamy wartości liczbowych stałych - wystarczy układ okresowy z karty i znajomość zasad budowy powłokowej.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Łatwo zapomnieć o podpowłoce 3d¹⁰ w konfiguracji bromu! Konfiguracja to **1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵**, a nie 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²4p⁵. Pominięcie 3d¹⁰ to klasyczny błąd - brom jest w 4. okresie, ale zapełnia też 3d.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Powłoka walencyjna to tylko \\(4s^24p^5\\) (7 elektronów), a **nie** elektrony z 3d. Elektrony d są „wewnętrzne\" - nie uczestniczą bezpośrednio w tworzeniu wiązań jako elektrony walencyjne przy określaniu bloku i grupy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Maksymalny stopień utlenienia bromu to **+7**, nie +5. Nie mylić z jodem - oba mają +7, ale niektórzy uczniowie automatycznie podają +5 myląc brom z fosforem lub azotem.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":2,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/2","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 2. (0-1)\nMol jest jednostką liczności (ilości) materii. Liczbę drobin odpowiadającą jednemu molowi\nnazywamy liczbą Avogadra.\nOblicz bezwzględną masę (wyrażoną w gramach) pojedynczej cząsteczki bromu\nzbudowanej z atomów dwóch różnych izotopów.\nObliczenia:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 2. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.1) stosuje pojęcie mola (w oparciu o liczbę Avogadra).\nPrzykładowe rozwiązania\nRozwiązanie I\n78,92 u + 80,92 u = 159,84 u\ncz\n1\ncz\n10\n02\n,6\n23\n⋅\n= 159,84 g\nx\nx = m\n2\nBr = 2,66 · 10\n22\n- g lub 26,55 · 10\n23\n- g\nRozwiązanie II\n78,92 u + 80,92 u = 159,84 u\n1 u = 1,66 · 10\n24\n- g\n1u\n159,84 u =\n24\n1,66 10\ng\n⋅\nx\nx = m\n2\nBr = 2,65 · 10\n22\n- g lub 26,5 · 10\n23\n- g\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne obliczenie masy cząsteczki bromu o określonym składzie izotopowym.\n0 p. - za błędne obliczenie lub podanie wyniku w jednostkach innych niż jednostka masy albo\nbrak rozwiązania.","solution":"## Poprawna odpowiedź: \\(m \\approx 2{,}66 \\cdot 10^{-22} \\text{ g}\\)\n\n## Sposób 1 - Przez masę molową i liczbę Avogadra\n\n**Krok 1 - Zidentyfikuj izotopy bromu**\n\nBrom ma dwa trwałe izotopy:\n- \\(\\ce{^{79}_{35}Br}\\) (liczba masowa 79)\n- \\(\\ce{^{81}_{35}Br}\\) (liczba masowa 81)\n\nCząsteczka zbudowana z atomów **dwóch różnych izotopów** to \\(\\ce{^{79}Br^{81}Br}\\).\n\n**Krok 2 - Oblicz \"masę molową\" tej konkretnej cząsteczki**\n\n\\[\nM(\\ce{^{79}Br^{81}Br}) = 79 + 81 = 160 \\text{ g/mol}\n\\]\n\n(Jedna mol takich cząsteczek waży dokładnie 160 g - bo używamy liczb masowych jako przybliżenia mas atomowych w jednostkach u.)\n\n**Krok 3 - Oblicz masę jednej cząsteczki**\n\nJeden mol zawiera \\(N_A = 6{,}022 \\cdot 10^{23}\\) cząsteczek, więc:\n\n\\[\nm = \\frac{M}{N_A} = \\frac{160 \\text{ g/mol}}{6{,}022 \\cdot 10^{23} \\text{ mol}^{-1}}\n\\]\n\n\\[\nm = 26{,}57 \\cdot 10^{-23} \\text{ g} = \\boxed{2{,}66 \\cdot 10^{-22} \\text{ g}}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Przez jednostkę masy atomowej (weryfikacja)\n\nMasa atomowa jednej jednostki masy atomowej to \\(u = 1{,}6605 \\cdot 10^{-24} \\text{ g}\\).\n\nCząsteczka \\(\\ce{^{79}Br^{81}Br}\\) ma masę \\(79 + 81 = 160 \\text{ u}\\), więc:\n\n\\[\nm = 160 \\text{ u} \\times 1{,}6605 \\cdot 10^{-24} \\text{ g/u}\n\\]\n\n\\[\nm = 265{,}68 \\cdot 10^{-24} \\text{ g} = \\mathbf{2{,}66 \\cdot 10^{-22} \\text{ g}}\n\\]\n\nWynik identyczny - weryfikacja zgodna. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 20 - Stałe fizyczne:**\n> \\(N_A = 6{,}022 \\cdot 10^{23} \\text{ mol}^{-1}\\) (liczba Avogadra)\n> Użyliśmy jej w Sposobie 1 do przeliczenia masy molowej na masę jednej cząsteczki.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 20 - Stałe fizyczne:**\n> \\(u = 1{,}6605 \\cdot 10^{-27} \\text{ kg} = 1{,}6605 \\cdot 10^{-24} \\text{ g}\\) (jednostka masy atomowej)\n> Użyliśmy jej w Sposobie 2 bezpośrednio jako przelicznik u → g.\n\nObie wartości są na tej samej stronie karty - sprawdź tam przed egzaminem!\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zadanie mówi o cząsteczce zbudowanej z atomów **dwóch różnych izotopów** - to znaczy \\(\\ce{^{79}Br^{81}Br}\\), a **nie** \\(\\ce{^{79}Br2}\\) ani \\(\\ce{^{81}Br2}\\). Masa cząsteczki to 79 + 81 = 160, nie 79 × 2 = 158 ani 81 × 2 = 162.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Bezwzględna masa\" = rzeczywista masa w gramach, wyrażona jako liczba × 10⁻²² g - NIE jest to masa atomowa względna (liczba bezwymiarowa).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przeliczając \\(m = M / N_A\\), pamiętaj że M jest w **g/mol** a \\(N_A\\) w **mol⁻¹** - wynik wychodzi bezpośrednio w gramach. Nie trzeba zamieniać M na kg, chyba że pracujesz w układzie SI.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":2,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/3","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"3","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 3. (0-1)\nOblicz, jaki procent atomów bromu występujących w przyrodzie stanowią atomy\no masie atomowej 78,92 u, a jaki procent - atomy o masie atomowej 80,92 u.\nObliczenia:\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 3. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.3) ustala skład izotopowy pierwiastka […] na podstawie jego\nmasy atomowej.\nPrzykładowe rozwiązanie\nx1 - zawartość procentowa izotopu o masie atomowej\nM = 78,92 u\nx2 - zawartość procentowa izotopu o masie atomowej\nM = 80,92 u\nx2 = 100% - x1\n79,90 u =\n1\n1\n78,92 u\n80,92 u (100%\n)\n100%\nx\nx\n⋅\n⋅\nx1 = 51% - zawartość procentowa izotopu o M = 78,92 u\nx2 = 49% - zawartość procentowa izotopu o M = 80,92 u\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w procentach.\n0 p. - za błędne obliczenie lub niepodanie wyniku w procentach albo brak rozwiązania.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n- Atomy o masie 78,92 u (⁷⁹Br): **50,8%**\n- Atomy o masie 80,92 u (⁸¹Br): **49,2%**\n\n## Sposób 1 - Układ równań z masą atomową boru ze str. 15 karty\n\n**Dane:** Brom ma dwa izotopy:\n- Izotop A: masa \\(m_A = 78{,}92 \\text{ u}\\), udział \\(x\\)\n- Izotop B: masa \\(m_B = 80{,}92 \\text{ u}\\), udział \\((1 - x)\\)\n- Średnia masa atomowa bromu z układu okresowego: \\(A_r(\\ce{Br}) = 79{,}904 \\text{ u}\\)\n\n**Krok 1.** Warunek normalizacji (udziały muszą sumować się do 1):\n\n\\[x + (1 - x) = 1\\]\n\nJeden stopień swobody - wystarczy jedno równanie.\n\n**Krok 2.** Zapisujemy definicję średniej masy atomowej jako średniej ważonej:\n\n\\[x \\cdot 78{,}92 + (1-x) \\cdot 80{,}92 = 79{,}904\\]\n\n**Krok 3.** Rozwijamy nawiasy:\n\n\\[78{,}92x + 80{,}92 - 80{,}92x = 79{,}904\\]\n\n\\[-2x = 79{,}904 - 80{,}92\\]\n\n\\[-2x = -1{,}016\\]\n\n\\[x = \\frac{1{,}016}{2} = 0{,}508\\]\n\n**Krok 4.** Obliczamy udziały procentowe:\n\n\\[\\text{udział }^{79}\\ce{Br} = 0{,}508 \\cdot 100\\% = \\mathbf{50{,}8\\%}\\]\n\n\\[\\text{udział }^{81}\\ce{Br} = (1 - 0{,}508) \\cdot 100\\% = \\mathbf{49{,}2\\%}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja (podstawienie do wzoru na masę atomową)\n\nSprawdzamy, czy wyznaczone udziały rzeczywiście odtwarzają masę atomową bromu:\n\n\\[A_r(\\ce{Br}) = 0{,}508 \\cdot 78{,}92 + 0{,}492 \\cdot 80{,}92\\]\n\n\\[A_r(\\ce{Br}) = 40{,}09 + 39{,}81 = 79{,}90 \\text{ u}\\]\n\nWynik \\(79{,}90 \\approx 79{,}904 \\text{ u}\\) - **zgodny z wartością tablicową**. ✓\n\nMałe odchylenie (~0,004 u) wynika z zaokrąglenia \\(x\\) do trzech cyfr znaczących.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:**\nMasa atomowa boru: \\(A_r(\\ce{Br}) = 79{,}904 \\text{ u}\\)\nWartość ta jest kluczową daną do zadania - bez niej nie da się obliczyć udziałów izotopów. Na egzaminie ZAWSZE czytaj masę z karty, nie z pamięci.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić **masy atomowej izotopu** (np. 78,92 u - masa konkretnego nuklidu) ze **średnią masą atomową pierwiastka** (79,904 u - wartość tablicowa, będąca już średnią ważoną). Zadanie podaje masy izotopów, a z karty wzorów bierzemy średnią tablicową.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Udziały izotopów w przyrodzie muszą sumować się do **dokładnie 100%**. Jeśli zachodzi pokusa wprowadzenia trzeciej zmiennej - to błąd. Brom ma w przyrodzie wyłącznie dwa trwałe izotopy (⁷⁹Br i ⁸¹Br), co gwarantuje treść zadania.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zaokrąglaj wyniki konsekwentnie. Udziały procentowe izotopów bywają podawane z dokładnością do 0,1% na maturze - tutaj 50,8% i 49,2% są wystarczające.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-3.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":2,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/4","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"4","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 4. (0-1)\nUstal i wpisz do tabeli, jaki rodzaj wiązania (kowalencyjne niespolaryzowane,\nkowalencyjne spolaryzowane, jonowe) występuje w wymienionych związkach.\nCBr4\nCaBr2\nHBr\nRodzaj wiązania","answer":null,"answer_text":"Zadanie 4. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.2) stosuje pojęcie elektroujemności do określania (na\npodstawie różnicy elektroujemności i liczby elektronów\nwalencyjnych atomów łączących się pierwiastków) rodzaju\nwiązania: jonowe, kowalencyjne (atomowe), kowalencyjne\nspolaryzowane (atomowe spolaryzowane) […].\nPoprawna odpowiedź\nCBr4\nCaBr2\nHBr\nRodzaj wiązania\nkowalencyjne\n(niespolaryzowane)\nlub\nkowalencyjne\nspolaryzowane\njonowe\nkowalencyjne\nspolaryzowane\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie całej tabeli.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n| CBr₄ | CaBr₂ | HBr |\n| kowalencyjne niespolaryzowane | jonowe | kowalencyjne spolaryzowane |\n\n## Sposób 1 - różnica elektroujemności (ΔEN)\n\n**Reguła:** typ wiązania wyznaczamy na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków tworzących wiązanie.\n\n| Zakres ΔEN | Rodzaj wiązania |\n| \\(0 \\leq \\Delta EN < 0{,}4\\) | kowalencyjne niespolaryzowane |\n| \\(0{,}4 \\leq \\Delta EN < 1{,}7\\) | kowalencyjne spolaryzowane |\n| \\(\\Delta EN \\geq 1{,}7\\) | jonowe |\n\nWartości elektroujemności z karty wzorów CKE (str. 15 - układ okresowy):\n\n| Pierwiastek | EN |\n| Ca | 1,0 |\n| H | 2,1 |\n| C | 2,5 |\n| Br | 2,8 |\n\n**Obliczamy ΔEN dla każdego związku:**\n\n**\\(\\ce{CBr4}\\)** - wiązanie C-Br:\n\\[\\Delta EN = EN(\\ce{Br}) - EN(\\ce{C}) = 2{,}8 - 2{,}5 = 0{,}3\\]\n\\(0{,}3 < 0{,}4\\) → **kowalencyjne niespolaryzowane**\n\n**\\(\\ce{CaBr2}\\)** - wiązanie Ca-Br:\n\\[\\Delta EN = EN(\\ce{Br}) - EN(\\ce{Ca}) = 2{,}8 - 1{,}0 = 1{,}8\\]\n\\(1{,}8 \\geq 1{,}7\\) → **jonowe**\n\n**\\(\\ce{HBr}\\)** - wiązanie H-Br:\n\\[\\Delta EN = EN(\\ce{Br}) - EN(\\ce{H}) = 2{,}8 - 2{,}1 = 0{,}7\\]\n\\(0{,}4 \\leq 0{,}7 < 1{,}7\\) → **kowalencyjne spolaryzowane**\n\n## Sposób 2 - charakter pierwiastków (metal/niemetal)\n\nAlternatywna metoda: patrzymy na skład związku, nie liczymy ΔEN.\n\n- **\\(\\ce{CBr4}\\):** węgiel (niemetal) + brom (niemetal) o zbliżonej elektroujemności → wspólna para elektronowa, prawie równo → **kowalencyjne niespolaryzowane**\n- **\\(\\ce{CaBr2}\\):** wapń (metal z grupy 2) + brom (niemetal z grupy 17) → metal aktywny oddaje elektrony, brom przyjmuje → pełne przeniesienie elektronu → jony \\(\\ce{Ca^2+}\\) i \\(\\ce{2Br-}\\) → **jonowe**\n- **\\(\\ce{HBr}\\):** wodór (niemetal, EN=2,1) + brom (niemetal, EN=2,8) → wspólna para elektronowa, ale wyraźnie przesunięta ku bromowi → **kowalencyjne spolaryzowane**\n\nOba sposoby dają ten sam wynik - potwierdzenie.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:**\n> Każda komórka zawiera wartość elektroujemności pierwiastka (wg skali Paulinga).\n> Odczytaliśmy: \\(EN(\\ce{Ca}) = 1{,}0\\), \\(EN(\\ce{H}) = 2{,}1\\), \\(EN(\\ce{C}) = 2{,}5\\), \\(EN(\\ce{Br}) = 2{,}8\\).\n> Użyliśmy tych wartości do obliczenia ΔEN i przypisania rodzaju wiązania.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{CBr4}\\) to pułapka! Brom jest bardziej elektroujemny od węgla, ale różnica (0,3) jest poniżej progu 0,4 - wiązanie klasyfikujemy jako **niespolaryzowane**. Nie myśl \"brom jest „bardziej electronujemny\", więc na pewno spolaryzowane\" - zawsze licz ΔEN.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl polarności **wiązania** z polarnością **cząsteczki**! \\(\\ce{CBr4}\\) ma niespolaryzowane wiązania C-Br (małe ΔEN), ale nawet gdyby były spolaryzowane, symetryczna budowa tetraedryczna sprawia, że cząsteczka byłaby niepolarna. W tym zadaniu pytają o **wiązanie**, nie o cząsteczkę.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Dla CaBr₂ nie ma tu żadnej wątpliwości - Ca jest metalem alkaliczno-ziemnym (grupa 2, EN=1,0), a ΔEN=1,8 jednoznacznie wskazuje na wiązanie jonowe. Sól + typowy elektrolit → jonowe.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-4.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":3,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/5","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"5","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5.\nBudowa cząsteczki tlenku siarki(VI) jest skomplikowana. Poniżej przedstawiono jeden ze\nwzorów opisujących strukturę elektronową SO3.\nO\nS\nO\nO","answer":null,"answer_text":"Zadanie 5. (0-2)","solution":null,"image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-5.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":3,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/5.1","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"5.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5.1. (0-1)\nOkreśl typ hybrydyzacji orbitali atomu siarki (sp, sp2, sp3) i geometrię cząsteczki\n(liniowa, płaska, tetraedryczna).\nTyp hybrydyzacji:\nGeometria:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 5.1. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.5) rozpoznaje typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) w prostych\ncząsteczkach związków nieorganicznych […].\nPoprawna odpowiedź\nTyp hybrydyzacji: sp2\nGeometria: płaska\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne określenie hybrydyzacji i geometrii cząsteczki.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"> **Uwaga:** Treść zadania 5.1 nie podaje, o której cząsteczce siarki mowa - zakładam, że chodzi o **\\(\\ce{SO3}\\)** (trójtlenek siarki), który jest najczęściej pytany w tym kontekście na maturze rozszerzonej. Jeśli zadanie dotyczy innej cząsteczki, daj znać.\n\n## Poprawna odpowiedź: hybrydyzacja **sp²**, geometria **płaska** (trójkątna)\n\n## Sposób 1 - Zliczanie par elektronowych (VSEPR + hybrydyzacja)\n\n**Krok 1: Wyznacz liczbę par elektronowych wokół atomu centralnego (S)**\n\nAtom siarki w \\(\\ce{SO3}\\) tworzy wiązania z trzema atomami tlenu. Sprawdzamy, czy na siarce są wolne pary elektronowe:\n\n- S ma 6 elektronów walencyjnych\n- Tworzy 3 wiązania z O (każde wiązanie = 2 elektrony od S)\n- Pozostałe elektrony S: \\(6 - 6 = 0\\) → **brak wolnych par** na S (siarka \"oddaje\" wszystko na wiązania; jedno z wiązań jest podwójne)\n\n**Krok 2: Policz regiony elektronowe (obszary elektronowe wokół S)**\n\n\\[\n\\text{regiony} = \\text{wiązania} + \\text{wolne pary} = 3 + 0 = 3\n\\]\n\n**Krok 3: Przypisz hybrydyzację**\n\n| Regiony elektronowe | Hybrydyzacja |\n| 2 | sp |\n| **3** | **sp²** |\n| 4 | sp³ |\n\n→ **Hybrydyzacja: sp²**\n\n**Krok 4: Wyznacz geometrię**\n\n3 regiony elektronowe, **0 wolnych par** → wszystkie regiony to wiązania → cząsteczka **trójkątna płaska** (kąt S-O-S ≈ 120°).\n\n\\[\n\\ce{SO3}: \\text{atom S + 3 atomy O, zero wolnych par → geometria płaska (trójkątna)}\n\\]\n\n**Wynik: sp², geometria płaska**\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez strukturę Lewisa\n\nRysujemy strukturę Lewisa \\(\\ce{SO3}\\):\n\n\\[\n\\ce{O=S(=O)=O} \\quad \\text{(uproszczenie - w rzeczywistości delokalizacja ładunku)}\n\\]\n\n- Każdy atom O ma dwie wolne pary\n- Atom S **nie ma wolnych par** - wszystkie orbitale walencyjne używane do wiązań\n- 3 wiązania do 3 różnych atomów O → 3 orbitale hybrydowe **sp²** + 1 niezmieszany orbital p (do wiązania π)\n\nOrbital p (prostopadle do płaszczyzny cząsteczki) uczestniczy w wiązaniu π z delokalizowanymi elektronami, co potwierdza **płaską** geometrię cząsteczki (wszystkie 4 atomy leżą w jednej płaszczyźnie).\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE EM2023 - wystarczy znajomość zasad teorii VSEPR i reguł hybrydyzacji (materiał z podręcznika, nie z karty).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Siarka często ma **wolne pary elektronowe** (np. w \\(\\ce{SO2}\\) ma jedną wolną parę → też sp², ale geometria **kątowa**, NIE płaska!). Zawsze sprawdź liczbę wolnych par osobno.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl liczby regionów elektronowych z liczbą atomów. W \\(\\ce{SO3}\\) są 3 atomy O i 3 regiony → sp². Gdyby S miał wolną parę, byłoby 4 regiony → sp³.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wiązania podwójne (σ + π) liczą się jako **jeden region elektronowy** w modelu VSEPR - nie podwajaj ich!","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-5.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":3,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/5.2","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"5.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5.2. (0-1)\nNapisz, ile wiązań σ i π występuje w cząsteczce SO3 o przedstawionej powyżej\nstrukturze.\nLiczba wiązań σ: Liczba wiązań π:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 5.2. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.6) określa typ wiązania (σ, π) w prostych cząsteczkach.\nPoprawna odpowiedź\nLiczba wiązań σ: 3 Liczba wiązań π: 1\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne określenie liczby wiązań σ i π.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: 3 wiązania σ i 1 wiązanie π\n\n(zgodnie z oficjalnym kluczem CKE - dla struktury \\ce{SO3} przedstawionej w zadaniu)\n\n## Sposób 1 - Analiza struktury elektronowej SO₃ podanej w zadaniu\n\nW zadaniu pokazano **konkretny wzór elektronowy** \\ce{SO3}, w którym atom siarki jest połączony z trzema atomami tlenu, ale **tylko jedno z tych wiązań jest podwójne** (\\ce{S=O}), a dwa pozostałe są pojedyncze i prowadzą do atomów tlenu obdarzonych ładunkiem ujemnym (forma z formalnymi ładunkami, bez rozszerzania oktetu siarki).\n\nLiczymy wiązania:\n\n- **wiązania σ:** każde wiązanie S-O (niezależnie od krotności) zawiera dokładnie jedno wiązanie σ. Atom S jest połączony z 3 atomami O, więc:\n\\[\n\\text{liczba } \\sigma = 3\n\\]\n\n- **wiązania π:** wiązanie π występuje tylko w wiązaniu podwójnym \\ce{S=O}. W przedstawionej strukturze jest **tylko jedno** wiązanie podwójne, więc:\n\\[\n\\text{liczba } \\pi = 1\n\\]\n\n**Wynik: 3 wiązania σ i 1 wiązanie π.**\n\n## Sposób 2 - Spójność z hybrydyzacją sp² (zad. 5.1)\n\nAtom siarki ma hybrydyzację **sp²** (3 orbitale hybrydowe → 3 wiązania σ do trzech atomów tlenu). Pozostały, niezhybrydyzowany orbital p siarki tworzy **jedno** wiązanie π z jednym atomem tlenu. To potwierdza: **3 σ + 1 π**.\n\n> Uwaga: w realnej cząsteczce \\ce{SO3} wiązania π są zdelokalizowane, ale dla **konkretnego wzoru elektronowego pokazanego w zadaniu** liczymy dokładnie to, co narysowano: jedno wiązanie podwójne → jedno π.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **Liczba wiązań σ: 3. Liczba wiązań π: 1.**\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne określenie liczby wiązań σ i π.\n> - **0 pkt** - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie zakładaj z gory, ze w \\ce{SO3} są trzy wiązania podwójne (3 σ + 3 π). Trzeba liczyć wiązania **dla struktury podanej w zadaniu** - a tam jest tylko jedno wiązanie podwójne, stąd **1 π**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Liczba wiązań σ = liczba wszystkich wiązań szkieletowych (tu 3 wiązania S-O), niezależnie od ich krotności. Każde wiązanie podwójne/potrójne to nadal tylko jedno σ.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wiązanie pojedyncze = tylko σ; podwójne = σ + π; potrójne = σ + 2π.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-5.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":3,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/6","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"6","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 6. (0-1)\nSubstancje o tym samym typie wzoru chemicznego, tworzące ten sam typ sieci przestrzennej\ni o takich samych lub bardzo zbliżonych rozmiarach komórki elementarnej, nazywamy\nsubstancjami izomorficznymi. Mogą one tworzyć roztwory stałe, czyli kryształy mieszane.\nTworzenie kryształów mieszanych polega na tym, że atomy lub jony wykazujące taki sam\nładunek oraz zbliżone rozmiary mogą się wzajemnie zastępować w sieci przestrzennej.\nKCl i KBr mają identyczne sieci przestrzenne i wykazują zdolność tworzenia stałych\nroztworów. Natomiast w przypadku KCl i NaCl izomorfizm nie występuje mimo tego samego\ntypu sieci.\nW tabeli podano wielkości promienia jonowego czterech jonów.\nCl\n181 pm\nBr\n196 pm\nK\n138 pm\nNa\n102 pm\nNa podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2002.\nWyjaśnij, dlaczego chlorek potasu i chlorek sodu nie mogą tworzyć kryształów\nmieszanych.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n1.\n2.\n3.\n4.\n5.1.\n5.2.\n6.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 6. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII etap edukacyjny\n2. Wewnętrzna budowa materii. Zdający:\n2.4) wyjaśnia związek pomiędzy podobieństwem właściwości\npierwiastków zapisanych w tej samej grupie układu okresowego\na budową atomów i liczbą elektronów walencyjnych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.7) opisuje i przewiduje wpływ rodzaju wiązania […] na\nwłaściwości […] substancji nieorganicznych […].\nPrzykładowe odpowiedzi\n\nKCl i NaCl nie mogą tworzyć kryształów mieszanych, bo chociaż tworzą ten sam typ\nsieci przestrzennej, są związkami o tym samym typie wzoru chemicznego i ich jony\nwykazują taki sam ładunek, kationy potasu i kationy sodu znacznie różnią się rozmiarami,\nwięc nie mogą się zastępować w sieci przestrzennej.\n\nKCl i NaCl tworzą kryształy, które różnią się rozmiarem komórki elementarnej.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wyjaśnienie uwzględniające różnicę rozmiarów kationów sodu i potasu.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: KCl i NaCl nie mogą tworzyć kryształów mieszanych, ponieważ jony \\(\\ce{K+}\\) i \\(\\ce{Na+}\\) mają zbyt różne promienie jonowe (138 pm vs 102 pm), co uniemożliwia ich wzajemne zastępowanie się w sieci krystalicznej.\n\n## Sposób 1 - Analiza warunków izomorfizmu\n\nW kryształach mieszanych KCl/NaCl jedynym możliwym podstawieniem byłoby wzajemne zastępowanie się \\(\\ce{K+}\\) przez \\(\\ce{Na+}\\) (oba mają ładunek +1, a \\(\\ce{Cl-}\\) pozostaje). Sprawdzamy warunek zbliżonych rozmiarów:\n\n**Różnica promieni jonowych \\(\\ce{K+}\\) i \\(\\ce{Na+}\\):**\n\n\\[\n\\Delta r = 138 \\text{ pm} - 102 \\text{ pm} = 36 \\text{ pm}\n\\]\n\n\\[\n\\frac{\\Delta r}{r(\\ce{K+})} \\cdot 100\\% = \\frac{36}{138} \\cdot 100\\% \\approx 26\\%\n\\]\n\nTo bardzo duża różnica - **26%**. Tak duże rozmiarowo odchylenie powoduje znaczne zniekształcenie sieci krystalicznej przy próbie podstawienia \\(\\ce{Na+}\\) w miejsce \\(\\ce{K+}\\) (lub odwrotnie). Sieć nie jest w stanie tego zaakceptować - układ jest energetycznie niestabilny.\n\n**Dla porównania - dlaczego KCl i KBr tworzą kryształy mieszane:**\n\nTutaj zastępują się \\(\\ce{Cl-}\\) i \\(\\ce{Br-}\\):\n\n\\[\n\\Delta r = 196 \\text{ pm} - 181 \\text{ pm} = 15 \\text{ pm}\n\\]\n\n\\[\n\\frac{15}{196} \\cdot 100\\% \\approx 8\\%\n\\]\n\nRóżnica wynosi jedynie **8%** - rozmiary są na tyle zbliżone, że podstawienie nie zaburza struktury sieci.\n\n**Wniosek:** Choć \\(\\ce{K+}\\) i \\(\\ce{Na+}\\) mają ten sam ładunek (+1), **nie mają zbliżonych rozmiarów** - a oba warunki muszą być spełnione jednocześnie. Dlatego KCl i NaCl nie wykazują izomorfizmu.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez porównanie obu par\n\nZestawmy obie pary izomorficzne / nieizomorficzne w tabeli:\n\n| Para soli | Zastępowane jony | Promień 1 | Promień 2 | Różnica | Izomorfizm? |\n| KCl / KBr | \\(\\ce{Cl-}\\) ↔ \\(\\ce{Br-}\\) | 181 pm | 196 pm | 15 pm (~8%) | ✅ tak |\n| KCl / NaCl | \\(\\ce{K+}\\) ↔ \\(\\ce{Na+}\\) | 138 pm | 102 pm | 36 pm (~26%) | ❌ nie |\n\nKonsekwencja: **reguła Goldschmidta** mówi, że izomorfizm zachodzi gdy różnica promieni jonowych nie przekracza ok. 10-15%. Para \\(\\ce{K+}/\\ce{Na+}\\) z różnicą ~26% wyraźnie wykracza poza ten zakres.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości z karty wzorów CKE - wszystkie potrzebne promienie jonowe zostały podane bezpośrednio w treści zadania. Rozwiązanie opiera się wyłącznie na znajomości **warunku izomorfizmu** (jednakowy ładunek + zbliżone rozmiary jonów).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie wystarczy napisać \"bo mają różne rozmiary\" - trzeba wskazać **które jony** się porównuje i **dlaczego właśnie one** (K⁺ vs Na⁺, bo Cl⁻ jest wspólny i nie bierze udziału w zastępowaniu).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Studenci często twierdzą, że przyczyną jest różna masa atomowa lub różna elektroujemność - to **błąd**. Decydujący jest promień jonowy, nie masa ani elektroujemność.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Sam fakt \"identycznej sieci przestrzennej\" (obie sole: sieć NaCl, układ regularny) NIE wystarczy do izomorfizmu - to konieczny, ale niewystarczający warunek. Musi być spełniony również warunek zbliżonych rozmiarów podstawianych jonów.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-6.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":3,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/7","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"7","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 7. (0-1)\nPoniżej przedstawiono model struktury wody w stanie stałym.\nUzupełnij zdania opisujące budowę i właściwości lodu. Podkreśl właściwe określenie\nspośród wymienionych w każdym nawiasie.\nW wodzie w stanie stałym, czyli w lodzie, każda cząsteczka wody związana jest wiązaniami\n(kowalencyjnymi / kowalencyjnymi spolaryzowanymi / wodorowymi / jonowymi)\nz czterema innymi cząsteczkami wody leżącymi w narożach czworościanu foremnego.\nTworzy\nsię\nw\nten\nsposób\nluźna\nsieć\ncząsteczkowa\no\nstrukturze\n(diagonalnej / trygonalnej / tetraedrycznej), która pęka, gdy lód się topi, choć pozostają\npo niej skupiska zawierające 30 i więcej cząsteczek. W ciekłej wodzie cząsteczki zajmują\nprzestrzeń mniejszą niż w sieci krystalicznej, a zatem woda o temperaturze zamarzania ma\ngęstość (większą / mniejszą) niż lód. Dlatego lód (tonie w / pływa po) wodzie.\nNa podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,\nWarszawa 2007.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 7. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII etap edukacyjny\n1. Substancje i ich właściwości. Zdający:\n1.1) opisuje właściwości substancji będących głównymi\nskładnikami stosowanych na co dzień produktów, np. wody\n[…].\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.7) opisuje i przewiduje wpływ rodzaju wiązania […] na\nwłaściwości […] substancji nieorganicznych […].\nPoprawna odpowiedź\nW wodzie w stanie stałym, czyli w lodzie, każda cząsteczka wody związana jest wiązaniami\n(kowalencyjnymi / kowalencyjnymi spolaryzowanymi / wodorowymi / jonowymi)\nz czterema innymi cząsteczkami wody leżącymi w narożach czworościanu foremnego.\nTworzy\nsię\nw\nten\nsposób\nluźna\nsieć\ncząsteczkowa\no\nstrukturze\n(diagonalnej / trygonalnej / tetraedrycznej), która pęka, gdy lód się topi, choć pozostają\npo niej skupiska zawierające 30 i więcej cząsteczek. W ciekłej wodzie cząsteczki zajmują\nprzestrzeń mniejszą niż w sieci krystalicznej, a zatem woda o temperaturze zamarzania ma\ngęstość (większą / mniejszą) niż lód. Dlatego lód (tonie w / pływa po) wodzie.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie określeń w każdym nawiasie.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nPodkreślamy w każdym nawiasie:\n\n1. każda cząsteczka wody związana jest wiązaniami **wodorowymi** z czterema innymi cząsteczkami wody;\n2. luźna sieć cząsteczkowa o strukturze **tetraedrycznej**;\n3. woda o temperaturze zamarzania ma gęstość **większą** niż lód;\n4. dlatego lód **pływa po** wodzie.\n\n| Zdanie | Opcje w nawiasie | Wybór |\n| 1 | kowalencyjnymi / kowalencyjnymi spolaryzowanymi / **wodorowymi** / jonowymi | **wodorowymi** |\n| 2 | diagonalnej / trygonalnej / **tetraedrycznej** | **tetraedrycznej** |\n| 3 | **większą** / mniejszą | **większą** |\n| 4 | tonie w / **pływa po** | **pływa po** |\n\n## Sposób 1 - analiza budowy i właściwości lodu\n\n**Zdanie 1 - rodzaj wiązania między cząsteczkami lodu**\n\nLód to kryształ molekularny zbudowany z cząsteczek \\(\\ce{H2O}\\). W cząsteczce wody atomy wodoru niosą ładunek cząstkowy \\(\\delta^+\\), a silnie elektroujemny tlen ładunek \\(\\delta^-\\) i ma dwie wolne pary elektronowe. Atom \\(\\ce{H}\\) jednej cząsteczki tworzy mostek do wolnej pary \\(\\ce{O}\\) sąsiedniej cząsteczki:\n\n\\[\\ce{O-H O}\\]\n\nTo **wiązanie wodorowe** (nie kowalencyjne, nie kowalencyjne spolaryzowane, nie jonowe - te łączą atomy/jony WEWNĄTRZ cząsteczki, a nie sąsiednie cząsteczki). Każda cząsteczka łączy się z czterema sąsiadami: 2 atomy \\(\\ce{H}\\) oddają 2 wiązania, 2 wolne pary tlenu przyjmują 2 wiązania → razem 4. → **wodorowymi**.\n\n**Zdanie 2 - geometria sieci**\n\nCztery sąsiadujące cząsteczki leżą w narożach czworościanu foremnego (treść mówi wprost o „czterech innych cząsteczkach leżących w narożach czworościanu foremnego\"). Struktura zbudowana z powtarzających się czworościanów to struktura **tetraedryczna** (nie diagonalna, nie trygonalna). → **tetraedrycznej**.\n\n**Zdanie 3 - gęstość wody ciekłej vs lód**\n\nTreść podaje: „w ciekłej wodzie cząsteczki zajmują przestrzeń mniejszą niż w sieci krystalicznej\". Mniejsza objętość przy tej samej masie oznacza WIĘKSZĄ gęstość (\\(\\rho = m/V\\)). Zatem woda o temperaturze zamarzania ma gęstość **większą** niż lód (\\(\\rho_\\text{woda} \\approx 1{,}000 \\text{ g/cm}^3 > \\rho_\\text{lód} \\approx 0{,}917 \\text{ g/cm}^3\\)). → **większą**.\n\n**Zdanie 4 - co robi lód na wodzie**\n\nCiało o mniejszej gęstości pływa po cieczy o większej gęstości. Lód jest mniej gęsty od ciekłej wody, więc **pływa po** wodzie (a nie tonie). → **pływa po**.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez anomalię gęstości wody\n\nLód pływa po wodzie - to powszechnie obserwowany fakt (góra lodowa, kostki lodu w szklance). Pływanie jest możliwe tylko wtedy, gdy lód ma MNIEJSZĄ gęstość niż ciekła woda, co potwierdza wybór w zdaniu 3 (woda gęstsza) i zdaniu 4 (lód pływa). Przyczyną tej anomalii jest właśnie otwarta, tetraedryczna sieć wiązań wodorowych w lodzie z dużymi pustkami - co spina wszystkie cztery wybory w spójną całość: wiązania wodorowe → sieć tetraedryczna → niższa gęstość lodu → pływanie.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość natury wiązania wodorowego, geometrii czworościennej oraz związku gęstości z objętością (\\(\\rho = m/V\\)).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wiązania MIĘDZY cząsteczkami \\(\\ce{H2O}\\) w lodzie to wiązania **wodorowe**. Wiązania WEWNĄTRZ cząsteczki \\(\\ce{H2O}\\) (\\(\\ce{O-H}\\)) to wiązania kowalencyjne spolaryzowane. Zadanie pyta o łączenie cząsteczek między sobą - odpowiedź to wiązania wodorowe.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zdanie 3 jest „pułapką logiczną\": skoro w wodzie ciekłej cząsteczki są upakowane ciaśniej (mniejsza objętość), to woda ma gęstość **większą**, a nie mniejszą. Mylące jest słowo „mniejszą\" w treści - odnosi się ono do PRZESTRZENI, nie do gęstości.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Lód jest LŻEJSZY (mniej gęsty) od wody - odwrotnie niż większość substancji. Dlatego pływa po wodzie. To anomalia wynikająca z otwartej, tetraedrycznej sieci wiązań wodorowych.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-7.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/8","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"8","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 8. (0-2)\nDo szczelnego zbiornika wprowadzono wodór oraz tlen i zainicjowano reakcję. Po jej\nzakończeniu naczynie zawierało wyłącznie 0,9 g wody.\nNapisz, w jakim stosunku objętościowym i masowym zmieszano wodór z tlenem\nw zbiorniku, a także podaj, ile gramów wodoru i ile gramów tlenu znajdowało się\nw naczyniu przed zainicjowaniem reakcji.\nStosunek objętościowy V wodoru : V tlenu =\nStosunek masowy m wodoru : m tlenu =\nMasa wodoru przed zainicjowaniem reakcji m wodoru =\nMasa tlenu przed zainicjowaniem reakcji m tlenu =\nMCH_1R\nInformacja do zadań 9.-10.\nTlenek siarki(IV) na skalę techniczną można otrzymać w wyniku redukcji siarczanu(VI)\nwapnia (anhydrytu) węglem w temperaturze 900 °C. Proces ten opisano poniższym\nrównaniem.\n2CaSO4 + C ⎯→\n⎯T\n2CaO + CO2 + 2SO2 ∆H = 1090 kJ\nNa podstawie: H. Koneczny, Podstawy technologii chemicznej, Warszawa 1973.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 8. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.5) dokonuje interpretacji jakościowej i ilościowej równania\nreakcji w ujęciu molowym, masowym i objętościowym (dla\ngazów).\n1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem […] mola\ndotyczące: mas substratów i produktów (stechiometria wzorów\ni równań chemicznych) […].\nPoprawna odpowiedź\nStosunek objętościowy Vwodoru : Vtlenu = 2:1\nStosunek masowy mwodoru : mtlenu = 1:8\nMasa wodoru przed zainicjowaniem reakcji m wodoru = 0,1 g\nMasa tlenu przed zainicjowaniem reakcji m tlenu = 0,8 g\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne określenie stosunku objętościowego i masowego wodoru i tlenu oraz\npoczątkowej masy wodoru i tlenu.\n1 p. - za poprawne określenie trzech spośród czterech wielkości (stosunku objętościowego\ni masowego wodoru i tlenu oraz początkowej masy wodoru i tlenu) i błędne określenie\nlub brak odpowiedzi dla jednej wielkości.\n0 p. - za poprawne określenie dwóch lub jednej wielkości, lub błędne określenie wszystkich\nwielkości albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- **Stosunek objętościowy** \\(\\ce{H2} : \\ce{O2} = 2 : 1\\)\n- **Stosunek masowy** \\(\\ce{H2} : \\ce{O2} = 1 : 8\\)\n- **Masa wodoru:** \\(m(\\ce{H2}) = 0{,}1 \\text{ g}\\)\n- **Masa tlenu:** \\(m(\\ce{O2}) = 0{,}8 \\text{ g}\\)\n\n## Sposób 1 - Stechiometria z równania reakcji\n\n**Punkt wyjścia:** Po reakcji zbiornik zawiera *wyłącznie* wodę - to znaczy oba substraty zreagowały całkowicie (stechiometryczne ilości).\n\n**Krok 1 - Równanie reakcji:**\n\n\\[\\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}\\]\n\n**Krok 2 - Liczba moli wody:**\n\n\\[n(\\ce{H2O}) = \\frac{m(\\ce{H2O})}{M(\\ce{H2O})} = \\frac{0{,}9 \\text{ g}}{18 \\text{ g/mol}} = 0{,}05 \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 3 - Liczba moli substratów ze stechiometrii:**\n\nZ równania: \\(\\ce{H2} : \\ce{H2O} = 2 : 2 = 1 : 1\\), więc:\n\n\\[n(\\ce{H2}) = n(\\ce{H2O}) = 0{,}05 \\text{ mol}\\]\n\nZ równania: \\(\\ce{O2} : \\ce{H2O} = 1 : 2\\), więc:\n\n\\[n(\\ce{O2}) = \\frac{n(\\ce{H2O})}{2} = \\frac{0{,}05}{2} = 0{,}025 \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 4 - Stosunek objętościowy:**\n\nGazy w tych samych warunkach T i p mają objętości proporcjonalne do liczby moli (prawo Avogadra):\n\n\\[V(\\ce{H2}) : V(\\ce{O2}) = n(\\ce{H2}) : n(\\ce{O2}) = 0{,}05 : 0{,}025 = \\mathbf{2 : 1}\\]\n\n**Krok 5 - Masy substratów:**\n\n\\[m(\\ce{H2}) = n(\\ce{H2}) \\cdot M(\\ce{H2}) = 0{,}05 \\text{ mol} \\cdot 2 \\text{ g/mol} = \\mathbf{0{,}1 \\text{ g}}\\]\n\n\\[m(\\ce{O2}) = n(\\ce{O2}) \\cdot M(\\ce{O2}) = 0{,}025 \\text{ mol} \\cdot 32 \\text{ g/mol} = \\mathbf{0{,}8 \\text{ g}}\\]\n\n**Krok 6 - Stosunek masowy:**\n\n\\[m(\\ce{H2}) : m(\\ce{O2}) = 0{,}1 : 0{,}8 = \\mathbf{1 : 8}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez zasadę zachowania masy\n\nPrawo zachowania masy: suma mas substratów = suma mas produktów.\n\n\\[m(\\ce{H2}) + m(\\ce{O2}) = m(\\ce{H2O})\\]\n\n\\[0{,}1 \\text{ g} + 0{,}8 \\text{ g} = 0{,}9 \\text{ g} \\checkmark\\]\n\nWynik się zgadza - obliczenia są poprawne.\n\nMożna też sprawdzić stosunek masowy inaczej: w cząsteczce \\(\\ce{H2O}\\) masa wodoru do tlenu wynosi \\(2 : 16 = 1 : 8\\). Stoichiometria \\(\\ce{2H2O}\\) daje:\n\n\\[m(\\ce{H2}) : m(\\ce{O2}) = (2 \\cdot 2) : (1 \\cdot 32) = 4 : 32 = 1 : 8 \\checkmark\\]\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy tabelarycznych wartości z karty wzorów - wystarczy znajomość równania syntezy wody i wzoru na liczbę moli. Użyte masy molarne:\n- \\(M(\\ce{H2O}) = 18 \\text{ g/mol}\\)\n- \\(M(\\ce{H2}) = 2 \\text{ g/mol}\\)\n- \\(M(\\ce{O2}) = 32 \\text{ g/mol}\\)\n\nwynikają ze **str. 15 karty wzorów** (Układ okresowy pierwiastków): H ma masę atomową ≈ 1 g/mol, O ≈ 16 g/mol.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Stosunek objętościowy gazów to stosunek moli, a **nie** stosunek mas. Wielu uczniów podaje stosunek masowy zamiast objętościowego - tu \\(1 : 8\\) (masowy) to zupełnie inny wynik niż \\(2 : 1\\) (objętościowy)!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Frazą \"zbiornik zawierał wyłącznie wodę\" zadanie sygnalizuje, że oba gazy zreagowały bez reszty. To kluczowa informacja - bez niej nie wiemy, czy jeden z substratów był w nadmiarze.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Masa molarna \\(\\ce{O2}\\) to 32 g/mol (nie 16!) - tlen w formie gazowej to cząsteczka dwuatomowa. Podobnie \\(\\ce{H2}\\) to 2 g/mol, nie 1 g/mol.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-8.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/9","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"9","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 9. (0-2)\nOblicz, jaka była wydajność opisanego procesu, jeżeli z 1 kg czystego anhydrytu\notrzymano 150 dm3 tlenku siarki(IV) w przeliczeniu na warunki normalne.\nObliczenia:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 9. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem wydajności reakcji\ni mola dotyczące: mas substratów i produktów (stechiometria\n[…] równań chemicznych), objętości gazów w warunkach\nnormalnych.\nPrzykładowe rozwiązania\nRozwiązanie I\nZ 1 mola CaSO4 powstaje 1 mol SO2 (przy 100% wydajności).\nObjętość otrzymanego SO2 przy 100% wydajności procesu:\ng\n1000\ng\n136\n3\n22,4 dm\nx\nx = V\n2\nSO = 165 dm 3\nWydajność procesu:\n3\n3\ndm\n165\ndm\n150\n= 100%\ny\ny = wydajność procesu = 91%\nRozwiązanie II\nZ 1 mola CaSO4 powstaje 1 mol SO2 (przy 100% wydajności).\nLiczba moli CaSO4:\nn\n4\nCaSO =\n1\nmol\ng\n136\ng\n1000\n⋅\n= 7,35 mola\nLiczba moli SO2 (przy 100% wydajności):\nn\n2\nSO = n\n4\nCaSO = 7,35 mola\nObjętość otrzymanego SO2 przy 100% wydajności procesu:\nV\n2\nSO = 7,35 mol · 22,4 dm 3 · mol\n1\n- = 165 dm 3\nWydajność procesu:\n3\n3\ndm\n165\ndm\n150\n= 100%\ny\ny = wydajność procesu = 91%\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie\nwyniku.\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody i:\n- popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.\n- podanie wyniku z błędną jednostką.\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.","solution":"## Poprawna odpowiedź: wydajność ≈ 91,0%\n\n## Sposób 1 - Obliczenie stechiometryczne przez objętość molową\n\n**Reakcja rozkładu anhydrytu z koksem (proces przemysłowy):**\n\n\\[\n\\ce{2CaSO4 + C ->[\\text{wysoka T}] 2CaO + 2SO2 ^ + CO2 ^}\n\\]\n\nSprawdzamy bilans: Ca: 2=2 ✓, S: 2=2 ✓, O: 8=2+4+2=8 ✓, C: 1=1 ✓\n\n**Stosunek molowy:**\n\n\\[\n\\ce{CaSO4} : \\ce{SO2} = 2:2 = 1:1\n\\]\n\n1 mol \\(\\ce{CaSO4}\\) daje 1 mol \\(\\ce{SO2}\\).\n\n**Krok 1 - masa molarna anhydrytu:**\n\n\\[\nM(\\ce{CaSO4}) = 40 + 32 + 4 \\cdot 16 = 136 \\text{ g/mol}\n\\]\n\n**Krok 2 - liczba moli CaSO₄ w 1 kg:**\n\n\\[\nn(\\ce{CaSO4}) = \\frac{m}{M} = \\frac{1000 \\text{ g}}{136 \\text{ g/mol}} \\approx 7{,}353 \\text{ mol}\n\\]\n\n**Krok 3 - teoretyczna objętość SO₂ (warunki normalne):**\n\nStosunek 1:1, więc \\(n(\\ce{SO2})_\\text{teor} = 7{,}353\\) mol\n\n\\[\nV(\\ce{SO2})_\\text{teor} = n \\cdot V_m = 7{,}353 \\text{ mol} \\cdot 22{,}41 \\text{ dm}^3/\\text{mol} \\approx 164{,}8 \\text{ dm}^3\n\\]\n\n**Krok 4 - wydajność procesu:**\n\n\\[\n\\eta = \\frac{V_\\text{rzeczywista}}{V_\\text{teoretyczna}} \\cdot 100\\% = \\frac{150 \\text{ dm}^3}{164{,}8 \\text{ dm}^3} \\cdot 100\\% \\approx \\mathbf{91{,}0\\%}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez przeliczenie moli SO₂\n\nZamiast liczyć objętość, wyznaczamy wprost liczbę moli rzeczywistą i porównujemy z teoretyczną:\n\n\\[\nn(\\ce{SO2})_\\text{rzecz} = \\frac{V}{V_m} = \\frac{150 \\text{ dm}^3}{22{,}41 \\text{ dm}^3/\\text{mol}} \\approx 6{,}694 \\text{ mol}\n\\]\n\nWydajność jako stosunek moli (lub równoważnie mas / objętości):\n\n\\[\n\\eta = \\frac{n_\\text{rzecz}}{n_\\text{teor}} \\cdot 100\\% = \\frac{6{,}694}{7{,}353} \\cdot 100\\% \\approx \\mathbf{91{,}0\\%}\n\\]\n\nTen sam wynik - weryfikacja poprawna ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 13 - Objętość molarna gazu w warunkach normalnych:**\n> \\(V_m = 22{,}41 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\)\n> Użyliśmy jej do przeliczenia liczby moli \\(\\ce{SO2}\\) na objętość przy warunkach normalnych (0°C, 1013 hPa). Bez tej wartości nie można obliczyć wydajności!\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy (masy atomowe):**\n> \\(A_r(\\text{Ca}) = 40{,}08\\), \\(A_r(\\text{S}) = 32{,}06\\), \\(A_r(\\text{O}) = 16{,}00\\)\n> Użyliśmy masy atomowej do obliczenia \\(M(\\ce{CaSO4}) = 136 \\text{ g/mol}\\).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Warunki normalne (n.) to 0°C i 1013 hPa - stąd \\(V_m = 22{,}41 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\). Nie mylić z warunkami standardowymi (25°C), gdzie \\(V_m \\approx 24{,}5 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\)! Zadanie wyraźnie mówi \"warunki normalne\".\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Stosunek molowy w tej reakcji to \\(\\ce{CaSO4} : \\ce{SO2} = 1:1\\) (wynika z **równania 2CaSO4 : 2SO2**). Błędem jest przyjmowanie innych proporcji bez wypisania i sprawdzenia zbilansowanego równania.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wydajność liczymy zawsze jako: \\(\\eta = \\frac{\\text{uzysk rzeczywisty}}{\\text{uzysk teoretyczny}} \\cdot 100\\%\\). Oba muszą być w tych samych jednostkach (tu: dm³ lub mol - bez przeliczania na gramy).","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-9.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/10","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"10","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10. (0-1)\nUzupełnij poniższe zdania. Podkreśl właściwe określenie spośród wymienionych\nw każdym nawiasie.\nPodniesienie temperatury, w której prowadzony jest proces otrzymywania tlenku siarki(IV),\nbędzie przyczyną (zmniejszenia / zwiększenia) wydajności reakcji, gdyż jest to proces\n(egzoenergetyczny / endoenergetyczny).\nStopień\nrozdrobnienia\nanhydrytu\ni\nwęgla\n(ma wpływ / nie ma wpływu) na szybkość tej reakcji.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n7.\n8.\n9.\n10.\nMaks. liczba pkt\n1\n2\n2\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 10. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.3) stosuje pojęcia: egzoenergetyczny, endoenergetyczny […]\ndo opisu efektów energetycznych przemian.\n4.5) przewiduje wpływ: […] stopnia rozdrobnienia […] na\nszybkość reakcji […].\n4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określania wpływu\nzmian temperatury […] na układ pozostający w stanie\nrównowagi dynamicznej.\nPoprawna odpowiedź\nPodniesienie temperatury, w której prowadzony jest proces otrzymywania tlenku siarki(IV),\nbędzie przyczyną (zmniejszenia / zwiększenia) wydajności reakcji, gdyż jest to proces\n(egzoenergetyczny / endoenergetyczny).\nStopień\nrozdrobnienia\nanhydrytu\ni\nwęgla\n(ma wpływ / nie ma wpływu) na szybkość tej reakcji.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie określeń w każdym nawiasie.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- **Zdanie 1:** Podniesienie temperatury będzie przyczyną **zwiększenia** wydajności reakcji, gdyż jest to proces **endoenergetyczny**.\n- **Zdanie 2:** Stopień rozdrobnienia anhydrytu i węgla **ma wpływ** na szybkość tej reakcji.\n\n## Sposób 1 - zasada Le Chateliera + kinetyka heterogeniczna\n\n**Zdanie 1 - o co chodzi w procesie?**\n\nReakcja otrzymywania \\(\\ce{SO2}\\) z anhydrytu (\\(\\ce{CaSO4}\\)) i koksu/węgla (\\(\\ce{C}\\)):\n\n\\[\\ce{2CaSO4(s) + C(s) -> 2CaO(s) + 2SO2(g) + CO2(g)}\\]\n\n**Krok 1: Sprawdź bilans energetyczny.**\n\nUżywamy standardowych entalpii tworzenia (z karty wzorów):\n\n\\[\\Delta H = \\left[2\\Delta H_t^0(\\ce{CaO}) + 2\\Delta H_t^0(\\ce{SO2}) + \\Delta H_t^0(\\ce{CO2})\\right] - \\left[2\\Delta H_t^0(\\ce{CaSO4}) + 0\\right]\\]\n\n\\[\\Delta H \\approx \\left[2(-604) + 2(-297) + (-394)\\right] - \\left[2(-1434)\\right]\\]\n\n\\[\\Delta H \\approx (-2196) - (-2868) = +672 \\text{ kJ/mol}\\]\n\nWynik jest **dodatni → reakcja endoenergetyczna** (pochłania energię). Ma to sens fizyczny - rozpad silnych wiązań w siarczanie wymaga dużego nakładu energii. Właśnie dlatego proces prowadzi się w temperaturach powyżej 1000°C.\n\n**Krok 2: Zastosuj zasadę Le Chateliera.**\n\n| Reakcja | Efekt podniesienia T |\n| egzoenergetyczna (ΔH < 0) | Równowaga przesuwa się w lewo → wydajność **maleje** |\n| endoenergetyczna (ΔH > 0) | Równowaga przesuwa się w prawo → wydajność **rośnie** |\n\nSkoro ΔH > 0, wzrost temperatury przesuwa równowagę **w prawo** → wydajność **zwiększa się**. ✓\n\n**Zdanie 2 - kinetyka reakcji heterogenicznej.**\n\nReakcja zachodzi między ciałami stałymi (\\(\\ce{CaSO4}\\) i \\(\\ce{C}\\)). Reagenty mogą oddziaływać tylko na **powierzchni kontaktu**.\n\n- Większe rozdrobnienie → większa powierzchnia właściwa → więcej miejsc kontaktu między cząstkami anhydrytu i węgla\n- → szybkość reakcji **rośnie**\n\nStopień rozdrobnienia **ma wpływ** na szybkość. ✓\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez charakterystykę procesu przemysłowego\n\nProces Müllera-Kühnego (przemysłowe prażenie anhydrytu z koksem) przebiega w temperaturach **1000-1100°C**. Gdyby reakcja była egzoenergetyczna, utrzymywanie tak wysokiej temperatury *obniżałoby* wydajność - co byłoby irracjonalne technologicznie. Fakt, że przemysł **celowo stosuje bardzo wysokie temperatury** żeby uzyskać SO₂, potwierdza: reakcja jest **endoenergetyczna** i wzrost T ją napędza.\n\nTo samo dotyczy rozdrobnienia: w przemyśle anhydryt i koks mielone są na pył właśnie po to, żeby zwiększyć szybkość reakcji - potwierdzenie, że rozdrobnienie **ma wpływ**.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 13 - Standardowa entalpia tworzenia \\(\\Delta H_t^0\\):**\n\nWartości użyte do obliczenia ΔH reakcji:\n- \\(\\Delta H_t^0(\\ce{CaO}) = -604 \\text{ kJ/mol}\\)\n- \\(\\Delta H_t^0(\\ce{SO2}) = -297 \\text{ kJ/mol}\\)\n- \\(\\Delta H_t^0(\\ce{CO2}) = -394 \\text{ kJ/mol}\\)\n- \\(\\Delta H_t^0(\\ce{CaSO4}) = -1434 \\text{ kJ/mol}\\)\n\nZ sumy entalpii tworzenia produktów minus substratów wynika \\(\\Delta H > 0\\) → reakcja endoenergetyczna.\n\n> Uwaga: do odpowiedzi na to zadanie **nie potrzebujesz liczyć** dokładnej wartości ΔH - wystarczy wiedzieć, że rozpad siarczanu wapnia wymaga wysokiej temperatury (sygnał: endotermiczny).\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n**Zdanie 1:**\n\n| Błędny wybór | Typowy błąd myślowy |\n| *zmniejszenia* + *egzoenergetyczny* | Uczeń myli tę reakcję z syntezą \\(\\ce{SO3}\\) (kontaktową) - tam faktycznie wzrost T *obniża* wydajność, bo jest egzotermiczy |\n| *zmniejszenia* + *endoenergetyczny* | Sprzeczność logiczna: dla endoenergetycznej reakcji Le Chatelier daje wzrost wydajności przy wzroście T |\n| *zwiększenia* + *egzoenergetyczny* | Odwrócona zasada Le Chateliera - dla egzotermiczy wzrost T przesuwa równowagę w lewo |\n\n**Zdanie 2:**\n\n| Błędny wybór | Typowy błąd myślowy |\n| *nie ma wpływu* | Uczeń myli reakcje homogeniczne (np. w roztworze) z heterogenicznymi - w homogenicznych rozdrobnienie nie ma sensu, ale tu reagenty są ciałami stałymi |\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to mylenie tej reakcji z **syntezą \\(\\ce{SO3}\\)** w procesie kontaktowym (\\(\\ce{2SO2 + O2 <=> 2SO3}\\)), która jest **egzotermiyczna** - tam wzrost T *obniża* wydajność. W tym zadaniu mamy *wytwarzanie* \\(\\ce{SO2}\\) z anhydrytu - zupełnie inny, endoenergetyczny proces.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Reakcja anhydryt + węgiel to reakcja **heterogeniczna ciało-ciało**. Dla takich reakcji szybkość zależy kluczowo od powierzchni kontaktu, czyli od **rozdrobnienia** - to fundamentalna cecha kinetyki heterogenicznej.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie należy mylić **wydajności** (thermodynamics, równowaga) z **szybkością** (kinetics). Pytanie 1 dotyczy wydajności → Le Chatelier. Pytanie 2 dotyczy szybkości → kinetyka, powierzchnia kontaktu.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-10.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/11","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"11","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 11. (0-1)\nDysponujesz niezbędnym sprzętem laboratoryjnym oraz następującymi odczynnikami:\n- mieszaniną dwóch soli: stałego chlorku magnezu i stałego chlorku sodu\n- wodą destylowaną\n- kwasem solnym\n- wodnym roztworem wodorotlenku sodu.\nZaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz czysty stały chlorek magnezu.\nOpisz kolejne etapy wykonania tego doświadczenia.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 11. (0-1)\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.5) planuje doświadczenie pozwalające rozdzielić mieszaninę\nniejednorodną (ciał stałych w cieczach) na składniki.\n5.11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać […]\nwodorotlenki i sole.\nPrzykładowa odpowiedź\nPróbkę mieszaniny chlorku magnezu i chlorku sodu rozpuścić w wodzie destylowanej.\nDo otrzymanego roztworu dodać (nadmiar) roztworu wodorotlenku sodu.\nOdsączyć wytrącony osad wodorotlenku magnezu i przemyć go wodą.\nDo osadu wodorotlenku magnezu dodać kwas solny, aż osad całkowicie się roztworzy.\nOdparować wodę z uzyskanego roztworu.\nProjekt doświadczenia musi zawierać co najmniej cztery etapy: wytrącenie osadu Mg(OH)2;\noddzielenie osadu Mg(OH)2 od mieszaniny; roztworzenie osadu Mg(OH)2 w kwasie oraz\nodparowanie wody.\nProjekt doświadczenia, w którym zaplanowano wytrącenie osadu Mg(OH)2 w wyniku\nhydrolizy MgCl2 (a nie reakcji MgCl2 z NaOH) należy uznać za błędny.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne opisanie czterech niezbędnych etapów doświadczenia.\n0 p. - za opis nieuwzględniający czterech niezbędnych etapów lub błędny opis albo brak\nodpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Zaprojektowanie doświadczenia\n\n**Etapy doświadczenia:**\n1. Rozpuść mieszaninę soli w wodzie destylowanej.\n2. Do roztworu dodaj nadmiar NaOH(aq) - wytrąca się osad \\(\\ce{Mg(OH)2}\\).\n3. Przesącz mieszaninę przez sączek - osad \\(\\ce{Mg(OH)2}\\) pozostaje na sączku, przesącz (zawierający \\(\\ce{NaCl}\\)) odrzuć.\n4. Przemyj osad wodą destylowaną (aby usunąć resztki \\(\\ce{NaCl}\\) z powierzchni sączka).\n5. Przenieś osad do zlewki i dodaj odpowiednią ilość HCl (bez nadmiaru) - osad rozpuszcza się.\n6. Odparuj roztwór - otrzymujesz czysty stały \\(\\ce{MgCl2}\\).\n\n## Sposób 1 - Strącanie Mg(OH)₂, filtracja, rozpuszczanie w HCl\n\n**Skąd pomysł?** Oba składniki mieszaniny (\\(\\ce{MgCl2}\\) i \\(\\ce{NaCl}\\)) dobrze rozpuszczają się w wodzie, więc nie rozdzielimy ich przez filtrację na sucho. Kluczem jest **różna reaktywność jonów \\(\\ce{Mg^2+}\\) i \\(\\ce{Na+}\\) z NaOH** - magnez tworzy trudno rozpuszczalny wodorotlenek, sód nie tworzy żadnego osadu.\n\n**Krok 1 - Rozpuszczenie mieszaniny w wodzie:**\n\nWsypujesz mieszaninę \\(\\ce{MgCl2 + NaCl}\\) do zlewki i dodajesz wodę destylowaną. Obie sole dobrze się rozpuszczają:\n\n\\[\\ce{MgCl2(s) ->[\\text{H}_2\\text{O}] Mg^2+(aq) + 2Cl-(aq)}\\]\n\\[\\ce{NaCl(s) ->[\\text{H}_2\\text{O}] Na+(aq) + Cl-(aq)}\\]\n\nW roztworze masz teraz jony \\(\\ce{Mg^2+}\\), \\(\\ce{Na+}\\) i \\(\\ce{Cl-}\\) - wszystko wymieszane.\n\n**Krok 2 - Dodanie nadmiaru NaOH (strącenie \\(\\ce{Mg(OH)2}\\)):**\n\nDo roztworu dodajesz **nadmiar** NaOH(aq). Jony \\(\\ce{Mg^2+}\\) reagują z \\(\\ce{OH-}\\), tworząc biały osad:\n\n\\[\\ce{Mg^2+(aq) + 2OH-(aq) -> Mg(OH)2 v}\\]\n\nLub w formie cząsteczkowej:\n\n\\[\\ce{MgCl2(aq) + 2NaOH(aq) -> Mg(OH)2 v + 2NaCl(aq)}\\]\n\nJony \\(\\ce{Na+}\\) **nie reagują** z \\(\\ce{OH-}\\) - \\(\\ce{NaOH}\\) jest dobrze rozpuszczalny. Całość \\(\\ce{NaCl}\\) (i nadmiar NaOH) pozostaje w roztworze.\n\n> Dlaczego nadmiar NaOH? Żeby mieć pewność, że **całe** \\(\\ce{Mg^2+}\\) się wytrąciło - brak nadmiaru oznacza niekompletne wytrącenie i utratę produktu.\n\n**Krok 3 - Filtracja:**\n\nPrzesączasz zawiesinę przez sączek. Osad \\(\\ce{Mg(OH)2}\\) zostaje na sączku. Przesącz (zawiera \\(\\ce{NaCl}\\), \\(\\ce{NaOH}\\), \\(\\ce{Na+}\\), \\(\\ce{Cl-}\\)) odlewasz - niepotrzebny.\n\n**Krok 4 - Przemycie osadu wodą destylowaną:**\n\nNa sączku mogą zostać resztki roztworu z jonami \\(\\ce{Na+}\\) i \\(\\ce{Cl-}\\). Przemywasz osad kilkakrotnie **wodą destylowaną** - wypłukuje ona zanieczyszczenia, a \\(\\ce{Mg(OH)2}\\) pozostaje (jest praktycznie nierozpuszczalny, \\(K_{sp} = 5{,}61 \\cdot 10^{-12}\\)).\n\n**Krok 5 - Rozpuszczenie osadu w HCl (bez nadmiaru!):**\n\nDo osadu \\(\\ce{Mg(OH)2}\\) dodajesz **odpowiednią ilość HCl** - tyle, aby osad się właśnie rozpuścił (np. sprawdzasz indykatorem lub ostrożnie dodajesz kroplami):\n\n\\[\\ce{Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) -> MgCl2(aq) + 2H2O(l)}\\]\n\nOtrzymujesz wodny roztwór czystego \\(\\ce{MgCl2}\\).\n\n**Krok 6 - Odparowanie:**\n\nRoztwór \\(\\ce{MgCl2(aq)}\\) ostrożnie odparowujesz (na łaźni wodnej), aż do uzyskania stałego \\(\\ce{MgCl2}\\).\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja: bilans jonowy i sprawdzenie czystości produktu\n\nSprawdźmy, czy na każdym etapie nie wprowadzamy nowych zanieczyszczeń:\n\n| Etap | Co jest w roztworze/na sączku | Zanieczyszczenie? |\n| Po dissolucji | \\(\\ce{Mg^2+, Na+, Cl-}\\) | Tak - \\(\\ce{Na+}\\) |\n| Po dodaniu nadmiaru NaOH | Osad: \\(\\ce{Mg(OH)2}\\); Roztwór: \\(\\ce{Na+, Cl-, OH-}\\) | Osad czysty ✓ |\n| Po filtracji + przemyciu | Osad: \\(\\ce{Mg(OH)2}\\) (ślady wody) | \\(\\ce{Na+}\\) wypłukany ✓ |\n| Po dodaniu stechiometrycznego HCl | \\(\\ce{MgCl2(aq)}\\) | Brak \\(\\ce{Na+}\\), brak nadmiaru \\(\\ce{H+}\\) ✓ |\n| Po odparowaniu | \\(\\ce{MgCl2(s)}\\) | Czysty produkt ✓ |\n\nBilans elektronowy: brak redoks, więc nie sprawdzamy ładunków elektrycznych - tu liczy się bilans masy i jonów.\n\nKluczowe sprawdzenie: gdybyś dodał **nadmiar HCl** w kroku 5, produkt końcowy zawierałby \\(\\ce{HCl}\\) - zanieczyszczenie. Dlatego kontrola ilości kwasu jest krytyczna.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 10 - Iloczyn rozpuszczalności \\(K_{sp}\\):**\n> \\(K_{sp}(\\ce{Mg(OH)2}) = 5{,}61 \\cdot 10^{-12}\\)\n> Ta wartość potwierdza, że \\(\\ce{Mg(OH)2}\\) jest trudno rozpuszczalny - strącenie jest praktycznie ilościowe. Przemywanie wodą destylowaną nie spowoduje istotnych strat produktu.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> \\(\\ce{NaOH}\\) - dobrze rozpuszczalny (oznaczony \"R\"); \\(\\ce{Mg(OH)2}\\) - trudno rozpuszczalny (oznaczony \"T\").\n> To właśnie z tej tabeli wynika sens całego doświadczenia: \\(\\ce{Mg^2+}\\) można oddzielić od \\(\\ce{Na+}\\) przez strącenie wodorotlenku.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie dodawaj **nadmiaru HCl** w kroku 5 - nadmiar kwasu pozostanie w roztworze i po odparowaniu produkt będzie zanieczyszczony \\(\\ce{HCl}\\). Dodawaj kroplami, obserwując rozpuszczanie osadu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pomiń przemycie osadu na sączku → resztki \\(\\ce{NaCl}\\) z roztworu zanieczyszczą produkt końcowy. Przemywanie jest **obowiązkowym** krokiem, nie opcjonalnym.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Użyj **nadmiaru** NaOH, nie stechiometrycznej ilości - tylko wtedy masz gwarancję, że **cały** \\(\\ce{Mg^2+}\\) wytrącił się jako \\(\\ce{Mg(OH)2}\\). Zbyt mała ilość NaOH = niepełne wytrącenie = straty produktu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie próbuj rozdzielić \\(\\ce{MgCl2}\\) od \\(\\ce{NaCl}\\) przez samą krystalizację (bez NaOH) - obie sole są dobrze rozpuszczalne w wodzie i mają podobne właściwości krystalizacji. Separacja chemiczna przez wodorotlenek jest tutaj niezbędna.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-11.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":6,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/12","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"12","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12. (0-1)\nW temperaturze T przygotowano następujące roztwory:\n1. wodny roztwór Ba(OH)2 o stężeniu 0,05 mol · dm-3\n2. wodny roztwór KOH o stężeniu 0,1 mol · dm-3\n3. wodny roztwór NH3 o stężeniu 0,1 mol · dm-3\n4. wodny roztwór CH3COOH o stężeniu 0,1 mol · dm-3\nPorównaj pH przygotowanych roztworów. Uzupełnij zdania wyrażeniami wybranymi\nspośród podanych poniżej.\nniższe niż równe wyższe niż\npH roztworu 1. jest pH roztworu 2.\npH roztworu 2. jest pH roztworu 3.\npH roztworu 3. jest pH roztworu 4.\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.9) interpretuje wartości stałej dysocjacji, pH […].\nPoprawna odpowiedź\npH roztworu 1. jest równe pH roztworu 2.\npH roztworu 2. jest wyższe niż pH roztworu 3.\npH roztworu 3. jest wyższe niż pH roztworu 4.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie trzech zdań.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n- pH roztworu 1. jest **równe** pH roztworu 2.\n- pH roztworu 2. jest **wyższe niż** pH roztworu 3.\n- pH roztworu 3. jest **wyższe niż** pH roztworu 4.\n\n## Sposób 1 - analiza stężeń jonów OH⁻ i charakter zasadowy/kwasowy\n\n### Krok 1 - Stężenie \\(\\ce{OH-}\\) w roztworze 1. (\\(\\ce{Ba(OH)2}\\), 0,05 mol/dm³)\n\n\\(\\ce{Ba(OH)2}\\) to **mocna zasada**, dysocjuje całkowicie:\n\n\\[\\ce{Ba(OH)2 -> Ba^2+ + 2OH-}\\]\n\nKażda cząsteczka daje **2 jony** \\(\\ce{OH-}\\):\n\n\\[[\\ce{OH-}]_1 = 2 \\cdot 0{,}05 = 0{,}10 \\text{ mol/dm}^3\\]\n\n### Krok 2 - Stężenie \\(\\ce{OH-}\\) w roztworze 2. (KOH, 0,1 mol/dm³)\n\nKOH to **mocna zasada**, dysocjuje całkowicie:\n\n\\[\\ce{KOH -> K+ + OH-}\\]\n\n\\[[\\ce{OH-}]_2 = 0{,}10 \\text{ mol/dm}^3\\]\n\n**Wniosek:** \\([\\ce{OH-}]_1 = [\\ce{OH-}]_2\\), zatem \\(\\mathbf{pH_1 = pH_2}\\).\n\n### Krok 3 - Porównanie roztworów 2. i 3. (KOH vs \\(\\ce{NH3}\\))\n\nKOH to mocna zasada → \\([\\ce{OH-}]_2 = 0{,}10 \\text{ mol/dm}^3\\)\n\n\\(\\ce{NH3}\\) to **słaba zasada**, dysocjuje częściowo:\n\n\\[\\ce{NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-}\\]\n\nPonieważ \\(K_b(\\ce{NH3}) \\ll 1\\), tylko mała część cząsteczek ulegnie dysocjacji:\n\n\\[[\\ce{OH-}]_3 = \\sqrt{K_b \\cdot c} = \\sqrt{1{,}8 \\cdot 10^{-5} \\cdot 0{,}1} \\approx 1{,}34 \\cdot 10^{-3} \\text{ mol/dm}^3\\]\n\n\\[[\\ce{OH-}]_3 \\ll [\\ce{OH-}]_2 \\Rightarrow \\text{pOH}_3 > \\text{pOH}_2 \\Rightarrow \\mathbf{pH_2 > pH_3}\\]\n\n### Krok 4 - Porównanie roztworów 3. i 4. (\\(\\ce{NH3}\\) vs \\(\\ce{CH3COOH}\\))\n\n- Roztwór 3. (\\(\\ce{NH3}\\)) to zasada → pH > 7 (roztwór zasadowy)\n- Roztwór 4. (\\(\\ce{CH3COOH}\\)) to **słaby kwas**:\n\n\\[\\ce{CH3COOH <=> CH3COO- + H+}\\]\n\nRoztwór kwasu octowego ma pH < 7 (roztwór kwasowy).\n\n**Zatem automatycznie:** \\(\\mathbf{pH_3 > pH_4}\\)\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez przybliżone obliczenia pH (T = 25°C)\n\nSzacujemy pH każdego roztworu (zakładamy standardowe \\(K_w = 10^{-14}\\)):\n\n| Roztwór | Typ | \\([\\ce{OH-}]\\) lub \\([\\ce{H+}]\\) | pH ≈ |\n| 1. \\(\\ce{Ba(OH)2}\\) 0,05 M | mocna zasada | \\([\\ce{OH-}] = 0{,}10\\) M | **13** |\n| 2. KOH 0,1 M | mocna zasada | \\([\\ce{OH-}] = 0{,}10\\) M | **13** |\n| 3. \\(\\ce{NH3}\\) 0,1 M | słaba zasada | \\([\\ce{OH-}] \\approx 1{,}34 \\cdot 10^{-3}\\) M | **≈ 11,1** |\n| 4. \\(\\ce{CH3COOH}\\) 0,1 M | słaby kwas | \\([\\ce{H+}] \\approx 1{,}34 \\cdot 10^{-3}\\) M | **≈ 2,9** |\n\nWyniki potwierdzają: \\(pH_1 = pH_2 > pH_3 > pH_4\\) ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:**\n> \\(K_b(\\ce{NH3}) = 1{,}8 \\cdot 10^{-5}\\), \\(K_a(\\ce{CH3COOH}) = 1{,}8 \\cdot 10^{-5}\\)\n> Użyte w Sposobie 2 do szacowania stężeń jonów i porównania stopnia dysocjacji słabej zasady i słabego kwasu.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 (lub str. 20) - Iloczyn jonowy wody:**\n> \\(K_w = [\\ce{H+}][\\ce{OH-}] = 10^{-14}\\) w temp. 25°C\n> Pozwala przeliczać pOH na pH: \\(pH + pOH = 14\\).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{Ba(OH)2}\\) daje **dwa** jony \\(\\ce{OH-}\\) na jedną cząsteczkę - stężenie jonów \\(\\ce{OH-}\\) jest dwukrotnie wyższe niż stężenie soli! Pominięcie tego \"razy 2\" to jeden z najczęstszych błędów w tej grupie zadań.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie porównuj bezpośrednio stężeń podanych w zadaniu (0,05 mol/dm³ vs 0,1 mol/dm³) - musisz zawsze przeliczać na stężenie jonów \\(\\ce{H+}\\) lub \\(\\ce{OH-}\\), uwzględniając stechiometrię dysocjacji.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{NH3}\\) i \\(\\ce{CH3COOH}\\) mają niemal identyczne stałe \\(K_b\\) i \\(K_a\\) (obydwa ≈ \\(1{,}8 \\cdot 10^{-5}\\)) i takie samo stężenie 0,1 M - ich pH różni się dramatycznie (≈11 vs ≈3), bo jedna jest zasadą, a druga kwasem. Nie daj się zwieść podobieństwu liczb.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-12.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":6,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/13","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"13","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 13. (0-1)\nUzupełnij poniższe zdania. Podkreśl właściwe określenie spośród wymienionych\nw każdym nawiasie.\nPo porównaniu stałych dysocjacji kwasu chlorowego(I) i kwasu chlorowego(III) można\nstwierdzić, że w cząsteczce kwasu chlorowego(I) wiązanie O-H jest (bardziej / mniej)\nspolaryzowane niż w cząsteczce kwasu chlorowego(III). Wodny roztwór kwasu\nchlorowego(I) ma więc (niższe / wyższe) pH od roztworu kwasu chlorowego(III) o tym\nsamym stężeniu molowym. W wodnych roztworach soli sodowych tych kwasów uniwersalny\npapierek wskaźnikowy (pozostaje żółty / przyjmuje czerwone zabarwienie / przyjmuje\nniebieskie zabarwienie).","answer":null,"answer_text":"Zadanie 13. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.7) […] przewiduje wpływ rodzaju wiązania […] na\nwłaściwości […] substancji nieorganicznych […].\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.10) porównuje moc elektrolitów na podstawie wartości ich\nstałych dysocjacji.\n8. Niemetale. Zdający:\n8.11) klasyfikuje […] kwasy ze względu na ich […] moc […].\nPoprawna odpowiedź\nPo porównaniu stałych dysocjacji kwasu chlorowego(I) i kwasu chlorowego(III) można\nstwierdzić, że w cząsteczce kwasu chlorowego(I) wiązanie O-H jest (bardziej / mniej)\nspolaryzowane niż w cząsteczce kwasu chlorowego(III). Wodny roztwór kwasu\nchlorowego(I) ma więc (niższe / wyższe) pH od roztworu kwasu chlorowego(III) o tym\nsamym stężeniu molowym. W wodnych roztworach soli sodowych tych kwasów uniwersalny\npapierek wskaźnikowy (pozostaje żółty / przyjmuje czerwone zabarwienie / przyjmuje\nniebieskie zabarwienie).\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie określeń w każdym nawiasie.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- Zdanie 1: wiązanie O-H jest **mniej** spolaryzowane niż w cząsteczce kwasu chlorowego(III)\n- Zdanie 2: wodny roztwór kwasu chlorowego(I) ma **wyższe** pH\n- Zdanie 3: papierek wskaźnikowy **przyjmuje niebieskie zabarwienie**\n\n## Sposób 1 - porównanie Ka i interpretacja struktury\n\n**Krok 1: Sprawdzamy stałe dysocjacji (karta wzorów str. 9)**\n\n\\[K_a(\\ce{HClO}) \\approx 2{,}9 \\cdot 10^{-8} \\quad \\Rightarrow \\quad pK_a \\approx 7{,}5\\]\n\\[K_a(\\ce{HClO2}) \\approx 1{,}1 \\cdot 10^{-2} \\quad \\Rightarrow \\quad pK_a \\approx 2{,}0\\]\n\nKwas chlorowy(I) - \\(\\ce{HClO}\\) - jest **znacznie słabszym kwasem** niż kwas chlorowy(III) - \\(\\ce{HClO2}\\).\n\n**Krok 2: Zdanie 1 - polaryzowalność wiązania O-H**\n\nMoc kwasu tlenowego zależy od tego, jak bardzo wiązanie O-H jest spolaryzowane. Im bardziej elektroujemne środowisko wokół centralnego atomu Cl (więcej atomów O przyłączonych do Cl!), tym silniej \"ciągnie\" elektrony od O-H → wiązanie bardziej spolaryzowane → łatwiejsza dysocjacja → mocniejszy kwas.\n\n- \\(\\ce{HClO}\\): Cl na st. utl. +1, tylko jeden atom O przy Cl → słabe odciąganie elektronów od O-H → wiązanie O-H **mniej spolaryzowane**\n- \\(\\ce{HClO2}\\): Cl na st. utl. +3, dwa atomy O przy Cl (jeden =O, jeden -OH) → silniejszy efekt indukcyjny → wiązanie O-H **bardziej spolaryzowane** → łatwiejsza dysocjacja\n\nZatem w \\(\\ce{HClO}\\) wiązanie O-H jest **mniej** spolaryzowane niż w \\(\\ce{HClO2}\\). ✓\n\n**Krok 3: Zdanie 2 - pH roztworów o tym samym stężeniu**\n\n\\(\\ce{HClO}\\) ma mniejszy \\(K_a\\), więc dysocjuje słabiej → mniej jonów \\(\\ce{H+}\\) w roztworze → **wyższe** pH.\n\n\\[c(\\ce{H+}) \\text{ w roztworze } \\ce{HClO} < c(\\ce{H+}) \\text{ w roztworze } \\ce{HClO2}\\]\n\\[\\Rightarrow pH(\\ce{HClO}) > pH(\\ce{HClO2})\\]\n\nRoztwór kwasu chlorowego(I) ma **wyższe** pH. ✓\n\n**Krok 4: Zdanie 3 - reakcja soli sodowych z wodą**\n\nSole sodowe: \\(\\ce{NaClO}\\) (podchloryn sodu) i \\(\\ce{NaClO2}\\) (chloryn sodu).\n\nObie są solami **mocnej zasady** (NaOH) i **słabych kwasów** (\\(\\ce{HClO}\\) i \\(\\ce{HClO2}\\)) → hydroliza anionowa:\n\n\\[\\ce{ClO- + H2O <=> HClO + OH-}\\]\n\\[\\ce{ClO2- + H2O <=> HClO2 + OH-}\\]\n\nOba roztwory są **zasadowe** (pH > 7). Papierek wskaźnikowy w środowisku zasadowym **przyjmuje niebieskie zabarwienie**. ✓\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez regułę Paulinga\n\nPauling sformułował empiryczną regułę: moc kwasu tlenowego rośnie z liczbą \"nadmiarowych\" atomów tlenu (tj. atomów O nie tworzących wiązania O-H). Dla kwasów \\(\\ce{HXO_m(OH)_n}\\):\n\n- \\(\\ce{HClO}\\) = \\(\\ce{Cl(OH)}\\): m = 0 → kwas bardzo słaby (\\(K_a \\sim 10^{-8}\\))\n- \\(\\ce{HClO2}\\) = \\(\\ce{ClO(OH)}\\): m = 1 → kwas słaby-umiarkowany (\\(K_a \\sim 10^{-2}\\))\n- \\(\\ce{HClO3}\\) = \\(\\ce{ClO2(OH)}\\): m = 2 → kwas mocny (\\(K_a \\sim 10^{2}\\))\n- \\(\\ce{HClO4}\\) = \\(\\ce{ClO3(OH)}\\): m = 3 → kwas bardzo mocny\n\nKażdy dodatkowy atom \"=O\" przy Cl odciąga gęstość elektronową od O-H (efekt indukcyjny) → silniejsza polaryzacja → mocniejszy kwas.\n\nWnioski pokrywają się z Wynikiem 1: **HClO ma mniej spolaryzowane O-H** niż HClO₂.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n\\[K_a(\\ce{HClO}) \\approx 2{,}9 \\cdot 10^{-8}, \\quad K_a(\\ce{HClO2}) \\approx 1{,}1 \\cdot 10^{-2}\\]\nKluczowe do porównania mocy kwasów i wyciągnięcia wniosków o polaryzacji O-H oraz pH roztworów.\n\n📖 **Karta wzorów str. 11 - Wskaźniki kwasowo-zasadowe:**\nPapierek wskaźnikowy (uniwersalny): zmiana barwy zależna od pH - w środowisku zasadowym (pH > 7) barwa **niebieska**. Uzasadnia odpowiedź w zdaniu 3.\n\n## Dlaczego inne opcje są błędne\n\n| Wariant | Błąd |\n| Zdanie 1: **bardziej** | Mylenie kierunku: większy Ka = silniejszy kwas = bardziej spolaryzowane O-H. To HClO₂ ma większy Ka, więc to ono ma bardziej spolaryzowane O-H - nie HClO. |\n| Zdanie 2: **niższe** pH | Błąd: słabszy kwas → mniej H⁺ → wyższe pH (nie niższe). Pomylenie kierunku zależności. |\n| Zdanie 3: **pozostaje żółty** | Żółty = odczyn neutralny (pH ≈ 7). Sole słabych kwasów i mocnych zasad hydrolizują zasadowo → pH > 7 → kolor niebieski, nie żółty. |\n| Zdanie 3: **czerwone zabarwienie** | Czerwony = odczyn kwaśny. Błąd: NaClO i NaClO₂ to sole mocnej zasady + słabego kwasu → zasadowy odczyn roztworu. Czerwone zabarwienie dawałyby sole słabych zasad i mocnych kwasów (np. NH₄Cl). |\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często mylą kierunek: \"słabszy kwas → niższe pH\". To odwrotnie - słabszy kwas daje MNIEJ H⁺, więc pH jest WYŻSZE.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić kwasu chlorowego(I) = HClO z kwasem chlorowodorowym HCl. \"Chlorowy(I)\" to kwas tlenowy chloru na +1!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy hydrolizie soli - pytanie brzmi \"czyja sól?\". NaClO → sól NaOH (mocna zasada) + HClO (słaby kwas) → hydroliza anionowa → **zasadowy** odczyn. Papierek niebieskieje, nie czerwienieje.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-13.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":7,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/14","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"14","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 14.\nW roztworze wodnym znajdują się kationy: Ba2+, Ag+ i Mg2+ oraz towarzyszące im aniony.\nKationy te można wydzielić z roztworu za pomocą reakcji strąceniowych, stosując\nodpowiednie odczynniki w takiej kolejności, aby jeden odczynnik wytrącał z roztworu\nw postaci nierozpuszczalnej soli tylko jeden kation. Po przesączeniu osadu, używając innego\nodczynnika, można wytrącić z przesączu sól zawierającą kolejny kation.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 14. (0-2)\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać\nróżnymi metodami […] sole.","solution":null,"image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-14.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":7,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/14.1","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"14.1","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 14.1. (0-1)\nWpisz do tabeli wzory odczynników, których użycie pozwoli w trzech etapach (I, II i III)\nwytrącić kolejno z roztworu w postaci nierozpuszczalnych soli kationy w nim zawarte.\nOdczynniki wybierz spośród wymienionych poniżej.\nNa2CrO4 (aq) KNO3 (aq) NaCl (aq) NaOH (aq) K2SiO3 (aq)\nEtap I\nEtap II\nEtap III","answer":null,"answer_text":"Zadanie 14.1. (0-1)\nPoprawna odpowiedź\nEtap I\nNaCl (aq) lub NaCl\nEtap II\nNa2CrO4 (aq) lub Na2CrO4\nEtap III\nK2SiO3 (aq) lub K2SiO3\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie całej tabeli.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nRoztwór zawiera kationy \\ce{Ba^2+}, \\ce{Ag+} i \\ce{Mg^2+}. Dobieramy odczynniki tak, aby każdy z nich strącał selektywnie tylko jeden kation:\n\n| | Odczynnik |\n| **Etap I** | \\(\\ce{NaCl(aq)}\\) |\n| **Etap II** | \\(\\ce{Na2CrO4(aq)}\\) |\n| **Etap III** | \\(\\ce{K2SiO3(aq)}\\) |\n\n## Sposób 1 - Analiza rozpuszczalności krok po kroku\n\n**Punkt wyjścia:** w roztworze są jony \\ce{Ag+}, \\ce{Ba^2+}, \\ce{Mg^2+}. Każdym odczynnikiem chcemy strącić **tylko jeden** kation, a po przesączeniu kolejnym odczynnikiem strącić następny.\n\n### Etap I - strącenie \\ce{Ag+} za pomocą \\ce{NaCl(aq)}\n\n\\[\\ce{Ag+(aq) + Cl-(aq) -> AgCl v}\\]\n\n\\ce{AgCl} jest praktycznie nierozpuszczalny (biały osad). Chlorki baru i magnezu (\\ce{BaCl2}, \\ce{MgCl2}) są dobrze rozpuszczalne, więc \\ce{Ba^2+} i \\ce{Mg^2+} zostają w roztworze. Odsączamy \\ce{AgCl}.\n\n### Etap II - strącenie \\ce{Ba^2+} za pomocą \\ce{Na2CrO4(aq)}\n\n\\[\\ce{Ba^2+(aq) + CrO4^2-(aq) -> BaCrO4 v}\\]\n\n\\ce{BaCrO4} to żółty, nierozpuszczalny osad. Chromian(VI) magnezu jest rozpuszczalny, więc \\ce{Mg^2+} pozostaje w przesączu. Odsączamy \\ce{BaCrO4}.\n\n### Etap III - strącenie \\ce{Mg^2+} za pomocą \\ce{K2SiO3(aq)}\n\n\\[\\ce{Mg^2+(aq) + SiO3^2-(aq) -> MgSiO3 v}\\]\n\nKrzemian magnezu \\ce{MgSiO3} jest nierozpuszczalny. W ten sposób strącamy ostatni kation.\n\n## Sposób 2 - Eliminacja odczynników-pułapek\n\nOdczynniki do wyboru: \\ce{Na2CrO4}, \\ce{KNO3}, \\ce{NaCl}, \\ce{NaOH}, \\ce{K2SiO3}.\n\n| Odczynnik | Dlaczego nie pasuje |\n| \\(\\ce{KNO3}\\) | azotany(V) są zawsze rozpuszczalne - nic nie strąca (decoy) |\n| \\(\\ce{NaOH}\\) | strąciłby równocześnie \\ce{Mg(OH)2}, a \\ce{AgOH}/\\ce{Ag2O} też - brak selektywności dla tego zestawu; w kluczu CKE Etap III to \\ce{K2SiO3} |\n\nDziałająca, selektywna kolejność: \\ce{NaCl} → \\ce{Na2CrO4} → \\ce{K2SiO3}.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **Etap I - NaCl(aq); Etap II - Na2CrO4(aq); Etap III - K2SiO3(aq).**\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne uzupełnienie całej tabeli.\n> - **0 pkt** - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kolejność etapów jest kluczowa - najpierw \\ce{Ag+} (chlorkiem), bo \\ce{AgCl} jest najtrudniej rozpuszczalny i \\ce{NaCl} nie rusza \\ce{Ba^2+} ani \\ce{Mg^2+}.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\ce{KNO3} to klasyczny odczynnik-pułapka - wszystkie azotany(V) są rozpuszczalne, więc nie strąci żadnego kationu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Ostatni kation (\\ce{Mg^2+}) strącamy jako krzemian \\ce{MgSiO3} odczynnikiem \\ce{K2SiO3} - nie wodorotlenkiem sodu.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-14.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":7,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/14.2","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"14.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 14.2. (0-1)\nNapisz wzory nierozpuszczalnych soli powstałych w każdym etapie doświadczenia.\nEtap I\nEtap II\nEtap III\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n11.\n12.\n13.\n14.1. 14.2.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nInformacja do zadań 15.-16.\nWykonano doświadczenie zilustrowane na poniższym schemacie.\nI\nII","answer":null,"answer_text":"Zadanie 14.2. (0-1)\nPoprawna odpowiedź\nEtap I\nAgCl\nEtap II\nBaCrO4\nEtap III\nMgSiO3\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie całej tabeli.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nNierozpuszczalne sole strącone w kolejnych etapach (dla kationów \\ce{Ag+}, \\ce{Ba^2+}, \\ce{Mg^2+}):\n\n| | Wzór soli |\n| **Etap I** | \\(\\ce{AgCl}\\) |\n| **Etap II** | \\(\\ce{BaCrO4}\\) |\n| **Etap III** | \\(\\ce{MgSiO3}\\) |\n\n## Sposób 1 - Reakcje strąceniowe etap po etapie\n\n**Etap I - chlorek srebra(I):**\n\\[\\ce{Ag+(aq) + Cl-(aq) -> AgCl v}\\]\nBiały, serowaty osad - strącony odczynnikiem \\ce{NaCl}.\n\n**Etap II - chromian(VI) baru:**\n\\[\\ce{Ba^2+(aq) + CrO4^2-(aq) -> BaCrO4 v}\\]\nŻółty osad - strącony odczynnikiem \\ce{Na2CrO4}.\n\n**Etap III - krzemian magnezu:**\n\\[\\ce{Mg^2+(aq) + SiO3^2-(aq) -> MgSiO3 v}\\]\nBiały, galaretowaty osad - strącony odczynnikiem \\ce{K2SiO3}.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez tabelę rozpuszczalności\n\n| Sól | Rozpuszczalność | Barwa osadu |\n| \\(\\ce{AgCl}\\) | n (nierozpuszczalna) | biały |\n| \\(\\ce{BaCrO4}\\) | n (nierozpuszczalna) | żółty |\n| \\(\\ce{MgSiO3}\\) | n (nierozpuszczalna) | biały |\n\nWszystkie trzy sole są nierozpuszczalne - to one tworzą osady w kolejnych etapach.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **Etap I - AgCl; Etap II - BaCrO4; Etap III - MgSiO3.**\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne uzupełnienie całej tabeli.\n> - **0 pkt** - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wzory soli zapisuj zgodnie z ładunkami jonów: \\ce{Ag+}/\\ce{Cl-} → \\ce{AgCl}; \\ce{Ba^2+}/\\ce{CrO4^2-} → \\ce{BaCrO4}; \\ce{Mg^2+}/\\ce{SiO3^2-} → \\ce{MgSiO3}.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Sole muszą odpowiadać odczynnikom z zadania 14.1 (NaCl, Na2CrO4, K2SiO3) - produkty to chlorek, chromian(VI) i krzemian.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pytanie dotyczy wyłącznie wzoru **soli** (produktu nierozpuszczalnego), nie pełnego równania jonowego.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-14.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":7,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/15","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"15","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15. (0-2)\nOkreśl odczyn roztworu powstałego w probówce I i odczyn roztworu powstałego\nw probówce II oraz napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących\npodczas tego doświadczenia.\nNr\nprobówki\nOdczyn roztworu\nRównanie reakcji\nI\nII","answer":null,"answer_text":"Zadanie 15. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.9) […] bada odczyn roztworów.\n5.8) uzasadnia (ilustrując równaniami reakcji) przyczynę […]\nodczynu niektórych roztworów soli (hydroliza).\n5.10) pisze równania reakcji: […] hydrolizy soli w formie […]\njonowej ([…] skróconej).\nPoprawna odpowiedź\nNr\nprobówki\nOdczyn roztworu\nRównanie reakcji\nI\nzasadowy\nC17H35COO - + H2O ⇄ C17H35COOH + OH -\nII\nkwasowy\nNH +\n4 + H2O ⇄ NH3 + H3O +\nlub NH +\n4 + H2O ⇄ NH3·H2O + H +\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli (poprawne określenie odczynu\ni poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji).\n1 p. - za poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Tabela\n\n| | Odczyn roztworu | Równanie reakcji |\n| **Probówka I** | zasadowy | \\(\\ce{C17H35COO- + H2O <=> C17H35COOH + OH-}\\) |\n| **Probówka II** | kwasowy | \\(\\ce{NH4+ + H2O <=> NH3*H2O + H+}\\) |\n\n## Sposób 1 - Analiza charakteru soli → hydroliza jonów\n\n**Kluczowa zasada:** Odczyn roztworu soli zależy od tego, z jakiego kwasu i jakiej zasady pochodzi sól.\n\n### Probówka I - \\(\\ce{C17H35COOK}\\) (stearynian potasu)\n\nTo sól mocnej zasady (\\(\\ce{KOH}\\)) i **słabego kwasu** (kwas stearynowy \\(\\ce{C17H35COOH}\\)).\n\n- \\(\\ce{K+}\\) nie hydrolizuje - pochodzi z mocnej zasady, jest obojętny\n- **\\(\\ce{C17H35COO-}\\) hydrolizuje** - jest zasadą sprzężoną słabego kwasu, \"przyciąga\" proton od wody\n\nRównanie hydrolizy anionu (jonowa skrócona):\n\n\\[\\ce{C17H35COO- + H2O <=> C17H35COOH + OH-}\\]\n\nPowstają jony \\(\\ce{OH-}\\) → **odczyn zasadowy**.\n\n### Probówka II - \\(\\ce{NH4Cl}\\) (chlorek amonu)\n\nTo sól **słabej zasady** (\\(\\ce{NH3 * H2O}\\)) i mocnego kwasu (\\(\\ce{HCl}\\)).\n\n- \\(\\ce{Cl-}\\) nie hydrolizuje - pochodzi z mocnego kwasu\n- **\\(\\ce{NH4+}\\) hydrolizuje** - jest kwasem sprzężonym słabej zasady, \"oddaje\" proton wodzie\n\nRównanie hydrolizy kationu (jonowa skrócona):\n\n\\[\\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 * H2O + H+}\\]\n\nPowstają jony \\(\\ce{H+}\\) → **odczyn kwasowy**.\n\n## Sposób 2 - Teoria Brønsteda-Lowry'ego (weryfikacja)\n\nSprawdzamy, czy zapisane równania są poprawne jako pary kwas-zasada:\n\n**Probówka I:**\n\\[\\ce{C17H35COO- + H2O <=> C17H35COOH + OH-}\\]\n\n| | Strona lewa | Strona prawa |\n| Kwas | \\(\\ce{H2O}\\) (donor \\(\\ce{H+}\\)) | \\(\\ce{C17H35COOH}\\) (sprzężony kwas) |\n| Zasada | \\(\\ce{C17H35COO-}\\) (akceptor \\(\\ce{H+}\\)) | \\(\\ce{OH-}\\) (sprzężona zasada) |\n\n✓ Pary sprzężone: \\(\\ce{H2O / OH-}\\) oraz \\(\\ce{C17H35COOH / C17H35COO-}\\) - poprawne.\n\n**Probówka II:**\n\\[\\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 * H2O + H+}\\]\n\n| | Strona lewa | Strona prawa |\n| Kwas | \\(\\ce{NH4+}\\) (donor \\(\\ce{H+}\\)) | \\(\\ce{H+}\\) (sprzężony kwas - jon oksoniowy) |\n| Zasada | \\(\\ce{H2O}\\) (akceptor \\(\\ce{H+}\\)) | \\(\\ce{NH3 * H2O}\\) (sprzężona zasada) |\n\n✓ Pary sprzężone: \\(\\ce{NH4+ / NH3 * H2O}\\) oraz \\(\\ce{H+ / H2O}\\) - poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów i zasad:**\n\nKwas stearynowy to kwas karboksylowy - słaby kwas organiczny z grupą \\(\\ce{-COOH}\\). Jego sprzężona zasada \\(\\ce{C17H35COO-}\\) hydrolizuje. Znajomość tej zasady (słabe kwasy mają zasadowe aniony) jest kluczowa.\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - pKb zasad:**\n\n\\(\\ce{NH3 * H2O}\\) to słaba zasada. Jej sprzężony kwas \\(\\ce{NH4+}\\) hydrolizuje, dając odczyn kwasowy. Karta potwierdza słaby charakter amoniaku.\n\nW tym zadaniu nie obliczamy wartości liczbowych - wystarczy znajomość zasad hydrolizy soli.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pisz pełnego równania dysocjacji soli, a potem oddzielnie hydrolizy - zadanie wprost prosi o **jonową skróconą równanie reakcji zachodzącej w czasie doświadczenia**, czyli hydrolizy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{NH3 * H2O}\\) i \\(\\ce{NH3}\\) to dwie różne formy w równaniu! W wodnym roztworze powstaje wodzian amoniaku \\(\\ce{NH3 * H2O}\\), nie wolny \\(\\ce{NH3}\\). Użycie \\(\\ce{NH3}\\) zamiast \\(\\ce{NH3 * H2O}\\) jest błędem formalnym na maturze.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Stearynian potasu to **mydło** - sól wyższego kwasu tłuszczowego. Jej zasadowy odczyn to właśnie powód, dla którego mydła \"ślizgają się\" na skórze. Takie skojarzenie pomaga zapamiętać, że sole mydlane dają odczyn zasadowy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Równowagę hydrolizy zawsze zapisujemy ze strzałką odwracalną \\(\\ce{<=>}\\), nie jednostronną \\(\\ce{->}\\) - hydroliza jest reakcją równowagową (przebiega w niewielkim stopniu).","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-15.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/16","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"16","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 16. (0-1)\nOkreśl, jaką funkcję (kwasu czy zasady) według teorii Brønsteda-Lowry’ego pełnią\nw reakcjach zachodzących podczas opisanego doświadczenia jony NH +\n4 i jony\nC17H35COO -.\nJony NH +\n4 pełnią funkcję\nJony C17H35COO - pełnią funkcję","answer":null,"answer_text":"Zadanie 16. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.8) klasyfikuje substancje do kwasów lub zasad zgodnie\nz teorią Brønsteda-Lowry’ego.\nPoprawna odpowiedź\nJony NH +\n4 pełnią funkcję kwasu.\nJony C17H35COO - pełnią funkcję zasady.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne określenie funkcji obu jonów.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- Jon \\(\\ce{NH4+}\\) pełni funkcję **kwasu** (donuje proton)\n- Jon \\(\\ce{C17H35COO-}\\) pełni funkcję **zasady** (przyjmuje proton)\n\n## Sposób 1 - Identyfikacja na podstawie definicji Brønsteda-Lowry'ego\n\n**Definicja:**\n- **Kwas Brønsteda** = donor protonu (\\(\\ce{H+}\\))\n- **Zasada Brønsteda** = akceptor protonu (\\(\\ce{H+}\\))\n\n**Krok 1: Ustal, co się dzieje w doświadczeniu.**\n\nW opisanym doświadczeniu zachodzi reakcja między jonem amoniowym (\\(\\ce{NH4+}\\), np. z \\(\\ce{NH4Cl}\\)) a jonem stearynianu (\\(\\ce{C17H35COO-}\\), np. z mydła sodowego \\(\\ce{C17H35COONa}\\)).\n\n**Krok 2: Zapisz równanie reakcji.**\n\n\\[\n\\ce{NH4+ + C17H35COO- <=> NH3 + C17H35COOH}\n\\]\n\n**Krok 3: Prześledź wędrówkę protonu.**\n\n- \\(\\ce{NH4+}\\) **oddaje** proton \\(\\ce{H+}\\) → staje się \\(\\ce{NH3}\\) → działa jako **kwas**\n- \\(\\ce{C17H35COO-}\\) **przyjmuje** proton \\(\\ce{H+}\\) → staje się \\(\\ce{C17H35COOH}\\) → działa jako **zasada**\n\n## Sposób 2 - Analiza par sprzężonych kwas-zasada\n\nKażdy kwas po oddaniu protonu daje **sprzężoną zasadę**, każda zasada po przyjęciu protonu daje **sprzężony kwas**.\n\n| Cząstka w reakcji | Kierunek przemiany | Para sprzężona | Funkcja |\n| \\(\\ce{NH4+}\\) → \\(\\ce{NH3}\\) | oddaje \\(\\ce{H+}\\) | \\(\\ce{NH3}\\) to sprzężona zasada | **kwas** |\n| \\(\\ce{C17H35COO-}\\) → \\(\\ce{C17H35COOH}\\) | przyjmuje \\(\\ce{H+}\\) | \\(\\ce{C17H35COOH}\\) to sprzężony kwas | **zasada** |\n\n**Logika par sprzężonych:**\n- \\(\\ce{NH4+}\\) jest sprzężonym kwasem słabej zasady \\(\\ce{NH3}\\) - dlatego sam ma własności kwasowe\n- \\(\\ce{C17H35COO-}\\) jest sprzężoną zasadą słabego kwasu \\(\\ce{C17H35COOH}\\) (kwas stearynowy) - dlatego sam ma własności zasadowe\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość definicji Brønsteda i zasady par sprzężonych.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:**\n> Znajdziesz tam \\(pK_a\\) i \\(pK_b\\) wybranych kwasów i zasad.\n> Pomocniczo: słaba zasada (\\(\\ce{NH3}\\)) ma silnie kwasowy jon sprzężony (\\(\\ce{NH4+}\\)); słaby kwas (kwas stearynowy) ma wyraźnie zasadowy jon sprzężony (\\(\\ce{C17H35COO-}\\)).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często mylą się z \\(\\ce{NH4+}\\) - intuicyjnie kojarzą amoniak z zasadą, więc przypisują też \\(\\ce{NH4+}\\) funkcję zasady. Pamiętaj: \\(\\ce{NH3}\\) jest zasadą, ale \\(\\ce{NH4+}\\) to już **kwas** (jego sprzężony kwas!).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Jon \\(\\ce{C17H35COO-}\\) to anion - uczniowie czasem zakładają, że anion = kwas (bo „ma ładunek ujemny\"). W teorii Brønsteda liczy się wyłącznie zdolność do oddawania lub przyjmowania \\(\\ce{H+}\\), nie ładunek elektryczny.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W teorii Brønsteda-Lowry'ego woda NIE MUSI brać udziału w reakcji - kwas i zasada mogą reagować ze sobą bezpośrednio, jak tu: \\(\\ce{NH4+}\\) z \\(\\ce{C17H35COO-}\\).","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-16.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/17","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"17","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 17. (0-1)\nPewien proces, w którym związek A zostaje przekształcony w związek B, przebiega w dwóch\netapach.\nEtap 1.\nA → C\nΔH < 0\nEtap 2.\nC → B\nΔH > 0\nH2O\nC17H35COOK (s)\nH2O\nNH4Cl (s)\nMCH_1R\nPrzeanalizuj poniższe wykresy i ustal, który z nich odpowiada opisanej przemianie.\nI\nII\nOpisaną przemianę poprawnie zilustrowano na wykresie","answer":null,"answer_text":"Zadanie 17. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.3) stosuje pojęcia: egzoenergetyczny, endoenergetyczny,\nenergia aktywacji do opisu efektów energetycznych przemian.\n4.4) interpretuje zapis ΔH < 0 i ΔH > 0 do określenia efektu\nenergetycznego reakcji.\nPoprawna odpowiedź\nOpisaną przemianę poprawnie zilustrowano na wykresie II.\nSchemat punktowania\n1 p. - za wskazanie właściwego wykresu.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: wykres, na którym poziom energii **spada** na etapie A→C, a następnie **rośnie** na etapie C→B (pośrednik C leży najniżej).\n\n## Sposób 1 - Analiza znaku ΔH dla każdego etapu\n\n**Etap 1: A → C, ΔH < 0 (egzotermiczny)**\n\nUjemne ΔH oznacza, że energia produktu jest **niższa** niż substratu:\n\n\\[H(C) < H(A)\\]\n\nNa wykresie: strzałka lub poziom energii **opada** - C leży **poniżej A**.\n\n**Etap 2: C → B, ΔH > 0 (endotermiczny)**\n\nDodatnie ΔH oznacza, że energia produktu jest **wyższa** niż substratu:\n\n\\[H(B) > H(C)\\]\n\nNa wykresie: poziom energii **rośnie** - B leży **powyżej C**.\n\n**Podsumowanie kształtu wykresu:**\n\nH(A) ──────\n\\ etap 1 (↓)\nH(C) ──────\n\\ etap 2 (↑)\nH(B) ──────\n\nLub alternatywnie - B może być wyżej niż A (zależy od wartości bezwzględnych obu ΔH, czego zadanie nie podaje). **Kluczowy warunek: C MUSI być najniżej ze wszystkich trzech poziomów.**\n\nSzukaj wykresu, gdzie:\n1. A → C: linia/strzałka idzie **w dół**\n2. C → B: linia/strzałka idzie **w górę**\n3. C jest **najniżej** (dolina, nie szczyt)\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez prawo Hessa\n\nCałkowita entalpia przemiany A → B:\n\n\\[\\Delta H_{A \\to B} = \\Delta H_1 + \\Delta H_2\\]\n\nGdzie \\(\\Delta H_1 < 0\\) i \\(\\Delta H_2 > 0\\), więc **sumaryczne ΔH może być ujemne lub dodatnie** - oba warianty są dopuszczalne. Wykluczamy zatem wykresy, które sugerowałyby, że C jest **powyżej** A lub B.\n\nDodatkowa weryfikacja - C jako pośrednik energetyczny:\n- Gdyby C leżał **powyżej** A: etap 1 byłby endotermiczny (ΔH > 0) - **sprzeczność z treścią**\n- Gdyby C leżał **powyżej** B: etap 2 byłby egzotermiczny (ΔH < 0) - **sprzeczność z treścią**\n\nZatem C = **lokalne minimum** na wykresie. To jednoznacznie identyfikuje poprawny wykres.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 13 - Prawo Hessa (entalpia tworzenia i spalania):**\n\nChoć konkretnych wartości tu nie używamy, schemat energetyczny opiera się na zasadzie:\n\n\\[\\Delta H_{reakcji} = \\sum \\Delta H_{produkty} - \\sum \\Delta H_{substraty}\\]\n\nZastosowanie: etap 1 ΔH < 0 ⟺ \\(H(\\text{produktu C}) - H(\\text{substratu A}) < 0\\) ⟺ C niżej niż A.\n\n> W tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych liczb z karty - wystarczy znajomość definicji znaku ΔH i zasady addytywności entalpii (prawo Hessa).\n\n## Dlaczego inne wykresy są błędne\n\n| Wykres | Błąd |\n| C **powyżej** A (etap 1 w górę) | Sugeruje ΔH₁ > 0 (endotermiczny) - sprzeczne z ΔH < 0 |\n| C **powyżej** B (etap 2 w dół) | Sugeruje ΔH₂ < 0 (egzotermiczny) - sprzeczne z ΔH > 0 |\n| Ciągła linia malejąca A→C→B | Brak zmiany kierunku - oba etapy egzotermiczne |\n| Ciągła linia rosnąca A→C→B | Brak zmiany kierunku - oba etapy endotermiczne |\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie mylą znak ΔH z kierunkiem reakcji. ΔH < 0 **zawsze** oznacza: produkt ma **niższy** poziom energii (entalpia spada). Pamiętaj: egzo = \"wychodzi ciepło\" = układ traci energię.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zadanie **nie mówi**, czy B jest wyżej czy niżej niż A - to zależy od wartości bezwzględnych obu ΔH. Błędem jest odrzucenie wykresu tylko dlatego, że B jest wyżej od A (lub odwrotnie). Jedynym pewnym warunkiem jest: **C leży najniżej**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić wykresu entalpii (poziomy energii) z wykresem profilu energetycznego reakcji (z barierą aktywacji). To zadanie dotyczy **poziomów entalpii** A, C, B - nie energii aktywacji.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-17.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/18","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"18","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18. (0-2)\nW temperaturze 20 °C rozpuszczalność azotanu(V) potasu jest równa 31,9 grama na\n100 gramów wody.\nOblicz\nstężenie\nmolowe\nnasyconego\nwodnego\nroztworu\nazotanu(V)\npotasu\nw temperaturze 20 °C, jeżeli gęstość roztworu jest równa 1,16 g · cm\n3\nNa podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.\nObliczenia:\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n15.\n16.\n17.\n18.\nMaks. liczba pkt\n2\n1\n1\n2\nUzyskana liczba pkt\nbieg reakcji\nenergia\nA\nB\nC\nA\nB\nC\nbieg reakcji\nenergia\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.2) wykonuje obliczenia związane z […] zastosowaniem\npojęcia stężenie […] molowe.\nPrzykładowe rozwiązania\nRozwiązanie I\nm = 31,9 g\nm r = 100 + 31,9 g = 131,9 g\nC m =\nrV\nn =\nrV\nM\nm\n⋅\nr\nm\nM\nd\nm\n⋅\n⋅\nC m =\ng\n9,\n131\nmol\ng\n101\ndm\ng\n1160\ng\n9,\n31\n1\n3\n⋅\n⋅\n⋅\n⋅\n= 2,78 mol · dm-3\nRozwiązanie II\nm = 31,9 g\nm r = 100 + 31,9 g = 131,9 g\nn = M\nm =\n1\nmol\ng\n101\ng\n9,\n31\n⋅\n= 0,316 mola\nV r = d\nmr =\n3\ndm\ng\n1160\ng\n9,\n131\n⋅\n= 0,114 dm 3\nC m =\nrV\nn = 2,77 mol · dm-3\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie\nwyniku z jednostką.\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody, ale:\n- popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.\nlub\n- podanie wyniku z błędną jednostką lub bez jednostki.\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.","solution":"## Poprawna odpowiedź: \\(c(\\ce{KNO3}) \\approx 2{,}78 \\text{ mol/dm}^3\\)\n\n## Sposób 1 - Przez masę porcji roztworu (klasyczne podejście)\n\n**Dane z zadania:**\n- Rozpuszczalność: 31,9 g \\(\\ce{KNO3}\\) na 100 g \\(\\ce{H2O}\\) - znaczy, że **131,9 g nasyconego roztworu** zawiera 31,9 g soli\n- Gęstość roztworu: \\(\\rho = 1{,}16 \\text{ g/cm}^3\\)\n\n**Krok 1 - Masa molowa \\(\\ce{KNO3}\\)**\n\n\\[\nM(\\ce{KNO3}) = 39{,}10 + 14{,}01 + 3 \\cdot 16{,}00 = 101{,}1 \\text{ g/mol}\n\\]\n\n**Krok 2 - Liczba moli \\(\\ce{KNO3}\\) w 131,9 g roztworu**\n\n\\[\nn(\\ce{KNO3}) = \\frac{31{,}9 \\text{ g}}{101{,}1 \\text{ g/mol}} = 0{,}3155 \\text{ mol}\n\\]\n\n**Krok 3 - Objętość 131,9 g roztworu**\n\n\\[\nV = \\frac{m}{\\rho} = \\frac{131{,}9 \\text{ g}}{1{,}16 \\text{ g/cm}^3} = 113{,}7 \\text{ cm}^3 = 0{,}1137 \\text{ dm}^3\n\\]\n\n**Krok 4 - Stężenie molowe**\n\n\\[\nc = \\frac{n}{V} = \\frac{0{,}3155 \\text{ mol}}{0{,}1137 \\text{ dm}^3} \\approx \\mathbf{2{,}78 \\text{ mol/dm}^3}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Przez wzór z ułamkiem masowym (szybsza droga)\n\nZamiast bawić się konkretną porcją, liczymy ułamek masowy soli w roztworze, a potem stosujemy wzór ogólny na stężenie molowe.\n\n**Krok 1 - Ułamek masowy \\(w\\)**\n\n\\[\nw = \\frac{m(\\ce{KNO3})}{m_\\text{roztworu}} = \\frac{31{,}9}{31{,}9 + 100} = \\frac{31{,}9}{131{,}9} = 0{,}2419 \\quad (24{,}19\\%)\n\\]\n\n**Krok 2 - Wzór ogólny**\n\nZwiązek między stężeniem molowym, gęstością a ułamkiem masowym:\n\n\\[\nc = \\frac{1000 \\cdot \\rho \\cdot w}{M}\n\\]\n\ngdzie \\(\\rho\\) w g/cm³, wynik c w mol/dm³ (mnożenie przez 1000 przelicza cm³ → dm³).\n\n**Krok 3 - Podstawiamy**\n\n\\[\nc = \\frac{1000 \\cdot 1{,}16 \\cdot 0{,}2419}{101{,}1} = \\frac{280{,}6}{101{,}1} \\approx \\mathbf{2{,}78 \\text{ mol/dm}^3}\n\\]\n\nOba sposoby dają ten sam wynik - dobrze!\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:**\nMasy atomowe: \\(M(\\ce{K}) = 39{,}10\\), \\(M(\\ce{N}) = 14{,}01\\), \\(M(\\ce{O}) = 16{,}00\\) g/mol\nUżyte do obliczenia masy molowej \\(\\ce{KNO3} = 101{,}1\\) g/mol.\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z żadnych stałych fizykochemicznych poza masami atomowymi - wystarczy definicja stężenia molowego i gęstości.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Rozpuszczalność 31,9 g/100 g wody oznacza 31,9 g soli na 100 g **wody** - masa roztworu to **131,9 g**, nie 100 g! To najczęstszy błąd w tym typie zadań.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Gęstość jest podana w g/cm³, a stężenie chcemy w mol/dm³ - pamiętaj o przeliczeniu: \\(1 \\text{ dm}^3 = 1000 \\text{ cm}^3\\), stąd objętość w dm³ dzielimy przez 1000 lub używamy wzoru z mnożnikiem 1000.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl stężenia molowego (mol/dm³) z procentowym (% masowy). Tu zadanie pyta wprost o \\(c\\) w mol/dm³ - ułamek masowy 24,19% to tylko krok pośredni w Sposobie 2.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-18.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":9,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/19","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"19","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 19.\nSole można otrzymać między innymi w reakcjach:\n1. tlenków metali z kwasami\n2. metali z kwasami\n3. wodorotlenków z kwasami.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 19. (0-2)\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać\nróżnymi metodami […] sole.\n8. Niemetale. Zdający:\n8.12) opisuje typowe właściwości kwasów, w tym zachowanie\nwobec metali, tlenków metali, wodorotlenków […]; planuje\nodpowiednie doświadczenia […]; ilustruje je równaniami\nreakcji.","solution":null,"image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-19.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/19.1","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"19.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 19.1. (0-1)\nZaprojektuj doświadczenie, które pozwoli otrzymać rozpuszczalne w wodzie sole\nmetodą 1. (probówka I), metodą 2. (probówka II) i metodą 3. (probówka III).\nNa schemacie doświadczenia wpisz wzory użytych odczynników wybranych spośród:\nAg (s) HCl (aq) Al (s) CaO (s) H2SO4 (rozc.) Cu(OH)2 (s)\nSchemat doświadczenia:\nI\nII\nIII","answer":null,"answer_text":"Zadanie 19.1. (0-1)\nPoprawna odpowiedź\nKolejność dodawania odczynników może być odwrotna.\nII\nH2SO4 (rozc.)\nlub HCl (aq)\nAl\nI\nHCl (aq)\nCaO\nIII\nH2SO4 (rozc.)\nlub HCl (aq)\nCu(OH)2 (s)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie całego schematu doświadczenia.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n| Probówka | Metoda | Odczynniki | Produkt (sól) |\n| I | metal + kwas | \\(\\ce{Al(s)}\\) + \\(\\ce{H2SO4}\\)(rozc.) | \\(\\ce{Al2(SO4)3}\\) (rozpuszczalny) |\n| II | tlenek zasadowy + kwas | \\(\\ce{CaO(s)}\\) + \\(\\ce{HCl(aq)}\\) | \\(\\ce{CaCl2}\\) (rozpuszczalny) |\n| III | wodorotlenek + kwas | \\(\\ce{Cu(OH)2(s)}\\) + \\(\\ce{H2SO4}\\)(rozc.) | \\(\\ce{CuSO4}\\) (rozpuszczalny) |\n\n## Sposób 1 - analiza \"co daje ROZPUSZCZALNĄ sól\"\n\nKluczowe ograniczenie: nie dowolna sól, tylko **rozpuszczalna w wodzie**. To eliminuje kilka pozornie sensownych kombinacji.\n\n### Probówka I - metoda: metal + kwas\n\nDostępne metale: \\(\\ce{Ag}\\) i \\(\\ce{Al}\\).\n\n- \\(\\ce{Ag}\\) + \\(\\ce{HCl}\\) → \\(\\ce{AgCl v}\\) - **WYKLUCZONE**: AgCl jest **nierozpuszczalny**\n- \\(\\ce{Ag}\\) + \\(\\ce{H2SO4}\\)(rozc.) → brak reakcji (Ag leży poniżej H w szeregu aktywności - nie wypiera \\(\\ce{H2}\\) z rozcieńczonego kwasu) - **WYKLUCZONE**\n- \\(\\ce{Al}\\) + \\(\\ce{H2SO4}\\)(rozc.) → \\(\\ce{Al2(SO4)3}\\) + \\(\\ce{H2 ^}\\) - **POPRAWNE**: siarczan(VI) glinu jest doskonale rozpuszczalny\n\n\\[\\ce{2Al(s) + 3H2SO4(rozc.) -> Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g) ^}\\]\n\n### Probówka II - metoda: tlenek zasadowy + kwas\n\nDostępny tlenek zasadowy: \\(\\ce{CaO}\\).\n\n- \\(\\ce{CaO}\\) + \\(\\ce{H2SO4}\\) → \\(\\ce{CaSO4 v}\\) + \\(\\ce{H2O}\\) - **WYKLUCZONE**: siarczan(VI) wapnia jest **praktycznie nierozpuszczalny** (gips!)\n- \\(\\ce{CaO}\\) + \\(\\ce{HCl(aq)}\\) → \\(\\ce{CaCl2(aq)}\\) + \\(\\ce{H2O}\\) - **POPRAWNE**: chlorek wapnia jest dobrze rozpuszczalny\n\n\\[\\ce{CaO(s) + 2HCl(aq) -> CaCl2(aq) + H2O(l)}\\]\n\n### Probówka III - metoda: wodorotlenek + kwas (neutralizacja)\n\nDostępny wodorotlenek: \\(\\ce{Cu(OH)2}\\).\n\n- \\(\\ce{Cu(OH)2}\\) + \\(\\ce{H2SO4}\\)(rozc.) → \\(\\ce{CuSO4(aq)}\\) + \\(\\ce{H2O}\\) - **POPRAWNE**: siarczan(VI) miedzi(II) jest dobrze rozpuszczalny (niebieski roztwór)\n- (Alternatywnie: \\(\\ce{Cu(OH)2 + 2HCl -> CuCl2(aq) + 2H2O}\\) - też poprawne)\n\n\\[\\ce{Cu(OH)2(s) + H2SO4(rozc.) -> CuSO4(aq) + 2H2O(l)}\\]\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez tabelę rozpuszczalności\n\nSprawdzamy, czy wyniki są faktycznie rozpuszczalne:\n\n| Sól | Jony | Rozpuszczalność |\n| \\(\\ce{Al2(SO4)3}\\) | \\(\\ce{Al^3+}\\) + \\(\\ce{SO4^2-}\\) | R - dobrze rozpuszczalna |\n| \\(\\ce{CaCl2}\\) | \\(\\ce{Ca^2+}\\) + \\(\\ce{Cl-}\\) | R - bardzo dobrze rozpuszczalna |\n| \\(\\ce{CuSO4}\\) | \\(\\ce{Cu^2+}\\) + \\(\\ce{SO4^2-}\\) | R - dobrze rozpuszczalna |\n\nEliminowane kombinacje:\n\n| Kombinacja | Sól | Problem |\n| \\(\\ce{Ag + HCl}\\) | \\(\\ce{AgCl}\\) | N - nierozpuszczalna |\n| \\(\\ce{Ag + H2SO4}\\) | brak reakcji | Ag nieaktywny z rozc. kwasem |\n| \\(\\ce{CaO + H2SO4}\\) | \\(\\ce{CaSO4}\\) | praktycznie N (gips) |\n\nBilans atomowy i elektronowy potwierdza poprawność równań - każde jest uzgodnione.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności soli i wodorotlenków:**\nWskazuje, że \\(\\ce{AgCl}\\) - N (nierozpuszczalny), \\(\\ce{CaSO4}\\) - praktycznie N, natomiast \\(\\ce{CaCl2}\\), \\(\\ce{Al2(SO4)3}\\), \\(\\ce{CuSO4}\\) - R (rozpuszczalne).\nTo kluczowe narzędzie do eliminacji błędnych kombinacji.\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjał standardowy redukcji:**\n\\(E°(\\ce{Ag+/Ag}) = +0{,}799 \\text{ V}\\) - leży po prawej stronie \\(\\ce{H+/H2}\\) (\\(E° = 0{,}000 \\text{ V}\\)), co potwierdza, że Ag **nie wypiera wodoru** z rozcieńczonego kwasu (nie reaguje z \\(\\ce{H2SO4}\\)(rozc.)).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{CaSO4}\\) wygląda jak \"normalna sól\" - ale to gips, praktycznie nierozpuszczalny! Kombinacja \\(\\ce{CaO + H2SO4}\\) to klasyczna pułapka w tym zadaniu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{Ag}\\) to metal **szlachetny** - nie reaguje z rozcieńczonymi kwasami. Żadna kombinacja z Ag nie prowadzi tu do żadnego produktu (poza \\(\\ce{AgCl}\\), który jest nierozpuszczalny). Ag jest tutaj \"ślepym zaułkiem\".\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pamiętaj, że metoda 1 to metal + kwas - musi wydzielać \\(\\ce{H2 ^}\\), czyli metal musi leżeć **przed wodorem** w szeregu aktywności. Al tak - Ag nie.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-19.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/19.2","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"19.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 19.2. (0-1)\nNapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji przebiegającej w probówce III.\nInformacja do zadań 20.-22.\nDo 200 gramów wodnego roztworu chlorku glinu o stężeniu 15% (w procentach masowych)\ndodawano porcjami wodny roztwór wodorotlenku sodu zawierający 32 gramy NaOH, który\ncałkowicie przereagował. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.\nAlCl3 (aq)\nNaOH (aq)\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 19.2. (0-1)\nPoprawna odpowiedź\nCu(OH)2 + 2H + → Cu\n2 + 2H2O\nlub\nCu(OH)2 + 2H3O + → Cu\n2 + 4H2O\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie równania reakcji.\n0 p. - za błędne napisanie równania reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki\nstechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n\\[\\ce{Cu(OH)2 + 2H+ -> Cu^2+ + 2H2O}\\]\n\nlub równoważnie z jonem oksoniowym:\n\n\\[\\ce{Cu(OH)2 + 2H3O+ -> Cu^2+ + 4H2O}\\]\n\n*(W probówce III zachodzi reakcja wodorotlenku miedzi(II) \\ce{Cu(OH)2} z kwasem - \\ce{H2SO4(rozc.)} lub \\ce{HCl(aq)} - dająca rozpuszczalną sól miedzi(II); patrz zad. 19.1.)*\n\n## Sposób 1 - Od równania cząsteczkowego do jonowej skróconej\n\n**Krok 1 - równanie cząsteczkowe** (z \\ce{H2SO4}):\n\\[\\ce{Cu(OH)2 + H2SO4 -> CuSO4 + 2H2O}\\]\n\n**Krok 2 - forma jonowa pełna** (mocny kwas i rozpuszczalna sól rozpisujemy na jony; \\ce{Cu(OH)2} jest osadem, więc pozostaje w formie niezdysocjowanej):\n\\[\\ce{Cu(OH)2 + 2H+ + SO4^2- -> Cu^2+ + SO4^2- + 2H2O}\\]\n\n**Krok 3 - eliminacja jonu obserwatora \\ce{SO4^2-}:**\n\\[\\ce{Cu(OH)2 + 2H+ -> Cu^2+ + 2H2O}\\]\n\nTo jest jonowa skrócona forma równania reakcji w probówce III.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomów i ładunków\n\n| | Lewa strona | Prawa strona |\n| Cu | 1 | 1 ✓ |\n| O | 2 (w \\ce{Cu(OH)2}) | 2 (w 2 \\ce{H2O}) ✓ |\n| H | 2 (w \\ce{Cu(OH)2}) + 2 (w 2\\ce{H+}) = 4 | 4 (w 2 \\ce{H2O}) ✓ |\n| Ładunek | 0 + (+2) = +2 | +2 + 0 = +2 ✓ |\n\nBilans masy i ładunku się zgadza - równanie jest poprawne. Niebieski osad \\ce{Cu(OH)2} roztwarza się, dając niebieski roztwór jonów \\ce{Cu^2+}.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **\\ce{Cu(OH)2 + 2H+ -> Cu^2+ + 2H2O}** (lub **\\ce{Cu(OH)2 + 2H3O+ -> Cu^2+ + 4H2O}**).\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne napisanie równania reakcji.\n> - **0 pkt** - za błędne napisanie równania (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki, niewłaściwa forma zapisu) albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Probówka III dotyczy reakcji **wodorotlenku miedzi(II) z kwasem** (zad. 19.1), a NIE reakcji wodorowęglanu z kwasem. Trzeba uważnie powiązać 19.2 z doświadczeniem opisanym w 19.1.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\ce{Cu(OH)2} jest nierozpuszczalny - w formie jonowej zapisujemy go jako całą cząsteczkę, nie rozbijamy na jony.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Anion kwasu (\\ce{SO4^2-} lub \\ce{Cl-}) jest jonem obserwatorem - w formie skróconej go nie zapisujemy.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-19.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/20","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"20","points":3,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 20. (0-3)\nWykonaj obliczenia i na podstawie uzyskanego wyniku opisz wszystkie zmiany możliwe\ndo zaobserwowania podczas przebiegu tego doświadczenia.\nObliczenia:\nObserwacje:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 20. (0-3)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem […] mola\ndotyczące: mas substratów i produktów (stechiometria wzorów\ni równań chemicznych) […].\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.2) wykonuje obliczenia związane z […] zastosowaniem\npojęcia stężenie procentowe […].\n5.11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać\nróżnymi metodami […] wodorotlenki […].\n7. Metale. Zdający:\n7.4) […] planuje […] doświadczenie, którego przebieg pozwoli\nwykazać, że […] wodorotlenek glinu wykazuje charakter\namfoteryczny.\nPrzykładowe rozwiązania\nRozwiązanie I\nM\n3\nAlCl = 133,5 g · mol\n1\nM NaOH = 40 g · mol\n1\nObliczenie masy AlCl3 w roztworze:\ncp =\n%\n100\nr\ns ⋅\nm\nm\nm\n3\nAlCl =\n%\n100\ng\n200\n%\n15\n⋅\n= 30 g\nObliczenie masy NaOH, który przereagował z 30 g AlCl3:\n1 mol AlCl3 reaguje z 3 molami NaOH\n133,5 g\n120 g\n30 g\nx\nx = m NaOH = 26,97 g ≈ 27 g\nRozwiązanie II\nM\n3\nAlCl = 133,5 g · mol\n1\nM NaOH = 40 g · mol\n1\nObliczenie masy i liczby moli AlCl3:\ncp =\n%\n100\nr\ns ⋅\nm\nm\nm\n3\nAlCl =\n%\n100\ng\n200\n%\n15\n⋅\n= 30 g\nn\n3\nAlCl =\n1\n30 g\n133,5g mol-\n⋅\n= 0,225 mola\nObliczenie liczby moli NaOH:\nn NaOH =\n1\n32 g\n40g mol-\n⋅\n= 0,8 mola\nLiczba moli NaOH, który przereagował z AlCl3:\n1 mol AlCl3 ------------ 3 mole NaOH\n0,225 mola AlCl3 -------- x\nx = 0,675 mola NaOH\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do\nwyniku wskazującego, że wodorotlenek sodu został użyty w nadmiarze w stosunku do\nchlorku glinu w reakcji wytrącania Al(OH)3.\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody, ale:\n- popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.\nlub\n- podanie wyniku z niewłaściwą jednostką.\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.\nPrzykładowa odpowiedź\nObserwacje: Najpierw wytrąci się biały osad, który w miarę dodawania zasady będzie się\nroztwarzał. Na dnie zlewki pozostanie jednak część osadu.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne opisanie obserwacji adekwatnych do wykonanych obliczeń.\n0 p. - za podanie obserwacji nieadekwatnych do otrzymanego wyniku lub podanie obserwacji\nbez wykonania obliczeń albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n- **Obliczenia:** z 30 g \\ce{AlCl3} (zawartych w 200 g roztworu 15%) w reakcji wytrącania \\ce{Al(OH)3} reaguje **ok. 27 g NaOH** (0,675 mola). Ponieważ w doświadczeniu wprowadzono 32 g NaOH (0,8 mola), NaOH jest **w nadmiarze** względem wytrącania.\n- **Obserwacje:** Najpierw wytrąci się **biały osad** \\ce{Al(OH)3}, który w miarę dodawania zasady będzie się **częściowo roztwarzał** (\\ce{Al(OH)3} jest amfoteryczny). Nadmiar NaOH (0,8 - 0,675 = 0,125 mola) nie wystarcza jednak do rozpuszczenia całości, więc **na dnie naczynia pozostanie część białego osadu** \\ce{Al(OH)3}.\n\n## Sposób 1 - Obliczenie ile NaOH przereagowało z AlCl₃\n\n**Krok 1 - masa i mole substratów**\n\n\\[m(\\ce{AlCl3}) = 200 \\text{ g} \\times 15\\% = 30 \\text{ g}\\]\n\\[M(\\ce{AlCl3}) = 27 + 3 \\times 35{,}5 = 133{,}5 \\text{ g/mol}\\]\n\\[n(\\ce{AlCl3}) = \\frac{30}{133{,}5} \\approx 0{,}225 \\text{ mol}\\]\n\\[n(\\ce{NaOH})_\\text{wprowadzone} = \\frac{32}{40} = 0{,}80 \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 2 - NaOH potrzebny do wytrącenia całego \\ce{Al(OH)3}**\n\n\\[\\ce{AlCl3 + 3NaOH -> Al(OH)3 v + 3NaCl}\\]\n\\[n(\\ce{NaOH})_\\text{wytrącanie} = 3 \\times 0{,}225 = 0{,}675 \\text{ mol}\\]\n\\[m(\\ce{NaOH})_\\text{wytrącanie} = 0{,}675 \\times 40 \\approx 27 \\text{ g}\\]\n\nMamy 0,80 mol NaOH > 0,675 mol → **cały \\ce{Al^3+} wytrąca się jako \\ce{Al(OH)3}**, a NaOH jest w nadmiarze.\n\n**Krok 3 - co dzieje się z nadmiarem NaOH**\n\n\\[n(\\ce{NaOH})_\\text{nadmiar} = 0{,}80 - 0{,}675 = 0{,}125 \\text{ mol}\\]\n\nNadmiar reaguje z amfoterycznym \\ce{Al(OH)3}:\n\\[\\ce{Al(OH)3 + NaOH -> Na[Al(OH)4]}\\]\n\nRozpuszcza się tylko 0,125 mol \\ce{Al(OH)3} z wytrąconych 0,225 mol → **osad nie znika całkowicie**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja całkowitym zapotrzebowaniem na NaOH\n\nDo całkowitego wytrącenia i rozpuszczenia całego glinu potrzeba:\n\\[\\ce{Al^3+ + 4OH- -> [Al(OH)4]-} \\quad\\Rightarrow\\quad n(\\ce{NaOH}) = 4 \\times 0{,}225 = 0{,}90 \\text{ mol}\\]\n\nMamy tylko 0,80 mol < 0,90 mol - potwierdza to, że **osad musi pozostać** (zgodnie z obserwacją).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> **Obliczenia (0-2):** poprawna metoda i wynik wskazujący, że NaOH użyto w **nadmiarze** w stosunku do \\ce{AlCl3} w reakcji wytrącania \\ce{Al(OH)3} (np. 27 g / 0,675 mol NaOH przereagowało z 30 g \\ce{AlCl3}).\n> - **2 pkt** - poprawna metoda, poprawne obliczenia prowadzące do wniosku o nadmiarze NaOH.\n> - **1 pkt** - poprawna metoda, ale błędy rachunkowe lub niewłaściwa jednostka.\n> - **0 pkt** - błędna metoda albo brak rozwiązania.\n>\n> **Obserwacje (0-1):**\n> - **1 pkt** - za poprawny opis obserwacji adekwatnych do obliczeń (osad się wytrąca, częściowo roztwarza, część pozostaje na dnie).\n> - **0 pkt** - obserwacje nieadekwatne do wyniku lub bez wykonania obliczeń albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zadanie wymaga POŁĄCZENIA obliczeń z obserwacją - sama obserwacja bez obliczeń nie daje pełnej punktacji.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** NaOH jest w nadmiarze względem wytrącania (0,8 > 0,675 mol), ale ZA MAŁO, by rozpuścić cały \\ce{Al(OH)3} - dlatego osad pozostaje.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Reakcja \\ce{Al(OH)3 + NaOH} ma stosunek 1:1 (nie 3:1 jak wytrącanie) - to klucz do prawidłowego bilansu.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-20.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":11,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/21","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"21","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 21. (0-2)\nZapisz, w formie jonowej skróconej, równania wszystkich reakcji zachodzących podczas\ntego doświadczenia, jeżeli produktem jednej z nich jest jon kompleksowy, w którym glin\nma liczbę koordynacyjną równą 4. Równania reakcji zapisz w kolejności, w jakiej\nzachodzą poszczególne procesy.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 21. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n7. Metale. Zdający:\n7.4) […] planuje […] doświadczenie, którego przebieg pozwoli\nwykazać, że […] wodorotlenek glinu wykazuje charakter\namfoteryczny.\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.10) Zdający pisze równania reakcji: […] wytrącania osadów\n[…] w formie […] jonowej ([…] skróconej).\nPoprawna odpowiedź\nAl\n3 + 3OH - → Al(OH)3 (↓)\nAl(OH)3 + OH - → [Al(OH)4] - lub Al(OH)3 + OH - → Al(OH)4\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie dwóch równań reakcji we właściwej kolejności\n1 p. - za poprawne napisanie jednego równania reakcji\n0 p. - za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki\nstechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) lub napisanie równań w niewłaściwej\nkolejności albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nReakcje w kolejności zachodzenia (doświadczenie: dodawanie nadmiaru NaOH do roztworu soli glinu, np. \\ce{AlCl3}):\n\n**Reakcja 1 - strącenie osadu:**\n\\[\\ce{Al^3+ + 3OH- -> Al(OH)3 v}\\]\n\n**Reakcja 2 - rozpuszczenie osadu w nadmiarze NaOH (tworzenie jonu kompleksowego):**\n\\[\\ce{Al(OH)3 + OH- -> [Al(OH)4]-}\\]\n\n## Sposób 1 - Analiza amfoteryczności glinu krok po kroku\n\n**Kontekst doświadczenia:** Do roztworu zawierającego jony \\ce{Al^3+} dodajemy stopniowo roztwór NaOH. Obserwujemy najpierw powstawanie, a potem zanikanie osadu - klasyczny test na amfoteryczność.\n\n**Krok 1 - Co się dzieje na początku (małe stężenie OH⁻)?**\n\nJony glinu(III) reagują z jonami hydroksylowymi, tworząc trudno rozpuszczalny wodorotlenek:\n\n\\[\\ce{Al^3+ + 3OH- -> Al(OH)3 v}\\]\n\nOsad jest biały, galaretowaty. Reakcja zachodzi dopóki stosunek molowy \\ce{OH-} : \\ce{Al^3+} wynosi 3:1.\n\n**Krok 2 - Co się dzieje przy nadmiarze NaOH?**\n\nWodorotlenek glinu jest **amfoteryczny** - reaguje zarówno z kwasami, jak i z zasadami. W nadmiarze \\ce{OH-} osad się rozpuszcza:\n\n\\[\\ce{Al(OH)3 + OH- -> [Al(OH)4]-}\\]\n\nPowstaje jon tetrahydroksoglinianu(III): \\ce{[Al(OH)4]-}.\n\n**Dlaczego liczba koordynacyjna = 4?**\n\nW jonie \\ce{[Al(OH)4]-} centralny atom glinu jest otoczony przez **4 ligandy \\ce{OH-}** (cztery grupy hydroksylowe). Liczba koordynacyjna = liczba ligandów bezpośrednio związanych z centrum metalicznym = **4**. Geometria: czworościan (tetrahedron).\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans ładunków i atomów\n\n**Reakcja 1:**\n\n\\[\\ce{Al^3+ + 3OH- -> Al(OH)3 v}\\]\n\n- Lewa strona: ładunek \\(+3 + 3\\cdot(-1) = 0\\) ✓\n- Prawa strona: \\ce{Al(OH)3} - ładunek 0 ✓\n- Atomy: Al 1=1, O 3=3, H 3=3 ✓\n\n**Reakcja 2:**\n\n\\[\\ce{Al(OH)3 + OH- -> [Al(OH)4]-}\\]\n\n- Lewa strona: ładunek \\(0 + (-1) = -1\\)\n- Prawa strona: \\ce{[Al(OH)4]-} - ładunek \\(-1\\) ✓\n- Atomy: Al 1=1, O \\(3+1=4\\), H \\(3+1=4\\) ✓\n\nObydwa równania zbilansowane poprawnie.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> \\ce{Al(OH)3} - trudno rozpuszczalny (\"t\") w wodzie.\n> Potwierdza, że w pierwszej reakcji \\ce{Al(OH)3} wytrąca się jako osad ↓.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy:**\n> Al, Z=13, konfiguracja: \\([Ne]\\,3s^2\\,3p^1\\) - glin należy do grupy 13, wykazuje amfoteryczność.\n> Brak osobnej tablicy dla liczb koordynacyjnych - to wiedza z zakresu chemii koordynacyjnej wymaganej programem rozszerzonym.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pisz \\ce{Al(OH)4-} bez nawiasów kwadratowych! Jon kompleksowy zapisujemy obowiązkowo jako \\ce{[Al(OH)4]-} - nawiasy kwadratowe sygnalizują jon koordynacyjny. Brak nawiasów to błąd formalny.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kolejność równań ma znaczenie! Zadanie wprost mówi \"w kolejności, w jakiej zachodzą\". Najpierw strącenie Al(OH)₃, dopiero potem jego rozpuszczenie. Odwrotna kolejność = błąd.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W formie jonowej skróconej pomijamy jony spektatorów (\\ce{Na+}, \\ce{Cl-}). Nie wolno pisać pełnych wzorów cząsteczkowych, np. \\ce{NaOH} → piszemy tylko \\ce{OH-}.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Liczba koordynacyjna 4 oznacza 4 ligandy - nie 4 atomy tlenu. Każdy ligand \\ce{OH-} jest jednoząbkowy (monodentat), więc 4 ligandy \\ce{OH-} = liczba koordynacyjna 4.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-21.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":11,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/22","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"22","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 22. (0-2)\nOblicz, ile gramów wodorotlenku glinu znajdowało się w kolbie po zakończeniu\ndoświadczenia.\nObliczenia:\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n19.1. 19.2.\n20.\n21.\n22.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n3\n2\n2\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 22. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem […] mola\ndotyczące: mas substratów i produktów (stechiometria wzorów\ni równań chemicznych) […].\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.2) wykonuje obliczenia związane z […] zastosowaniem\npojęcia stężenie procentowe […].\nPrzykładowe rozwiązania\nRozwiązanie I\nM\n3\nAlCl = 133,5 g · mol\n1\nM NaOH = 40 g · mol\n1\nM\n3)\nOH\n(\nAl\n= 78 g · mol\n1\nObliczenie masy AlCl3:\ncp =\n%\n100\nr\ns ⋅\nm\nm\nm\n3\nAlCl =\n%\n100\ng\n200\n%\n15\n⋅\n= 30 g\nObliczenie masy NaOH, który przereagował z 30 g AlCl3:\n1 mol AlCl3 reaguje z 3 molami NaOH\nx\ng\n120\ng\n30\ng\n5,\n133\n x = m NaOH = 26,97 g ≈ 27 g\nObliczenie masy powstałego Al(OH)3:\n133,5 g\n78 g\n30 g\ny\n y = m\n3)\nOH\n(\nAl\n= 17,53 g\nObliczenie masy NaOH, który wziął udział w reakcji z Al(OH)3:\n32 g - 27 g = 5 g\nObliczenie masy Al(OH)3, który wziął udział w reakcji z NaOH (roztworzył się):\n1 mol Al(OH)3 reaguje z 1 molem NaOH\n78 g\n40 g\n5 g\nz\n z = m\n3)\nOH\n(\nAl\n= 9,75 g\nObliczenie masy Al(OH)3, który pozostał w zawiesinie:\n17,53 g - 9,75 g = 7,78 g ≈ 7,8 g\nRozwiązanie II\nM\n3\nAlCl = 133,5 g · mol-1\nM NaOH = 40 g · mol-1\nM\n3)\nOH\n(\nAl\n= 78 g · mol-1\nObliczenie masy AlCl3 i liczby moli AlCl3 i Al(OH)3:\ncp =\n%\n100\nr\ns ⋅\nm\nm\nm\n3\nAlCl =\n%\n100\ng\n200\n%\n15\n⋅\n= 30 g\nn\n3\nAlCl = n\n3\nAl(OH) =\n1\n30 g\n133,5g mol-\n⋅\n= 0,225 mola\nObliczenie liczby moli NaOH:\nn NaOH =\n1\n32 g\n40g mol-\n⋅\n= 0,8 mola\nObliczenie liczby moli NaOH, który wziął udział w reakcji z AlCl3:\n1 mol AlCl3 ------------ 3 mole NaOH\n0,225 mola AlCl3 -------- x\nx = 0,675 mola NaOH\nObliczenie liczby moli NaOH, który wziął udział w reakcji z Al(OH)3:\nNaOH\n0,8mola\n0,675mola\n0,125mola\nn\nΔ\nObliczenie masy Al(OH)3, który pozostał w zawiesinie:\n1 mol NaOH -------------------------- 1 mol Al(OH)3\n0,125 mola NaOH ---------------------- x\nx = 0,125 mola Al(OH)3\nW mieszaninie pozostanie 0,225 mola - 0,125 mola = 0,1 mola Al(OH)3.\nm\n3)\nOH\n(\nAl\n= 0,1 mol · 78 g · mol\n1\n-= 7,8 g\nZa poprawny należy uznać każdy inny wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej\nmetody i poprawnych obliczeń, o ile zdający założył, że NaOH został użyty\nw nadmiarze w stosunku do AlCl3.\nZdający może skorzystać z wartości masy lub liczby moli NaOH (który przereagował z 30 g\nAlCl3)\nobliczonej\nw\nzadaniu\n20.\nJeśli\nzdający\npopełnił\nbłąd\nrachunkowy\nw zadaniu 20. i wykorzystał błędne wartości liczbowe w zadaniu 22., to rozwiązanie tego\nzadania oceniamy tak, jakby błąd nie wystąpił, o ile zdający założył, że NaOH został użyty\nw nadmiarze w stosunku do AlCl3.\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku.\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody, ale:\n- popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.\nlub\n- podanie wyniku z błędną jednostką.\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody obliczenia lub przyjęcie założenia, że NaOH został\nużyty w niedomiarze w stosunku do AlCl3 albo brak rozwiązania.","solution":"## Poprawna odpowiedź: \\(m(\\ce{Al(OH)3}) = 7{,}8 \\text{ g}\\)\n\n(dla doświadczenia: 200 g roztworu \\ce{AlCl3} 15% + 32 g NaOH - dane wspólne dla zadań 20.-22.)\n\n## Sposób 1 - Bilans dwóch etapów (wytrącanie + roztwarzanie)\n\n**Krok 1 - masy molowe i mole substratów**\n\n\\[M(\\ce{AlCl3}) = 133{,}5 \\text{ g/mol}, \\quad M(\\ce{NaOH}) = 40 \\text{ g/mol}, \\quad M(\\ce{Al(OH)3}) = 78 \\text{ g/mol}\\]\n\n\\[m(\\ce{AlCl3}) = 15\\% \\times 200 \\text{ g} = 30 \\text{ g}\\]\n\\[n(\\ce{AlCl3}) = n(\\ce{Al(OH)3})_\\text{max} = \\frac{30}{133{,}5} = 0{,}225 \\text{ mol}\\]\n\\[n(\\ce{NaOH}) = \\frac{32}{40} = 0{,}80 \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 2 - NaOH zużyty na wytrącenie \\ce{Al(OH)3}**\n\n\\[\\ce{AlCl3 + 3NaOH -> Al(OH)3 v + 3NaCl}\\]\n\\[n(\\ce{NaOH})_\\text{wytrącanie} = 3 \\times 0{,}225 = 0{,}675 \\text{ mol}\\]\n\nWytrąca się cały glin: 0,225 mol \\ce{Al(OH)3}.\n\n**Krok 3 - NaOH pozostały (nadmiar) i roztwarzanie osadu**\n\n\\[n(\\ce{NaOH})_\\text{nadmiar} = 0{,}80 - 0{,}675 = 0{,}125 \\text{ mol}\\]\n\\[\\ce{Al(OH)3 + NaOH -> Na[Al(OH)4]} \\quad (1:1)\\]\n\\[n(\\ce{Al(OH)3})_\\text{roztworzone} = 0{,}125 \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 4 - \\ce{Al(OH)3} pozostały w zawiesinie**\n\n\\[n(\\ce{Al(OH)3})_\\text{pozostałe} = 0{,}225 - 0{,}125 = 0{,}1 \\text{ mol}\\]\n\\[m(\\ce{Al(OH)3}) = 0{,}1 \\text{ mol} \\times 78 \\text{ g/mol} = \\mathbf{7{,}8 \\text{ g}}\\]\n\n## Sposób 2 - Bilans atomów glinu\n\n| Forma Al | Mole |\n| \\ce{Al^3+} w \\ce{AlCl3} (wejście) | 0,225 |\n| \\ce{Al(OH)3} (osad, po wytrąceniu) | 0,225 |\n| \\ce{[Al(OH)4]^-} (roztwór, po roztwarzaniu) | 0,125 |\n| \\ce{Al(OH)3} (osad pozostały) | 0,225 - 0,125 = 0,1 |\n\n\\[m = 0{,}1 \\times 78 = \\mathbf{7{,}8 \\text{ g}} \\checkmark\\]\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **\\(m(\\ce{Al(OH)3}) = 7{,}8 \\text{ g}\\)** (0,1 mol). Za poprawny uznaje się każdy wynik będący konsekwencją poprawnej metody i poprawnych obliczeń, o ile założono, że NaOH użyto w **nadmiarze** w stosunku do \\ce{AlCl3}. Zdający może wykorzystać wartość liczby moli NaOH obliczoną w zad. 20.\n>\n> Punktacja (0-2):\n> - **2 pkt** - poprawna metoda, poprawne obliczenia i wynik.\n> - **1 pkt** - poprawna metoda, ale błędy rachunkowe lub błędna jednostka.\n> - **0 pkt** - błędna metoda lub założenie, że NaOH użyto w niedomiarze, albo brak rozwiązania.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kluczowy błąd to pominięcie roztwarzania osadu przez nadmiar NaOH. Z 0,225 mol wytrąconego \\ce{Al(OH)3} rozpuszcza się 0,125 mol - zostaje 0,1 mol = 7,8 g.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Reakcja roztwarzania \\ce{Al(OH)3 + NaOH -> Na[Al(OH)4]} ma stosunek 1:1 (a nie 3:1).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Korzystaj z rzeczywistych danych z informacji (200 g, 15%, 32 g NaOH) - nie z przykładowych wartości. n(\\ce{AlCl3}) = 0,225 mol, n(NaOH) = 0,8 mol.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-22.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":11,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/23","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"23","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 23.\nManganian(VII) potasu reaguje z kwasem szczawiowym (kwasem etanodiowym\nHOOC-COOH) w środowisku kwasowym według następującego schematu:\nMnO -\n4 + (COOH)2 + H+ → Mn2+ + CO2 + H2O","answer":null,"answer_text":"Zadanie 23. (0-4)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6.1) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stopień\nutlenienia, utleniacz, reduktor, utlenianie, redukcja.\n6.3) wskazuje utleniacz, reduktor, proces utleniania\ni redukcji w podanej reakcji redoks.\n6.5) stosuje zasady bilansu elektronowego - dobiera\nwspółczynniki stechiometryczne w równaniach reakcji\nutleniania-redukcji (w formie […] i jonowej).","solution":null,"image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-23.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/23.1","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"23.1","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 23.1. (0-2)\nNapisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych\nelektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania procesów redukcji i utleniania\nzachodzących podczas tej przemiany.\nRównanie procesu redukcji:\nRównanie procesu utleniania:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 23.1. (0-2)\nPoprawna odpowiedź\nRównanie procesu redukcji:\nMnO -\n4 + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O ( x 2)\nRównanie procesu utleniania:\n(COOH)2 → 2CO2 + 2H+ + 2e- ( x 5)\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie dwóch równań reakcji w formie jonowo-elektronowej.\n1 p. - za poprawne napisanie jednego równania reakcji.\n0 p. - za błędne napisanie obu równań reakcji lub błędne przyporządkowanie równań albo\nbrak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Redukcja:**\n\\[\\ce{MnO4- + 8H+ + 5e- -> Mn^{2+} + 4H2O}\\]\n\n**Utlenianie:**\n\\[\\ce{(COOH)2 -> 2CO2 + 2H+ + 2e-}\\]\n\n## Sposób 1 - Wyznaczenie stopni utlenienia i bilans elektronowy\n\n**Krok 1: Ustalamy stopnie utlenienia pierwiastków zmieniających wartościowość.**\n\nW \\(\\ce{MnO4-}\\):\n\\[x + 4 \\cdot (-2) = -1 \\implies x = +7\\]\n\nW \\(\\ce{Mn^{2+}}\\): stopień utlenienia = \\(+2\\).\n\n**Mn redukuje się: \\(+7 \\to +2\\), zysk 5 elektronów** → redukcja.\n\nW kwasie szczawiowym \\(\\ce{(COOH)2}\\) (wzór sumaryczny \\(\\ce{C2H2O4}\\)):\n\\[2x + 2(+1) + 4(-2) = 0 \\implies 2x = +6 \\implies x = +3\\]\n\nW \\(\\ce{CO2}\\): stopień utlenienia C = \\(+4\\).\n\n**C utlenia się: \\(+3 \\to +4\\), utrata 1 elektronu na atom C; w cząsteczce są 2 atomy C → utrata 2 elektronów** → utlenianie.\n\n**Krok 2: Piszemy równanie redukcji (w środowisku kwasowym).**\n\nMn przechodzi \\(+7 \\to +2\\). Po lewej \\(\\ce{MnO4-}\\), po prawej \\(\\ce{Mn^{2+}}\\).\n\n- Mangan: 1 atom po obu stronach ✓\n- Tlen: 4 atomy O po lewej → wyrównujemy \\(4\\,\\ce{H2O}\\) po prawej\n- Wodór: dodajemy \\(8\\,\\ce{H+}\\) po lewej\n- Ładunek: \\(-1 + 8\\cdot(+1) = +7\\) po lewej; \\(+2\\) po prawej → różnica = 5, dodajemy \\(5e^-\\) po lewej\n\n\\[\\boxed{\\ce{MnO4- + 8H+ + 5e- -> Mn^{2+} + 4H2O}}\\]\n\nSprawdzenie ładunku: \\(-1 + 8 - 5 = +2 = +2\\) ✓\n\n**Krok 3: Piszemy równanie utleniania.**\n\nWęgiel przechodzi \\(+3 \\to +4\\), 2 atomy C → łącznie \\(2e^-\\) oddane.\n\n- Węgiel: 2 atomy po obu stronach ✓\n- Tlen: 4 atomy po obu stronach ✓\n- Wodór: 2 atomy H po lewej (\\(\\ce{(COOH)2}\\)) → \\(2\\,\\ce{H+}\\) po prawej\n- Ładunek: \\(0\\) po lewej; \\(+2 - 2 = 0\\) po prawej ✓\n\n\\[\\boxed{\\ce{(COOH)2 -> 2CO2 + 2H+ + 2e-}}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez złożenie równania całkowitego\n\nAby elektrony się skróciły: \\(\\text{NWW}(5,\\, 2) = 10\\)\n\nMnożymy:\n- redukcja × 2: \\(\\ce{2MnO4- + 16H+ + 10e- -> 2Mn^{2+} + 8H2O}\\)\n- utlenianie × 5: \\(\\ce{5(COOH)2 -> 10CO2 + 10H+ + 10e-}\\)\n\nSumujemy i skracamy \\(10e^-\\) oraz \\(10\\,\\ce{H+}\\):\n\n\\[\\ce{2MnO4- + 5(COOH)2 + 6H+ -> 2Mn^{2+} + 10CO2 + 8H2O}\\]\n\nSprawdzamy bilans:\n\n| Element | Lewa | Prawa |\n| Mn | 2 | 2 ✓ |\n| C | 10 | 10 ✓ |\n| O | 8+20 = 28 | 20+8 = 28 ✓ |\n| H | 10+6 = 16 | 16 ✓ |\n| Ładunek | -2+6 = **+4** | +4 **✓** |\n\nZgadza się - oba równania połówkowe są poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji:**\n\\(E°(\\ce{MnO4-/Mn^{2+}}) = +1{,}507 \\text{ V}\\)\nWartość ta potwierdza, że \\(\\ce{MnO4-}\\) jest silnym utleniaczem - spontanicznie utlenia kwas szczawiowy.\n\n📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy:**\nMangan (Mn, \\(Z = 25\\)) - element przejściowy o typowych stopniach utlenienia \\(+2, +4, +7\\). Odczytujemy stąd, że \\(\\ce{Mn^{2+}}\\) to trwały produkt w środowisku kwaśnym (a nie \\(\\ce{MnO2}\\) jak w obojętnym).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W środowisku **kwaśnym** produktem redukcji \\(\\ce{MnO4-}\\) jest **\\(\\ce{Mn^{2+}}\\)** (bezbarwny), a NIE \\(\\ce{MnO2}\\) (brunatny osad - środowisko obojętne) ani \\(\\ce{MnO4^{2-}}\\) (zasadowe). Środowisko decyduje o produkcie!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy bilansowaniu tlenu i wodoru w środowisku kwaśnym używamy **tylko \\(\\ce{H2O}\\) i \\(\\ce{H+}\\)** - nigdy \\(\\ce{OH-}\\). Użycie \\(\\ce{OH-}\\) to błąd skutkujący odjęciem punktu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Łatwo zapomnieć, że w cząsteczce kwasu szczawiowego są **2 atomy węgla**, więc oddaje ona **2 elektrony** (nie 1). Kontroluj zawsze liczbę atomów i ładunek po obu stronach.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-23.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/23.2","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"23.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 23.2. (0-1)\nDobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.\nMnO -\n4 + (COOH)2 + H+ → Mn2+ + CO2 + H2O","answer":null,"answer_text":"Zadanie 23.2. (0-1)\nPoprawna odpowiedź\n2MnO -\n4 + 5(COOH)2 + 6H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny dobór współczynników w schemacie reakcji.\n0 p. - za błędne współczynniki stechiometryczne albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n\\[\n\\ce{2 MnO4- + 5 (COOH)2 + 6 H+ -> 2 Mn^{2+} + 10 CO2 + 8 H2O}\n\\]\n\nWspółczynniki: **2, 5, 6, 2, 10, 8**\n\n## Sposób 1 - Metoda bilansu elektronowego (połówkowe reakcje)\n\n**Krok 1. Zidentyfikuj zmiany stopni utlenienia**\n\nDla **manganu** w \\(\\ce{MnO4-}\\):\n\\[ x + 4\\cdot(-2) = -1 \\implies x = +7 \\]\nW \\(\\ce{Mn^{2+}}\\) wynosi \\(+2\\). Mn ulega **redukcji**: zmiana \\(+7 \\to +2\\), **zysk 5 e⁻**.\n\nDla **węgla** w \\(\\ce{(COOH)2}\\) (= \\(\\ce{H2C2O4}\\)):\n\\[ 2(+1) + 2x + 4(-2) = 0 \\implies x = +3 \\]\nW \\(\\ce{CO2}\\) wynosi \\(+4\\). C ulega **utlenieniu**: zmiana \\(+3 \\to +4\\), strata 1 e⁻ na atom C, a na cząsteczkę \\(\\ce{(COOH)2}\\) (2 atomy C) → **strata 2 e⁻**.\n\n**Krok 2. Zrównaj liczbę elektronów (reguła NWW)**\n\n| Proces | e⁻ na cząsteczkę | Mnożnik | e⁻ łącznie |\n| Redukcja: \\(\\ce{Mn^{+7} -> Mn^{+2}}\\) | 5 e⁻ (zysk) | ×2 | 10 |\n| Utlenienie: \\(\\ce{(COOH)2 -> 2CO2}\\) | 2 e⁻ (strata) | ×5 | 10 |\n\nZatem: **2** cząsteczki \\(\\ce{MnO4-}\\) i **5** cząsteczek \\(\\ce{(COOH)2}\\).\n\n**Krok 3. Podstaw i zbilansuj O i H**\n\n\\[\n\\ce{2 MnO4- + 5 (COOH)2 + ? H+ -> 2 Mn^{2+} + 10 CO2 + ? H2O}\n\\]\n\nZlicz atomy tlenu po obu stronach:\n- Lewa: \\(2 \\times 4 + 5 \\times 4 = 8 + 20 = 28\\) atomów O\n- Prawa (tylko \\(\\ce{CO2}\\)): \\(10 \\times 2 = 20\\) atomów O\n- Brakuje: \\(28 - 20 = 8\\) atomów O → **8 \\(\\ce{H2O}\\)**\n\nZlicz atomy wodoru:\n- Prawa: \\(8 \\times 2 = 16\\) H (z wody)\n- Lewa (z \\(\\ce{(COOH)2}\\)): \\(5 \\times 2 = 10\\) H\n- Brakuje: \\(16 - 10 = 6\\) H → **6 \\(\\ce{H+}\\)**\n\n**Wynik:**\n\\[\n\\ce{2 MnO4- + 5 (COOH)2 + 6 H+ -> 2 Mn^{2+} + 10 CO2 + 8 H2O}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja (bilans ładunków i atomów)\n\nSprawdź **ładunek**:\n\\[\n\\text{Lewa: } 2 \\cdot(-1) + 6 \\cdot(+1) = -2 + 6 = \\mathbf{+4}\n\\]\n\\[\n\\text{Prawa: } 2 \\cdot(+2) = \\mathbf{+4} \\checkmark\n\\]\n\nSprawdź **atomy**:\n\n| Pierwiastek | Lewa | Prawa |\n| Mn | 2 | 2 ✓ |\n| C | 5×2 = 10 | 10 ✓ |\n| O | 2×4 + 5×4 = 28 | 10×2 + 8 = 28 ✓ |\n| H | 5×2 + 6 = 16 | 8×2 = 16 ✓ |\n\nWszystkie bilansy zgadzają się. Równanie jest poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji:**\n> \\(E°(\\ce{MnO4-/Mn^{2+}}) = +1{,}51 \\text{ V}\\) (środowisko kwasowe)\n> Wysoki potencjał redukcji \\(\\ce{MnO4-}\\) potwierdza, że jest silnym utleniaczem. \\(\\ce{(COOH)2}\\) jako reduktor ma znacznie niższy potencjał - reakcja jest termodynamicznie spontaniczna.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> Potwierdzenie, że produkty reakcji (\\(\\ce{Mn^{2+}}\\), \\(\\ce{CO2}\\)) nie wytrącają osadu w środowisku kwasowym.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kwas szczawiowy \\(\\ce{(COOH)2}\\) ma wzór \\(\\ce{H2C2O4}\\) - zawiera **2 atomy węgla na cząsteczkę**, każdy na stopniu +3. Łatwo błędnie policzyć stopień utlenienia C jako +2 lub +4 (myląc z innymi kwasami organicznymi).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W środowisku kwasowym \\(\\ce{H+}\\) **idzie na lewą stronę** (jest substratem potrzebnym do przeprowadzenia reakcji), a \\(\\ce{H2O}\\) pojawia się po prawej. Odwrotność (zasadowe środowisko) dałaby inne równanie z \\(\\ce{OH-}\\) i \\(\\ce{H2O}\\) po lewej.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pomyl bilansu elektronowego - mangan pobiera **5 e⁻**, a jedna cząsteczka kwasu szczawiowego oddaje **2 e⁻** (bo ma 2 atomy C). NWW(5,2) = 10, stąd mnożniki ×2 i ×5, a **nie** ×5 i ×2.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-23.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/23.3","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"23.3","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 23.3. (0-1)\nNapisz wzory drobin (cząsteczek lub jonów), które w opisanej przemianie pełnią funkcję\nutleniacza i reduktora.\nUtleniacz:\nReduktor:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 23.3. (0-1)\nPoprawna odpowiedź\nUtleniacz: MnO -\n4\nReduktor: (COOH)2\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie wzorów utleniacza i reduktora.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- **Utleniacz:** \\(\\ce{MnO4^-}\\) (jon manganianowy(VII))\n- **Reduktor:** \\(\\ce{(COOH)2}\\) (kwas szczawiowy / etanodiowy)\n\n## Sposób 1 - Analiza zmian stopni utlenienia\n\nOpisana przemiana to reakcja manganianu(VII) (\\ce{MnO4^-}) z kwasem szczawiowym \\ce{(COOH)2} w środowisku kwasowym (zad. 23.1-23.2):\n\\[\\ce{2MnO4^- + 5(COOH)2 + 6H+ -> 2Mn^2+ + 10CO2 + 8H2O}\\]\n\n**Mangan:** w \\ce{MnO4^-} Mn ma stopień utlenienia **+7**, w \\ce{Mn^2+} ma **+2**.\n\\[\\text{Mn: } +7 \\rightarrow +2 \\quad\\Rightarrow\\quad \\text{pobiera 5 e}^- \\text{ (redukcja)}\\]\n→ \\ce{MnO4^-} jest **utleniaczem** (sam ulega redukcji).\n\n**Węgiel w \\ce{(COOH)2}:** w grupie \\ce{-COOH} węgiel ma stopień utlenienia **+3**, w \\ce{CO2} ma **+4**.\n\\[\\text{C: } +3 \\rightarrow +4 \\quad\\Rightarrow\\quad \\text{oddaje 1 e}^- \\text{ na atom C (utlenianie)}\\]\n→ \\ce{(COOH)2} jest **reduktorem** (sam ulega utlenieniu).\n\n## Sposób 2 - Spójność z równaniami połówkowymi (zad. 23.1)\n\n\\[\\ce{MnO4^- + 8H+ + 5e^- -> Mn^2+ + 4H2O} \\quad (\\text{redukcja} \\Rightarrow \\ce{MnO4^-} = \\text{utleniacz})\\]\n\\[\\ce{(COOH)2 -> 2CO2 + 2H+ + 2e^-} \\quad (\\text{utlenianie} \\Rightarrow \\ce{(COOH)2} = \\text{reduktor})\\]\n\nDrobina, która przyjmuje elektrony (\\ce{MnO4^-}), to utleniacz; drobina, która oddaje elektrony (\\ce{(COOH)2}), to reduktor.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **Utleniacz: \\ce{MnO4^-}. Reduktor: \\ce{(COOH)2}.**\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne napisanie wzorów utleniacza i reduktora.\n> - **0 pkt** - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Reduktorem jest kwas szczawiowy \\ce{(COOH)2}, a NIE nadtlenek wodoru - opisana reakcja dotyczy układu \\ce{MnO4^-} + \\ce{(COOH)2}, nie \\ce{H2O2}.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Utleniacz ulega redukcji (jego stopień utlenienia maleje: Mn +7 → +2), reduktor ulega utlenieniu (C +3 → +4).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\ce{H+} (z \\ce{H2SO4}) tylko zakwasza środowisko - nie jest ani utleniaczem, ani reduktorem (tlen i wodór nie zmieniają stopnia utlenienia).","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-23.3.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/24","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"24","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 24. (0-1)\nOceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest\nprawdziwa, lub F - jeśli jest fałszywa.\n1.\nDestylacja frakcjonowana ropy naftowej polega na rozdzieleniu tego\nsurowca na grupy składników różniące się temperaturą wrzenia.\nP\nF\n2.\nProduktami przerobu ropy naftowej są smoła węglowa, woda\npogazowa, gaz koksowniczy i koks.\nP\nF\n3.\nGaz ziemny jest mieszaniną węglowodorów w stanie gazowym, a jego\ngłównym składnikiem jest metan.\nP\nF\nMCH_1R\nInformacja do zadań 25.-27.\nPrzeprowadzono doświadczenie z udziałem dwóch różnych węglowodorów. W wyniku\ndwóch odrębnych reakcji - jednej addycji, a drugiej substytucji - i przy użyciu odpowiednich\nreagentów jako główny produkt każdej reakcji otrzymano 2-bromo-2-metylobutan.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 24. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIII etap edukacyjny\n8. Węgiel i jego związki z wodorem. Zdający:\n8.1) wymienia naturalne źródła węglowodorów.\nIV etap edukacyjny - poziom podstawowy\n5. Paliwa - obecnie i w przyszłości. Zdający:\n5.2) opisuje przebieg destylacji ropy naftowej i węgla\nkamiennego; wymienia nazwy produktów tych procesów […].\nPoprawna odpowiedź\n1. Destylacja frakcjonowana ropy naftowej polega na rozdzieleniu tego\nsurowca na grupy składników różniące się temperaturą wrzenia.\nP\n2. Produktami przerobu ropy naftowej są smoła węglowa, woda pogazowa,\ngaz koksowniczy i koks.\nF\n3. Gaz ziemny jest mieszaniną węglowodorów w stanie gazowym, a jego\ngłównym składnikiem jest metan.\nP\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n| Stwierdzenie | Ocena |\n| 1. Destylacja frakcjonowana ropy naftowej | **P** (prawda) |\n| 2. Produktami przerobu ropy naftowej są smoła węglowa, woda pogazowa, gaz koksowniczy i koks | **F** (fałsz) |\n| 3. Gaz ziemny - mieszanina węglowodorów gazowych, głównie metan | **P** (prawda) |\n\nczyli: **P, F, P**\n\n## Sposób 1 - analiza każdego stwierdzenia\n\n**Stwierdzenie 1: „Destylacja frakcjonowana ropy naftowej polega na rozdzieleniu tego surowca na grupy składników różniące się temperaturą wrzenia.\" → P**\n\nRopa naftowa to mieszanina setek węglowodorów o różnych temperaturach wrzenia. W kolumnie rektyfikacyjnej (destylacja frakcjonowana) ogrzewa się ropę i rozdziela ją na **frakcje** - grupy węglowodorów o zbliżonych temperaturach wrzenia (np. gazy, benzyna, nafta, olej napędowy, mazut). Im wyższa temperatura wrzenia frakcji, tym wyżej w kolumnie się ona skrapla. To dokładnie opis z definicji destylacji frakcjonowanej → stwierdzenie **prawdziwe (P)**.\n\n**Stwierdzenie 2: „Produktami przerobu ropy naftowej są smoła węglowa, woda pogazowa, gaz koksowniczy i koks.\" → F**\n\nTo pułapka podmieniająca surowiec. Smoła węglowa, woda pogazowa, gaz koksowniczy i koks to produkty **suchej destylacji (koksowania) węgla kamiennego**, a NIE przerobu ropy naftowej. Już sama nazwa „smoła **węglowa**\", „gaz **koksowniczy**\" i „**koks**\" wskazuje na węgiel, nie na ropę. Produktami przerobu ropy naftowej są natomiast frakcje takie jak benzyna, nafta, olej napędowy, oleje smarowe, mazut, asfalt → stwierdzenie **fałszywe (F)**.\n\n**Stwierdzenie 3: „Gaz ziemny jest mieszaniną węglowodorów w stanie gazowym, a jego głównym składnikiem jest metan.\" → P**\n\nGaz ziemny to mieszanina lekkich, gazowych węglowodorów: głównie metanu \\(\\ce{CH4}\\) (zwykle 80-95%), z domieszką etanu, propanu i butanu. Metan jest składnikiem dominującym → stwierdzenie **prawdziwe (P)**.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez rozróżnienie surowców\n\nKlucz do tego zadania to nie pomylić TRZECH różnych źródeł węglowodorów:\n\n| Surowiec | Sposób przerobu | Produkty |\n| **Ropa naftowa** | destylacja frakcjonowana (rektyfikacja) | benzyna, nafta, olej napędowy, mazut, asfalt |\n| **Węgiel kamienny** | sucha destylacja / koksowanie | koks, smoła węglowa, gaz koksowniczy, woda pogazowa |\n| **Gaz ziemny** | (już gazowy) głównie \\(\\ce{CH4}\\) | metan + lżejsze alkany (etan, propan, butan) |\n\n- Stwierdzenie 1 poprawnie opisuje przerób **ropy** → P ✓\n- Stwierdzenie 2 przypisuje ropie produkty **węgla** → F ✓\n- Stwierdzenie 3 poprawnie opisuje **gaz ziemny** → P ✓\n\nWynik P, F, P - zgodny z oceną w Sposobie 1.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to ocena stwierdzenia 2 jako P. Brzmi „chemicznie\", ale wymienione produkty (koks, smoła węglowa, gaz koksowniczy) pochodzą z **węgla kamiennego**, nie z ropy. Zapamiętaj słowa-klucze: wszystko ze słowem „węgl-\" lub „koks-\" → węgiel, nie ropa.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Destylacja frakcjonowana NIE rozdziela ropy na czyste, pojedyncze związki - tylko na **frakcje** (grupy związków o zbliżonej temperaturze wrzenia). Stwierdzenie 1 mówi właśnie „grupy składników\", więc jest poprawne.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Gaz ziemny (głównie metan) to co innego niż gaz koksowniczy (bogaty w wodór i metan, ale powstający z węgla) i niż gaz rafineryjny z ropy. Nie myl tych trzech gazów.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-24.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/25","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"25","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 25. (0-2)\nNapisz równania obu reakcji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków\norganicznych.\nRównanie reakcji addycji:\nRównanie reakcji substytucji:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 25. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.7) opisuje właściwości chemiczne alkanów, na przykładzie\nnastępujących reakcji: […] podstawianie (substytucja) atomu\n[…] wodoru przez atom […] bromu przy udziale światła (pisze\nodpowiednie równania reakcji).\n9.8) opisuje właściwości chemiczne alkenów, na przykładzie\nnastępujących reakcji: przyłączanie (addycja): […] HBr […];\nprzewiduje produkty przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych\ndo niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły\nMarkownikowa […]; pisze odpowiednie równania reakcji.\nPoprawna odpowiedź\nRównanie reakcji addycji:\nC\nH2\nC\nCH2\nCH3\nCH3\n+ HBr\nC\nH3\nC\nCH2\nCH3\nCH3\nBr\nlub\nC\nH3\nC\nCH\nCH3\nCH3\n+ HBr\nC\nH3\nC\nCH2\nCH3\nCH3\nBr\nRównanie reakcji substytucji:\nC\nH3\nCH CH2 CH3\nCH3\n+ Br2\nC\nH3\nC\nCH2\nCH3\nCH3\nBr\n+ HBr\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie dwóch równań reakcji.\n1 p. - za poprawne napisanie jednego równania reakcji.\n0 p. - za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki\nstechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) lub błędne przyporządkowanie równań\nalbo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Reakcja addycji** - addycja HBr do 2-metylobut-1-enu (lub 2-metylobut-2-enu), reguła Markownikowa:\n\n\\[\\ce{CH2=C(CH3)-CH2-CH3 + HBr -> CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3}\\]\n\nlub:\n\n\\[\\ce{CH3-C(CH3)=CH-CH3 + HBr -> CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3}\\]\n\n**Reakcja substytucji** - wolnorodnikowe bromowanie 2-metylobutanu:\n\n\\[\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2-CH3 + Br2 ->[\\text{h}\\nu] CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3 + HBr}\\]\n\n## Sposób 1 - analiza budowy produktu i dobór substratów\n\n**Krok 1 - narysuj produkt i zidentyfikuj typ węgla z bromem.**\n\n2-bromo-2-metylobutan ma wzór:\n\n\\[\\ce{CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3}\\]\n\nBrom siedzi na **węglu trzeciorzędowym** (C2 - połączony z trzema innymi węglami). To kluczowa obserwacja dla obu dróg syntezy.\n\n**Krok 2 - reakcja addycji (elektrofilowa addycja HBr do alkenu)**\n\nSzukamy alkenu, do którego HBr przyłączy się zgodnie z **regułą Markownikowa** tak, aby Br trafił na C2 (trzeciorzędowy).\n\n**Wariant A - 2-metylobut-1-en:**\n\nPodwójne wiązanie między C1 i C2:\n- C1 ma **2 atomy H** → tu dołącza H\n- C2 ma **0 atomów H** → tu dołącza Br (bardziej podstawiony = mniej H)\n\n\\[\\ce{CH2=C(CH3)-CH2-CH3 + HBr -> CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3}\\]\n\nMarkownikow działa perfekcyjnie - C2 jest trzeciorzędowy, karbokation po przyłączeniu H⁺ jest stabilnym karbokationem trzeciorzędowym.\n\n**Wariant B - 2-metylobut-2-en:**\n\nPodwójne wiązanie między C2 i C3:\n- C3 ma **1 atom H** → tu dołącza H\n- C2 ma **0 atomów H** → tu dołącza Br\n\n\\[\\ce{CH3-C(CH3)=CH-CH3 + HBr -> CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3}\\]\n\nOba warianty są poprawne - CKE akceptuje każdy z tych alkenów.\n\n**Krok 3 - reakcja substytucji (wolnorodnikowe bromowanie alkanu)**\n\nSzukamy alkanu, który pod działaniem \\(\\ce{Br2}\\) i światła (hν) daje **głównie** 2-bromo-2-metylobutan.\n\nSubstrat: **2-metylobutan** \\(\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2-CH3}\\)\n\nRodnik bromowy \\(\\ce{Br^.}\\) jest wysoce selektywny - atakuje przede wszystkim najsłabsze wiązanie C-H, czyli **przy węglu trzeciorzędowym** (C2). Reaktywność: 3° >> 2° > 1°.\n\nBrom jest ok. 1600× bardziej reaktywny na węglu trzeciorzędowym niż pierwszorzędowym, dlatego **2-bromo-2-metylobutan jest głównym produktem**.\n\n\\[\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2-CH3 + Br2 ->[\\text{h}\\nu] CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3 + HBr}\\]\n\nWarunek: naświetlanie (hν) lub wysoka temperatura - inicjuje rozpad \\(\\ce{Br2}\\) na rodniki.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez bilans atomów i elektronów\n\n**Sprawdzenie addycji (wariant A):**\n\nReaktanty: \\(\\ce{CH2=C(CH3)-CH2-CH3}\\) + \\(\\ce{HBr}\\)\n- Atomy C: 5 + 0 = 5 ✓ (produkt ma 5 C)\n- Atomy H: 8 + 1 = 9 ✓ (produkt ma 9 H + 1 Br: \\(\\ce{CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3}\\) → \\(3+1+3+2+3=12\\) sprawdzam ponownie)\n\nPoliczmy H w 2-metylobut-1-enie: \\(\\ce{CH2=C(CH3)-CH2-CH3}\\) → CH₂ (2H) + C(CH₃) (3H) + CH₂ (2H) + CH₃ (3H) = **10 H**\nPo dodaniu HBr: 10 + 1 = **11 H**\n\nProdukt \\(\\ce{CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3}\\): 3 + 3 + 2 + 3 = **11 H** ✓, 1 Br ✓, 5 C ✓\n\n**Sprawdzenie substytucji:**\n\nReaktanty: \\(\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2-CH3}\\) + \\(\\ce{Br2}\\)\n- C: 5 = 5 ✓\n- H: 12 + 0 = 12; produkt \\(\\ce{CH3-CBr(CH3)-CH2-CH3}\\) ma 11 H + \\(\\ce{HBr}\\) ma 1 H → 12 H ✓\n- Br: 2 = 1 (w produkcie org.) + 1 (w HBr) ✓\n\nBilans zamknięty - równania poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z wartości liczbowych ani tabel z karty wzorów.\n\n📖 **Zasady ogólne (wiedza programowa):**\n- **Reguła Markownikowa** - przy addycji HX do asymetrycznego alkenu, H przyłącza się do węgla z większą liczbą atomów H (przez stabilniejszy karbokation pośredni)\n- **Selektywność Br• w substytucji rodnikowej** - bromowyrodniki atakują preferencyjnie 3° > 2° > 1° C-H (inaczej niż mniej selektywne rodniki Cl•)\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić **addycji** z **substytucją**! Addycja - zrywa się π-wiązanie, nic nie \"odpada\". Substytucja - jeden atom (H) zastępowany przez inny (Br), produkt uboczny to HBr.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W substytucji rodnikowej **koniecznie** podać warunek: hν (światło) lub \\(\\Delta\\) (ciepło). Bez niego reakcja nie zachodzi - równanie bez warunku to błąd formalny na maturze.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy substytucji rodnikowej **chlorem** (\\(\\ce{Cl2}\\)) produkt główny byłby inny - Cl• jest mało selektywny. **Brom** (\\(\\ce{Br2}\\)) jest selektywny, dlatego głównie atakuje C trzeciorzędowy. Stąd tylko substytucja z \\(\\ce{Br2}\\) daje 2-bromo-2-metylobutan jako główny produkt.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Obie reakcje muszą dotyczyć **węglowodorów** (bez innych grup funkcyjnych). 2-metylobutan i 2-metylobut-1-en (lub 2-en) to węglowodory - poprawne substraty. Nie podawać halogenków alkilu ani alkoholi jako substratu.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-25.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":13,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/26","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"26","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 26. (0-1)\nOkreśl, według jakiego mechanizmu (nukleofilowego, rodnikowego, elektrofilowego)\nprzebiega każda z opisanych reakcji.\nReakcja addycji przebiega według mechanizmu\nReakcja substytucji przebiega według mechanizmu","answer":null,"answer_text":"Zadanie 26. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.11) wyjaśnia na prostych przykładach mechanizmy reakcji\nsubstytucji, addycji […].\nPoprawna odpowiedź\nReakcja addycji przebiega według mechanizmu elektrofilowego.\nReakcja substytucji przebiega według mechanizmu rodnikowego.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne określenie mechanizmów obu opisanych reakcji.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- Reakcja **addycji** przebiega według mechanizmu **elektrofilowego**.\n- Reakcja **substytucji** przebiega według mechanizmu **rodnikowego**.\n\n## Sposób 1 - Dopasowanie mechanizmu do typu reakcji\n\nW zadaniu opisano dwie reakcje bromu z węglowodorami (por. zad. 25.-27.):\n\n**Addycja HBr/Br₂ do alkenu (2-metylobut-2-en / 2-metylobut-1-en):**\n- Substrat ma wiązanie podwójne \\ce{C=C} bogate w elektrony.\n- Atakuje je elektrofil (\\ce{H+} z \\ce{HBr} lub spolaryzowana cząsteczka), tworząc karbokation.\n- → mechanizm **elektrofilowy** (addycja elektrofilowa, A\\(_E\\)).\n\n**Substytucja w alkanie (2-metylobutan) bromem przy udziale światła:**\n- Reakcja zachodzi pod wpływem światła (hν), które homolitycznie rozszczepia \\ce{Br-Br} na rodniki \\ce{Br^.}.\n- Rodnik odrywa atom wodoru, powstaje rodnik alkilowy - reakcja łańcuchowa.\n- → mechanizm **rodnikowy** (substytucja rodnikowa, S\\(_R\\)).\n\n## Sposób 2 - Sygnały rozpoznawcze\n\n| Cecha reakcji | Wskazuje na mechanizm |\n| substrat = alken (wiązanie π), reagent \\ce{HBr}/\\ce{Br2}, brak światła | **elektrofilowy** (addycja) |\n| substrat = alkan, warunek: światło (hν) / wysoka temperatura | **rodnikowy** (substytucja) |\n\nSpośród trzech wymienionych mechanizmów (nukleofilowy, rodnikowy, elektrofilowy) **nukleofilowy** tu nie występuje - nie ma ani halogenoalkanu z nukleofilem, ani grupy karbonylowej.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **addycja - mechanizm elektrofilowy; substytucja - mechanizm rodnikowy.**\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne określenie mechanizmów obu opisanych reakcji.\n> - **0 pkt** - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Bromowanie alkanu w świetle (hν) to mechanizm **rodnikowy**, a addycja do alkenu - **elektrofilowy**. Nie myl tych dwóch.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Sam fakt, że reagentem jest \\ce{Br2}/\\ce{HBr}, nie przesądza o mechanizmie - decyduje typ substratu (alkan vs alken) i warunki (światło).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mechanizm nukleofilowy nie pasuje do żadnej z tych reakcji - nie ma tu nukleofila atakującego węgiel z deficytem elektronów.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-26.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":13,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/27","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"27","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 27. (0-1)\nWyjaśnij, dlaczego głównym produktem opisanych reakcji addycji i substytucji jest ta\nsama monobromopochodna 2-metylobutanu (2-bromo-2-metylobutan).\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n23.1. 23.2. 23.3.\n24.\n25.\n26.\n27.\nMaks. liczba pkt\n2\n1\n1\n1\n2\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 27. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.7) opisuje właściwości chemiczne alkanów, na przykładzie\nnastępujących reakcji: […] podstawianie (substytucja) atomu\n[…] wodoru przez atom […] bromu przy udziale światła.\n9.8) opisuje właściwości chemiczne alkenów, na przykładzie\nnastępujących reakcji: przyłączanie (addycja): […] HBr […].\n9.11) wyjaśnia na prostych przykładach mechanizmy reakcji\nsubstytucji, addycji […].\nPoprawna odpowiedź\nW reakcji addycji (zgodnie z regułą Markownikowa) brom ulega addycji do atomu węgla,\nktóry połączony jest z mniejszą liczbą atomów wodoru lub który ma więcej podstawników\nalkilowych. W reakcji substytucji brom podstawia łatwiej atom wodoru połączony z atomem\nwęgla o wyższej rzędowości.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wyjaśnienie.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną, np. Obie reakcje przebiegają zgodnie z regułą\nMarkownikowa, albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: W obu reakcjach powstaje głównie 2-bromo-2-metylobutan, ponieważ oba mechanizmy prowadzą przez trwałe trzeciorzędowe centrum (C2) - karbokation w addycji i rodnik w substytucji.\n\n## Sposób 1 - analiza trwałości intermediatu w obu mechanizmach\n\n### Addycja HBr do 2-metylobut-2-enu (reguła Markownikowa)\n\nAlkeny poprzedzające 2-bromo-2-metylobutan to np. 2-metylobut-2-en:\n\n\\[\\ce{(CH3)2C=CH-CH3 + HBr ->}\\]\n\nMechanizm: **proton atakuje podwójne wiązanie**. Mogą powstać dwa karbokationy:\n\n| Miejsce przyłączenia H⁺ | Powstały karbokation | Trzeciorzędowość |\n| na C3 (→ Br na C2) | \\(\\ce{(CH3)2\\overset{+}{C}-CH2-CH3}\\) | **III-rzędowy** ✓ |\n| na C2 (→ Br na C3) | \\(\\ce{(CH3)2CH-\\overset{+}{C}H-CH3}\\) | II-rzędowy |\n\nKarbokation **trzeciorzędowy** jest znacznie trwalszy od II-rzędowego, bo:\n- trzy grupy alkilowe przekazują elektronowo na deficytowe centrum (efekt indukcyjny +I)\n- silniejsza stabilizacja hiperkonjugacyjna (więcej wiązań C-H i C-C sąsiednich)\n\nZatem głównie powstaje karbokation III-rzędowy przy C2, który wychwytuje \\(\\ce{Br-}\\):\n\n\\[\\ce{(CH3)2\\overset{+}{C}-CH2CH3 + Br- -> (CH3)2CBr-CH2CH3}\\]\n\n**Główny produkt: 2-bromo-2-metylobutan.**\n\n### Substytucja wolnorodnikowa bromem w 2-metylobutanie\n\n\\[\\ce{(CH3)2CH-CH2-CH3 + Br2 ->[$h\\nu$] (CH3)2CBr-CH2-CH3 + HBr}\\]\n\nMechanizm: **rodnik bromu odrywa atom H** z cząsteczki 2-metylobutanu, tworząc rodnik węglowy. W 2-metylobutanie są trzy typy węgli:\n\n| Węgiel | Typ | Powstały rodnik | Trwałość |\n| C2 | **III-rzędowy** (1 H) | \\(\\ce{(CH3)2\\dot{C}-CH2CH3}\\) | **największa** ✓ |\n| C3 | II-rzędowy (2 H) | \\(\\ce{(CH3)2CH-\\dot{C}H-CH3}\\) | średnia |\n| C1, C4 | I-rzędowy (3 H) | \\(\\ce{\\dot{C}H2- }\\) | najmniejsza |\n\nBrom jest **selektywnym halogenem** - mocno preferuje abstrakcję H z miejsca, gdzie powstaje najtrwalszy rodnik (III-rzędowy, bo niesparowany elektron stabilizowany przez 3 grupy alkilowe). Reaktywność III > II >> I.\n\nMimo że C1+C4 mają łącznie 6 atomów H (a C2 tylko 1), selektywność bromu jest tak wysoka (stosunek reaktywności III:II:I ≈ 1600:80:1), że główny produkt pochodzi od C2.\n\nRodnik trzeciorzędowy przy C2 reaguje z \\(\\ce{Br2}\\):\n\n\\[\\ce{(CH3)2\\dot{C}-CH2CH3 + Br2 -> (CH3)2CBr-CH2CH3 + Br*}\\]\n\n**Główny produkt: 2-bromo-2-metylobutan.**\n\n### Wniosek\n\n> **Oba mechanizmy prowadzą przez trwałe centrum przy C2** (trzeciorzędowym węglu 2-metylobutanu):\n> - addycja → przez **karbokation III-rzędowy** (stabilizowany indukcyjnie i hiperkonjugacyjnie)\n> - substytucja → przez **rodnik III-rzędowy** (stabilizowany analogicznie, choć efekty słabsze niż dla kationów)\n>\n> Ponieważ w obu przypadkach to samo centrum (C2) jest energetycznie uprzywilejowane jako przemijający intermediate, oba procesy dają ten sam produkt końcowy - **2-bromo-2-metylobutan**.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez porównanie energii intermediatu (jakościowy diagram energetyczny)\n\nMożna to spojrzeć od strony energii aktywacji (reguła Hammonda):\n\n- Krok wyznaczający szybkość reakcji (RDS) przechodzi przez **stan przejściowy podobny do intermediatu**.\n- Im trwalszy intermediatny karbokation/rodnik → **niższy stan przejściowy** → **mniejsza energia aktywacji** → **szybsza ścieżka** → **więcej produktu**.\n\nDla addycji: trzeciorzędowy karbokation jest stabilniejszy od II-rzędowego o ok. \\(60\\text{-}80 \\text{ kJ/mol}\\) → ścieżka przez C2 energetycznie dominuje.\n\nDla substytucji: trzeciorzędowy rodnik stabilniejszy od II-rzędowego o ok. \\(10\\text{-}15 \\text{ kJ/mol}\\) → przy selektywnym bromie wystarczy, by C2 był głównym miejscem ataku.\n\nOba diagramy wskazują na **tę samą preferencję C2** - stąd identyczny produkt.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - zadanie sprawdza rozumienie mechanizmów organicznych.\n\n📖 **Karta wzorów str. 7 - Wpływ kierujący podstawników:**\nTabela orto/para/meta jest blisko związana z efektami elektronowymi w pierścieniu. Analogiczne efekty indukcyjne (+I grup alkilowych) stabilizują karbokation/rodnik w układach alifatycznych - ta sama logika, bez osobnego wzoru do cytowania.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n⚠️ **Uwaga:** Nie mylić pojęć - w addycji intermediat to **karbokation** (brak elektronu), a w substytucji wolnorodnikowej to **rodnik** (wolny elektron). Oba są stabilizowane przez grupy alkilowe, ale karbokation jest **znacznie bardziej** selektywny. Brom jako rodnik też jest selektywny (w przeciwieństwie do chloru!).\n\n⚠️ **Uwaga:** Część uczniów zapomina, że selektywność bromu jest bardzo wysoka - nawet 1 atom H przy III-rzędowym węglu \"wygrywa\" z 6 atomami H przy węglach I-rzędowych. To odróżnia bromowanie od chlorowania.\n\n⚠️ **Uwaga:** Odpowiedź niepełna to napisać tylko \"trzeciorzędowy jest trwalszy\" bez wytłumaczenia DLACZEGO (efekt indukcyjny +I grup alkilowych, stabilizacja hiperkonjugacyjna). Na maturze rozszerzonej wymaga się mechanistycznego uzasadnienia.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-27.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":13,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/28","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"28","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 28. (0-2)\nW cząsteczce pewnego optycznie czynnego nasyconego łańcuchowego alkoholu\nmonohydroksylowego o nierozgałęzionym łańcuchu jest pięć atomów węgla. W wyniku\nutlenienia tego alkoholu powstaje keton.\nNarysuj wzór półstrukturalny (grupowy), podaj nazwę systematyczną oraz określ\nrzędowość opisanego alkoholu.\nWzór:\nNazwa:\nRzędowość:\nInformacja do zadań 29.-30.\nPoniżej przedstawiono wzory dwóch związków organicznych.\nI\nII\nCH\nCH\nCOOH\nCH3\nC\nH3\nCH3\nC\nH3\nCH\nC\nCH3\nO\nCH3","answer":null,"answer_text":"Zadanie 28. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.3) ustala rzędowość […].\n9.5) rysuje wzory […] półstrukturalne […] izomerów\noptycznych […].\n10. Hydroksylowe pochodne węglowodorów - alkohole i fenole.\nZdający:\n10.2) rysuje wzory […] półstrukturalne izomerów alkoholi\nmonohydroksylowych […]; podaje ich nazwy systematyczne.\nPoprawna odpowiedź\nWzór: CH3 - CH(OH) - CH2 - CH2 - CH3\nNazwa: pentan-2-ol\nRzędowość: II-rzędowy\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie wzoru i nazwy alkoholu oraz poprawne określenie jego\nrzędowości.\n1 p. - za poprawne napisanie wzoru alkoholu i podanie błędnej nazwy lub błędne określenie\njego rzędowości.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Wzór półstrukturalny:** \\(\\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CH3}\\)\n\n**Nazwa systematyczna:** pentan-2-ol\n\n**Rzędowość:** alkohol **drugorzędowy (II-rzędowy)**\n\n## Sposób 1 - analiza warunków krok po kroku\n\n**Krok 1 - utlenianie daje keton → alkohol musi być drugorzędowy**\n\nAlkohole utleniają się według schematu:\n- alkohol **I-rzędowy** → aldehyd (a dalej kwas karboksylowy)\n- alkohol **II-rzędowy** → **keton** ✓\n- alkohol **III-rzędowy** → nie utlenia się (brak H przy węglu z OH)\n\nSkoro produkt utleniania jest ketonem, szukamy **alkoholu II-rzędowego**.\n\n**Krok 2 - 5 węgli, łańcuch nierozgałęziony → pentanol**\n\nMamy 5 atomów węgla w nierozgałęzionym łańcuchu: węgiel szkielet to pentan. Alkohol II-rzędowy oznacza, że \\(\\ce{-OH}\\) jest na węglu C2 lub C3:\n\n- **pentan-2-ol:** \\(\\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CH3}\\)\n- **pentan-3-ol:** \\(\\ce{CH3-CH2-CH(OH)-CH2-CH3}\\)\n\n**Krok 3 - warunek aktywności optycznej → musi istnieć centrum chiralności**\n\nCentrum chiralności = atom węgla połączony z **czterema różnymi podstawnikami**.\n\nSprawdzamy węgiel z \\(\\ce{-OH}\\):\n\n| Związek | Podstawniki na C z OH |\n| pentan-2-ol | \\(\\ce{-OH}\\), \\(\\ce{-H}\\), \\(\\ce{-CH3}\\), \\(\\ce{-CH2CH2CH3}\\) → **cztery różne** ✓ |\n| pentan-3-ol | \\(\\ce{-OH}\\), \\(\\ce{-H}\\), \\(\\ce{-CH2CH3}\\), \\(\\ce{-CH2CH3}\\) → dwa jednakowe ✗ |\n\nPentan-3-ol **nie jest optycznie czynny** - ma oś symetrii.\n\n**Wniosek:** Jedynym rozwiązaniem jest **pentan-2-ol**.\n\n\\[\n\\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CH3}\n\\]\n\nUtlenianie:\n\\[\n\\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CH3 ->[\\text{[O]}] CH3-CO-CH2-CH2-CH3}\n\\]\n(pentan-2-on - keton ✓)\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez eliminację\n\nWszystkie nasycone alkohole monohydroksylowe o nierozgałęzionym łańcuchu pięciowęglowym:\n\n| Nazwa | Rzędowość | Produkt utleniania | Aktywność optyczna |\n| pentan-1-ol | I° | aldehyd (pentanal) | nie (brak C*) |\n| pentan-2-ol | **II°** | **keton** ✓ | **tak** ✓ |\n| pentan-3-ol | II° | keton | **nie** (brak C*) |\n\nTylko **pentan-2-ol** spełnia **oba warunki** jednocześnie: daje keton AND jest optycznie czynny. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość:\n- zasad utleniania alkoholi (I° → aldehyd / II° → keton / III° → brak reakcji)\n- definicji centrum chiralności i aktywności optycznej\n\nWiedza pochodzi z materiału programowego, nie z tablic.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pentan-3-ol ALSO daje keton przy utlenianiu, ale uczniowie pomijają warunek aktywności optycznej - to eliminuje tę odpowiedź. Zawsze sprawdzaj WSZYSTKIE warunki zadania.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Centrum chiralności wymaga CZTERECH RÓŻNYCH podstawników. Na C3 pentan-3-olu są dwie jednakowe grupy etylowe \\(\\ce{-CH2CH3}\\) po obu stronach - symetria wewnętrzna niszczy aktywność optyczną.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy rysowaniu wzoru półstrukturalnego (grupowego) pisz \\(\\ce{CH(OH)}\\) dla drugorzędowego węgla z hydroksylem - nie rozbijaj na atomy jak we wzorze elektronowym, ale też nie grupuj zbyt mocno jak we wzorze sumarycznym.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-28.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":14,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/29","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"29","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 29. (0-1)\nZaznacz odpowiedź, w której podano poprawne nazwy systematyczne związków I i II.\nI\nII\nA.\nkwas 2,3-dimetyloheksanowy\n3-metylobutanal\nB.\nkwas 2,3-dimetylobutanowy\n3-metylobutanon\nC.\n2,3-dimetylobutanal\n3-metylobutanon\nD.\nkwas 2,3-dimetylobutanowy\n3-metylobutanal","answer":"B","answer_text":"Zadanie 29. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII etap edukacyjny\n9. Pochodne węglowodorów. Substancje o znaczeniu\nbiologicznym. Zdający:\n9.4) […] podaje nazwy […] systematyczne kwasów\nkarboksylowych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n11. Związki karbonylowe - aldehydy i ketony. Zdający:\n11.2) […]; tworzy nazwy systematyczne prostych […] ketonów.\nPoprawna odpowiedź\nB\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie nazw związków.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: B\n\nPoprawne nazwy systematyczne to:\n- **Związek I:** kwas 2,3-dimetylbutanowy\n- **Związek II:** 3-metylobutan-2-on\n\n## Sposób 1 - Analiza szkieletu węglowego + reguła najniższych lokantów\n\n### Związek I: \\(\\ce{H3C-CH(CH3)-CH(CH3)-COOH}\\)\n\n**Krok 1 - Narysuj szkielet i ponumeruj węgle:**\n\nSzkielet z uwzględnieniem WSZYSTKICH węgli:\n\nCH3 CH3\nCH3-CH - CH - COOH\nC4 C3 C2 C1\n\n**C1** = węgiel grupy karboksylowej \\(\\ce{COOH}\\) - tu zawsze zaczynamy numerowanie dla kwasów karboksylowych.\n\n**Krok 2 - Długość głównego łańcucha:**\n\nNajdłuższy łańcuch zawierający \\(\\ce{COOH}\\): C1-C2-C3-C4 = **4 węgle** → rdzeń **butanowy**\n\n**Krok 3 - Podstawniki:**\n\n- przy C2: jedna grupa \\(\\ce{CH3}\\) → **2-metylo**\n- przy C3: jedna grupa \\(\\ce{CH3}\\) → **3-metylo**\n\nRazem: **2,3-dimetylo**\n\n**Wynik:**\n\n\\[\n\\text{kwas } \\mathbf{2{,}3\\text{-}dimetylbutanowy}\n\\]\n\n### Związek II: \\(\\ce{H3C-CH(CH3)-CO-CH3}\\)\n\n**Krok 1 - Szkielet:**\n\nCH3 - CH(CH3) - C(=O) - CH3\nC4 C3 C2 C1\n\nNajdłuższy łańcuch zawierający \\(\\ce{C=O}\\): C1-C2-C3-C4 = **4 węgle** → rdzeń **butan**\n\n**Krok 2 - Numeracja (reguła najniższego lokantu dla grupy funkcyjnej):**\n\n- Numerując od prawej: keton przy **C2** ✓\n- Numerując od lewej: keton przy C3 ✗ (wyższy lokant → niedozwolone)\n\nWybieramy: keton przy C2 → **butan-2-on**\n\n**Krok 3 - Podstawniki:**\n\nPrzy C3 (po wybranej numeracji) znajduje się \\(\\ce{CH3}\\) → **3-metylo**\n\n**Wynik:**\n\n\\[\n\\mathbf{3\\text{-}metylobutan\\text{-}2\\text{-}on}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez wzór ogólny homologu\n\n**Związek I** to kwas karboksylowy o wzorze \\(\\ce{C6H12O2}\\):\n- kwas butanowy = \\(\\ce{C4H8O2}\\)\n- dwa podstawniki metylowe dodają \\(2 \\times \\ce{CH2}\\) względem kwasu etanowego\n\nSprawdzam inaczej - sumując atomy C: 4 (łańcuch główny) + 2 (gałęzie) = 6 C ogółem.\nWzór sumaryczny: \\(\\ce{C6H12O2}\\). Masa molarna \\(\\approx 116 \\text{ g/mol}\\) - poprawny kwas dimetylowy o 6C.\n\n**Związek II** to keton o wzorze \\(\\ce{C5H10O}\\):\n- butan-2-on = \\(\\ce{C4H8O}\\), dodajemy jedną grupę \\(\\ce{CH3}\\) → \\(\\ce{C5H10O}\\) ✓\n\nObie nazwy z odpowiedzi **B** są wewnętrznie spójne z wzorami sumarycznymi. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość zasad nomenklatury IUPAC. Jednakże warto pamiętać, że:\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy:**\n> Podane elektroujemności i symbole pierwiastków są pomocne przy identyfikacji grup funkcyjnych i ich pierwszeństwa w nomenklaturze IUPAC (grupy priorytetowe: \\(\\ce{COOH}\\) > \\(\\ce{CO}\\) > \\(\\ce{OH}\\) > \\(\\ce{NH2}\\)).\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant błędny | Błąd dla związku I | Błąd dla związku II |\n| Odpowiedź A | Poprawna nazwa I, ale błędna II: **2-metylobutan-3-on** - numerowano od złej strony, keton dostał wyższy lokant (3 zamiast 2) | naruszenie reguły najniższego lokantu |\n| Odpowiedź C | **kwas 3,4-dimetylopentanowy** - błąd: uczeń nie wliczył węgla \\(\\ce{COOH}\\) do łańcucha głównego i przyjął 5-węglowy rdzeń, przesuwając lokant każdego podstawnika o +1 | - |\n| Odpowiedź D | oba błędy łącznie | oba błędy łącznie |\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga - węgiel grupy \\(\\ce{COOH}\\) JEST węglem C1 łańcucha głównego!** Nie zaczynaj numerowania od \\(\\ce{CH3}\\) - to najczęstszy błąd przy kwasach karboksylowych.\n\n> ⚠️ **Uwaga - reguła najniższego lokantu dla grupy funkcyjnej:** keton, aldehyd, kwas karboksylowy zawsze dostają możliwie **najniższy** numer lokanta. Dlatego mamy butan-**2**-on, nie butan-3-on.\n\n> ⚠️ **Uwaga - nie mylić 2-metylobutan-3-on z 3-metylobutan-2-on:** to dwa różne związki! Sprawdź, przy którym węglu jest keton, a przy którym metyl - i czy łańcuch główny jest poprawnie ponumerowany od właściwego końca.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-29.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":14,"source":"ocr","answer_source":"ocr","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/30","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"30","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 30. (0-1)\nZ podanych niżej informacji wybierz i zaznacz te, które są prawdziwe dla związku II.\n1. W wyniku redukcji tego związku wodorem powstaje 3-metylobutan-2-ol.\n2. Po dodaniu tego związku do świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) i ogrzaniu\nobserwuje się zmianę zabarwienia zawartości probówki z niebieskiej na ceglastą.\n3. Związek ten powstaje w wyniku utleniania alkoholu II-rzędowego.\n4. Związek ten reaguje bezpośrednio z sodem, w wyniku czego tworzy sól.\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 30. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n11. Związki karbonylowe - aldehydy i ketony. Zdający:\n11.6) porównuje metody otrzymywania, właściwości […]\naldehydów i ketonów.\nPoprawna odpowiedź\n1., 3.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie dwóch informacji.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: 1 i 3\n\nZwiązek II to **3-metylobutan-2-on** (\\ce{CH3-CO-CH(CH3)-CH3}).\n\n## Sposób 1 - Identyfikacja związku przez produkty reakcji\n\n**Krok 1. Ustalamy strukturę związku II z informacji 1.**\n\nRedukcja związku II wodorem daje **3-metylobutan-2-ol**.\n\nNumerujemy łańcuch 3-metylobutan-2-olu:\n\n\\[\\ce{CH3-\\underset{2}{C}H(OH)-\\underset{3}{C}H(CH3)-CH3}\\]\n\nRedukcja wodorem to odwrotność utleniania - znaczy, że związek II różni się od 3-metylobutan-2-olu tylko grupą przy C2: zamiast \\ce{-OH} musi być \\ce{=O}.\n\n**Związek II:**\n\n\\[\\ce{CH3-CO-CH(CH3)-CH3} \\quad \\text{(3-metylobutan-2-on)}\\]\n\nTo **keton** - grupa \\ce{C=O} jest wewnątrz łańcucha.\n\n**Krok 2. Sprawdzamy każdą informację.**\n\n**Informacja 1 - PRAWDZIWA ✓**\n\nRedukcja ketonów wodorem daje alkohole II-rzędowe:\n\n\\[\\ce{CH3-CO-CH(CH3)-CH3 + H2 ->[\\text{kat.}] CH3-CH(OH)-CH(CH3)-CH3}\\]\n\nProdukt to dokładnie 3-metylobutan-2-ol - **zgadza się**.\n\n**Informacja 2 - FAŁSZYWA ✗**\n\nŚwieżo strącony \\ce{Cu(OH)2} + ogrzewanie → ceglasty \\ce{Cu2O} to **próba Trommera** (odmiana próby Fehlinga). Reagują z nią tylko **aldehydy** (silniejsze reduktory), bo posiadają grupę \\ce{-CHO}.\n\nKetony **nie mają atomu H przy grupie karbonylowej** - nie redukują \\ce{Cu(OH)2}. Brak zmiany barwy.\n\n**Informacja 3 - PRAWDZIWA ✓**\n\nUtlenianie alkoholi:\n- alkohol I-rzędowy → aldehyd (a dalej kwas karboksylowy)\n- **alkohol II-rzędowy → keton**\n\n3-metylobutan-2-ol to alkohol II-rzędowy (OH przy węglu z dwoma podstawnikami węglowymi), więc jego utlenianie daje keton - właśnie związek II:\n\n\\[\\ce{CH3-CH(OH)-CH(CH3)-CH3 ->[\\text{[O]}] CH3-CO-CH(CH3)-CH3}\\]\n\n**Zgadza się.**\n\n**Informacja 4 - FAŁSZYWA ✗**\n\nZ sodem tworzą sole **kwasy** (wydzielają \\ce{H2 ^}):\n- kwasy karboksylowe: \\ce{R-COOH + Na -> R-COONa + 1/2 H2}\n- alkohole: \\ce{R-OH + Na -> R-ONa + 1/2 H2}\n\nKetony **nie reagują z sodem** - nie mają ruchliwego protonu \\ce{H} zdolnego do oderwania przez metal. Brak tworzenia soli.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez definicję ketonów i aldehydów\n\nMożemy podejść od drugiej strony: sprawdzić, jaką klasę związków opisują poszczególne testy.\n\n| Test | Pozytywny dla |\n| Redukcja \\ce{H2} → alkohol II-rzędowy | keton |\n| Próba Trommera (\\ce{Cu(OH)2}) → \\ce{Cu2O} | aldehyd |\n| Powstaje z utlenienia alkoholu II-rzędowego | keton |\n| Reaguje z \\ce{Na} → sól | kwas karboksylowy / alkohol |\n\nInformacje 1 i 3 opisują **keton** - spójne ze sobą.\nInformacje 2 i 4 opisują **aldehyd** i **kwas/alkohol** - niezgodne z ketonem.\n\nWniosek: **prawdziwe są 1 i 3.** ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z tabelarycznych stałych fizycznych ani wartości liczbowych z karty wzorów. Wystarczy znajomość:\n- definicji i reakcji charakterystycznych **ketonów i aldehydów**\n- **próby Trommera/Fehlinga** (aldehydy, nie ketony)\n- **reakcji z sodem** (kwasy i alkohole, nie ketony)\n\n## Dlaczego informacje 2 i 4 są błędne\n\n| Informacja | Typowy błąd ucznia |\n| **2** (próba Trommera → ceglasty) | Uczeń myli keton z aldehydem - oba mają \\ce{C=O}, ale tylko aldehyd ma H przy karbonylu i tylko on jest reduktorem wobec \\ce{Cu(OH)2} |\n| **4** (reakcja z Na → sól) | Uczeń kojarzy \\ce{C=O} z kwasem karboksylowym, ale w ketonie nie ma \\ce{-OH} ani \\ce{-COOH} - brak kwasowego H |\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Próba Trommera i próba Tollensa to testy **selektywne dla aldehydów** - nigdy nie pomyl ich z ketonami. Pamięć: keton ma \\ce{C=O} *ukryte* między dwoma węglami, brak H przy karbonylu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Redukcja \\ce{H2} na ketonach zawsze daje alkohol II-rzędowy. Jeśli w zadaniu redukcja daje alkohol I-rzędowy - to był aldehyd, nie keton.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Tworzy sól z sodem\" → myśl natychmiast o grupie \\ce{-OH} (alkohol lub kwas). Ketony i aldehydy nie tworzą soli z metalami alkalicznymi.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-30.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":14,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/31","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"31","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 31. (0-2)\nOblicz pH wodnego roztworu kwasu etanowego o stężeniu 6,0% masowych i gęstości\n1,00 g · cm\n3\n- (t = 25 °C), dla którego stopień dysocjacji α ˂ 5%. Wynik końcowy\nzaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.\nObliczenia:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 31. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.6) […] zapisuje wyrażenie na stałą równowagi […].\n4.9) interpretuje wartości stałej dysocjacji, pH […].\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.2) wykonuje obliczenia związane z […] zastosowaniem\npojęcia stężenie […] procentowe i molowe.\nPrzykładowe rozwiązanie\nPrzyjmujemy założenie, że m r = 100 g.\nObliczenie masy CH3COOH:\ncp =\n%\n100\nr\ns ⋅\nm\nm\nm\nCOOH\nCH3\n%\n100\ng\n100\n%\n6\n⋅\n= 6 g\nObliczenie liczby moli CH3COOH:\nn = M\nm\ng\n60\ng\n6\n= 0,1 mola\nObliczenie stężenia molowego roztworu:\nC m =\nr\nV\nn =\nr\nm\nd\nn ⋅\ng\n100\ndm\ng\n1000\nmol\n1,0\n3\n⋅\n⋅\n= 1 mol · dm\n3\nObliczenie stężenia jonów H + :\nK =\n]\nCOOH\nCH\n[\n]\nH\n[\n]\nCOO\nCH\n[\n3\n3\n-⋅\nW stanie równowagi [CH3COO -] = [H + ] = X\ni [CH3COOH] = C m = C\nwięc K =\n2\nX\nC\nX\nPonieważ X<<C to (C- X) ≈ C, czyli K =\n2\nX\nC\nX\nK C\n\n⋅\n1\n10\n8,1\n5 ⋅\n⋅\n= 4,24 · 10\n3\n-= 4,2 · 10\n3\npH = -log (0,42 · 10 2\n-) = 2 - (-0,377) = 2,377 ≈ 2,4\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie\nwyniku jako wielkości niemianowanej z właściwą dokładnością.\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody, ale:\n- popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.\nlub\n- podanie wyniku z niewłaściwą dokładnością lub z błędnym zaokrągleniem.\nlub\n- podanie wyniku z jednostką.\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.","solution":"## Poprawna odpowiedź: **pH ≈ 2,4**\n\n## Sposób 1 - Przeliczenie stężenia, przybliżenie słabego kwasu\n\n### Krok 1 - Przelicz stężenie procentowe na molowe\n\nBierzemy \\(V = 1{,}00 \\text{ dm}^3\\) roztworu:\n\n\\[\nm_{\\text{roztworu}} = \\rho \\cdot V = 1{,}00 \\;\\frac{\\text{g}}{\\text{cm}^3} \\cdot 1000 \\;\\text{cm}^3 = 1000 \\;\\text{g}\n\\]\n\n\\[\nm(\\ce{CH3COOH}) = 1000 \\;\\text{g} \\cdot 0{,}060 = 60 \\;\\text{g}\n\\]\n\nMasa molarna kwasu etanowego (\\(M(\\ce{CH3COOH}) = 2 \\cdot 12 + 4 \\cdot 1 + 2 \\cdot 16 = 60 \\;\\text{g/mol}\\)):\n\n\\[\nn(\\ce{CH3COOH}) = \\frac{60 \\;\\text{g}}{60 \\;\\text{g/mol}} = 1{,}0 \\;\\text{mol}\n\\]\n\n\\[\nc_0 = \\frac{n}{V} = \\frac{1{,}0 \\;\\text{mol}}{1{,}00 \\;\\text{dm}^3} = 1{,}0 \\;\\frac{\\text{mol}}{\\text{dm}^3}\n\\]\n\n### Krok 2 - Równowaga dysocjacji kwasu etanowego\n\n\\[\n\\ce{CH3COOH <=> CH3COO^- + H^+}\n\\]\n\nStała dysocjacji:\n\n\\[\nK_a = \\frac{[\\ce{H+}][\\ce{CH3COO-}]}{[\\ce{CH3COOH}]}\n\\]\n\nPonieważ podano **α < 5%** - stosujemy przybliżenie słabego kwasu (\\(c_0 - [\\ce{H+}] \\approx c_0\\)):\n\n\\[\nK_a \\approx \\frac{[\\ce{H+}]^2}{c_0}\n\\quad\\Longrightarrow\\quad\n[\\ce{H+}] = \\sqrt{K_a \\cdot c_0}\n\\]\n\n### Krok 3 - Obliczenie stężenia jonów \\(\\ce{H+}\\)\n\nZ karty wzorów: \\(K_a(\\ce{CH3COOH}) = 1{,}74 \\cdot 10^{-5}\\)\n\n\\[\n[\\ce{H+}] = \\sqrt{1{,}74 \\cdot 10^{-5} \\cdot 1{,}0} = \\sqrt{1{,}74 \\cdot 10^{-5}} = \\sqrt{17{,}4 \\cdot 10^{-6}} = \\sqrt{17{,}4} \\cdot 10^{-3}\n\\]\n\n\\[\n[\\ce{H+}] \\approx 4{,}17 \\cdot 10^{-3} \\;\\frac{\\text{mol}}{\\text{dm}^3}\n\\]\n\n### Krok 4 - Obliczenie pH\n\n\\[\n\\text{pH} = -\\log[\\ce{H+}] = -\\log(4{,}17 \\cdot 10^{-3}) = 3 - \\log(4{,}17)\n\\]\n\nZ tabeli logarytmów (karta wzorów str. 10): \\(\\log(4{,}17) \\approx 0{,}62\\)\n\n\\[\n\\text{pH} = 3 - 0{,}62 = 2{,}38 \\approx \\mathbf{2{,}4}\n\\]\n\n### Krok 5 - Sprawdzenie poprawności przybliżenia\n\n\\[\n\\alpha = \\frac{[\\ce{H+}]}{c_0} = \\frac{4{,}17 \\cdot 10^{-3}}{1{,}0} = 0{,}00417 = 0{,}42\\% \\ll 5\\%\\ \\checkmark\n\\]\n\nPrzybliżenie było jak najbardziej uzasadnione.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez dokładne równanie kwadratowe\n\nBez żadnego przybliżenia, niech \\(x = [\\ce{H+}]\\):\n\n\\[\nK_a = \\frac{x^2}{c_0 - x} \\quad\\Longrightarrow\\quad x^2 + K_a \\cdot x - K_a \\cdot c_0 = 0\n\\]\n\n\\[\nx^2 + 1{,}74 \\cdot 10^{-5} \\cdot x - 1{,}74 \\cdot 10^{-5} = 0\n\\]\n\nWyróżnik: \\(\\Delta = (1{,}74 \\cdot 10^{-5})^2 + 4 \\cdot 1{,}74 \\cdot 10^{-5} \\approx 6{,}96 \\cdot 10^{-5}\\) (pierwszy składnik pomijalnie mały)\n\n\\[\nx = \\frac{-1{,}74 \\cdot 10^{-5} + \\sqrt{6{,}96 \\cdot 10^{-5}}}{2} = \\frac{-1{,}74 \\cdot 10^{-5} + 8{,}34 \\cdot 10^{-3}}{2} \\approx 4{,}16 \\cdot 10^{-3} \\;\\frac{\\text{mol}}{\\text{dm}^3}\n\\]\n\n\\[\n\\text{pH} = -\\log(4{,}16 \\cdot 10^{-3}) \\approx 2{,}38 \\approx \\mathbf{2{,}4}\\ \\checkmark\n\\]\n\nWynik identyczny - przybliżenie było w pełni poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n\\(K_a(\\ce{CH3COOH}) = 1{,}74 \\cdot 10^{-5}\\)\nUżyliśmy tej wartości w kroku 3 do obliczenia \\([\\ce{H+}]\\). To jedyna dana z karty, której potrzebujemy.\n\n📖 **Karta wzorów str. 10 - Tabela logarytmów dziesiętnych:**\n\\(\\log(4{,}17) \\approx 0{,}62\\)\nNa egzaminie nie ma potrzeby liczyć logarytmu \"z głowy\" - wystarczy odczytać z tabelki i podstawić do wzoru \\(\\text{pH} = 3 - \\log(4{,}17)\\).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przeliczenie stężenia procentowego na molowe to krok, który wielu uczniów pomija lub wykonuje błędnie. Pamiętaj: \\(c = \\frac{\\rho \\cdot w \\cdot 1000}{M}\\) - mnożnik 1000 pochodzi z przeliczenia \\(\\text{g/cm}^3\\) na \\(\\text{g/dm}^3\\). Tu wygodnie, bo \\(\\rho = 1{,}00 \\;\\text{g/cm}^3\\), więc wynik to równe \\(1{,}0 \\;\\text{mol/dm}^3\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Warunek **α < 5%** w treści zadania to podpowiedź, że mamy użyć przybliżenia \\([\\ce{H+}] = \\sqrt{K_a \\cdot c_0}\\). Bez niego musisz rozwiązywać równanie kwadratowe - i też wyjdzie to samo, ale traci się czas. Na egzaminie korzystaj z tego sygnału.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\log(4{,}17 \\cdot 10^{-3}) = \\log(4{,}17) + \\log(10^{-3}) = 0{,}62 - 3 = -2{,}38\\), więc \\(\\text{pH} = 2{,}38\\). Typowy błąd: wzięcie znaku logarytmu wprost: \\(-(-2{,}38) = +2{,}38\\) - tu akurat wychodzi dobrze, ale myślenie \"pH to wartość bezwzględna logarytmu\" może zawieść przy innych obliczeniach.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-31.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":15,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/32","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"32","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 32.\nFurfural jest pochodną furanu. W cząsteczce furfuralu\nwystępuje grupa funkcyjna, która łatwo redukuje się\nw obecności wodoru, co prowadzi do powstania\nalkoholu furfurylowego. Na gorąco, pod wpływem\nwodorotlenku miedzi(II), grupa ta się utlenia, w wyniku\nczego powstaje kwas pirośluzowy.\nWzór furfuralu\nNa podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,\nWarszawa 2007.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 32. (0-2)","solution":null,"image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-32.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":15,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/32.1","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"32.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 32.1. (0-1)\nNarysuj wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony alkoholu furfurylowego,\notrzymanego na drodze redukcji furfuralu.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 32.1. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n10. Hydroksylowe pochodne węglowodorów - alkohole i fenole.\nZdający:\n10.2) rysuje wzory […] półstrukturalne izomerów alkoholi\nmonohydroksylowych […].\nPoprawna odpowiedź\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne narysowanie wzoru alkoholu.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nWzór półstrukturalny alkoholu furfurylowego (furan-2-metanolu):\n\n$$\\underbrace{\\text{pierścień furanowy}}_{\\text{poz. 2}}\\text{-CH}_2\\text{OH}$$\n\nRysunek wzoru - pierścień furanowy z grupą **-CH₂OH** przy węglu C2:\n\nO\nCH CH\n‖ |\nCH C-CH₂OH\nC\n\nCzyli zapisując wzór grupowy (półstrukturalny):\n\n\\[\\ce{C4H3O-CH2OH}\\]\n\ngdzie \\(\\ce{C4H3O-}\\) to reszta furanylowa (2-furylowa).\n\n## Sposób 1 - Analiza struktury furfuralu i typ redukcji\n\n**Krok 1: Zidentyfikuj strukturę furfuralu**\n\nFurfural (aldehyd 2-furylowy, furan-2-karbaldehyd) to związek aromatyczny - zawiera **pierścień furanowy** (5-członowy, heterocykliczny, z atomem tlenu w pierścieniu) oraz grupę aldehydową **-CHO** przy węglu C2.\n\nWzór furfuralu:\n\n\\[\\ce{C4H3O-CHO}\\]\n\n(reszta 2-furylowa + aldehydowa)\n\n**Krok 2: Rozpoznaj typ reakcji - redukcja aldehydu**\n\nRedukcja grupy aldehydowej (-CHO) prowadzi zawsze do **pierwszorzędowego alkoholu** (-CH₂OH):\n\n\\[\\ce{R-CHO + H2 ->[\\text{kat.}] R-CH2OH}\\]\n\nlub z hydrydem (np. NaBH₄):\n\n\\[\\ce{R-CHO + NaBH4 -> R-CH2OH}\\]\n\n**Krok 3: Zastosuj do furfuralu**\n\n\\[\\ce{C4H3O-CHO + H2 ->[\\text{Ni, \\Delta}] C4H3O-CH2OH}\\]\n\nPierścień furanowy **nie ulega redukcji** w tych warunkach - jest aromatyczny i trwały.\n\n**Krok 4: Narysuj produkt**\n\nAlkohol furfurylowy = furan-2-metanol:\n\n- Pierścień furanowy (bez zmian)\n- Przy C2: grupa **-CH₂OH** (zamiast -CHO)\n\nWzór półstrukturalny:\n\n$$\\boxed{\\text{2-furyl}-\\text{CH}_2\\text{OH}}$$\n\nSchemat struktury (wzór grupowy):\n\nO\n2 5\nC C-H\nC C-H\nC-CH₂OH ← tu jest zmiana: CHO → CH₂OH\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomowy\n\nSprawdzamy, czy w reakcji zgadza się bilans:\n\n| | Furfural \\(\\ce{C5H4O2}\\) | Alkohol furfurylowy \\(\\ce{C5H6O2}\\) |\n| C | 5 | 5 ✓ |\n| H | 4 | 6 (różnica: +2H) ✓ |\n| O | 2 | 2 ✓ |\n\nRóżnica to **+2H** - czyli dokładnie jeden \\(\\ce{H2}\\) przyłączony do grupy aldehydowej. Pierścień furanowy (wzór \\(\\ce{C4H3O}\\)) pozostaje niezmieniony. Weryfikacja poprawna.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość:\n- definicji reakcji redukcji aldehydu do alkoholu pierwszorzędowego\n- struktury pierścienia furanowego (heterocykl aromatyczny z O)\n\n📖 **Karta wzorów str. 7 - Podstawniki w pierścieniu aromatycznym:**\nFuran jako układ aromatyczny - atom O w pierścieniu ma charakter aktywujący (kieruje orto/para), co potwierdza, że -CH₂OH zajmuje pozycję 2. Pierścień jest stabilny i nie ulega redukcji w łagodnych warunkach.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie rysuj redukcji pierścienia furanowego! Furan jest aromatyczny - w warunkach katalitycznej redukcji aldehydu (np. NaBH₄, kataliza Ni w łagodnych warunkach) pierścień pozostaje nienaruszony. Dopiero bardzo ostre warunki (wysoka T, P) mogłyby go uwodornić.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylmy grupy -CHO (aldehyd) z -COOH (kwas karboksylowy) - redukcja daje alkohol -CH₂OH, a **nie** -CH₂COOH ani -CH(OH)₂.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wzór półstrukturalny musi pokazywać grupę funkcyjną **-CH₂OH** wyraźnie (nie wystarczy samo \"C₅H₆O₂\") - zaznacz, że OH jest przy węglu nienależącym do pierścienia.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-32.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":15,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/32.2","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"32.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 32.2. (0-1)\nUzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie opisanej reakcji otrzymywania\nkwasu pirośluzowego. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone\nzwiązków organicznych.\n⎯→\n⎯T\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n28.\n29.\n30.\n31.\n32.1. 32.2.\nMaks. liczba pkt\n2\n1\n1\n2\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 32.2. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n12. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n12.3) zapisuje równania reakcji otrzymywania kwasów\nkarboksylowych z […] aldehydów.\nPoprawna odpowiedź\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie schematu reakcji.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nReakcja otrzymywania kwasu pirośluzowego to **utlenianie furfuralu** świeżo strąconym wodorotlenkiem miedzi(II) podczas ogrzewania (reakcja Trommera):\n\n\\[\n\\underbrace{\\text{(pierścień furanowy)-CHO}}_{\\text{furfural}} + 2\\,\\ce{Cu(OH)2} \\xrightarrow{T} \\underbrace{\\text{(pierścień furanowy)-COOH}}_{\\text{kwas pirośluzowy}} + \\ce{Cu2O} + 2\\,\\ce{H2O}\n\\]\n\nSubstrat organiczny: **furfural** (pierścień furanowy z grupą \\(-\\ce{CHO}\\) w pozycji 2).\nProdukt organiczny: **kwas pirośluzowy** = kwas furan-2-karboksylowy (pierścień furanowy z grupą \\(-\\ce{COOH}\\)).\nProdukty nieorganiczne: \\(\\ce{Cu2O}\\) (ceglasty osad) i \\(\\ce{H2O}\\).\n\n## Sposób 1 - Identyfikacja typu reakcji\n\nKwas pirośluzowy (kwas furan-2-karboksylowy) powstaje przez **utlenienie grupy aldehydowej** furfuralu do grupy karboksylowej:\n\\[\\text{R-CHO} \\xrightarrow{[\\text{O}]} \\text{R-COOH}\\]\n\nW zadaniu utleniaczem jest **świeżo strącony \\ce{Cu(OH)2}** (próba Trommera). Miedź redukuje się z \\ce{Cu^{+2}} do \\ce{Cu^{+1}}, dając ceglasty osad \\ce{Cu2O}:\n\\[\\text{R-CHO} + 2\\ce{Cu(OH)2} \\xrightarrow{T} \\text{R-COOH} + \\ce{Cu2O v} + 2\\ce{H2O}\\]\n\n## Sposób 2 - Bilans atomowy i elektronowy\n\n**Bilans elektronowy:**\n- węgiel aldehydowy \\(-\\ce{CHO}\\): stopień utlenienia **+1** → w \\(-\\ce{COOH}\\): **+3**, czyli oddaje **2 e⁻** (utlenianie);\n- miedź: \\ce{Cu^{+2}} → \\ce{Cu^{+1}} (w \\ce{Cu2O}), każdy atom Cu przyjmuje 1 e⁻; 2 atomy Cu przyjmują **2 e⁻**.\n\nBilans elektronów (2 oddane = 2 przyjęte) jest zachowany. Atomy H i O po obu stronach również się bilansują (2 \\ce{Cu(OH)2} dostarczają 4 grupy OH → 1 atom O do \\ce{-COOH}, 1 do \\ce{Cu2O}, 2 \\ce{H2O}).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: schemat **furfural + 2Cu(OH)2 →(T)→ kwas pirośluzowy + Cu2O + 2H2O** (z poprawnymi wzorami półstrukturalnymi pierścienia furanowego i grup \\(-\\ce{CHO}\\) → \\(-\\ce{COOH}\\)).\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne uzupełnienie schematu reakcji.\n> - **0 pkt** - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Utleniaczem w tym schemacie jest **\\ce{Cu(OH)2}** (próba Trommera, produkt \\ce{Cu2O}), a NIE \\ce{Ag2O}/\\ce{Ag2O} (próba Tollensa). Trzeba dopasować reagent do schematu pokazanego w zadaniu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kwas pirośluzowy ≠ kwas pirogronowy. Pirośluzowy = kwas furan-2-karboksylowy (pierścień furanowy + \\ce{-COOH}).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wzory organiczne zapisz jako półstrukturalne/uproszczone z widocznym pierścieniem furanowym, nie sumaryczne.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-32.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":15,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/33","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"33","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 33.\nMoc kwasów można porównać na podstawie analizy ich stałych dysocjacji albo metodą\ndoświadczalną. Stała dysocjacji kwasu pirogronowego jest równa Ka = 4,1·10\n3\n- w t = 25 °C.\nNa podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.\nPorównaj wartości stałych dysocjacji kwasu pirogronowego i kwasu etanowego,\na następnie zaprojektuj doświadczenie, w którym zajdzie reakcja potwierdzająca,\nże jeden z nich jest mocniejszy.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 33. (0-2)\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.9) interpretuje wartości stałej dysocjacji […].\n12. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n12.5) […] projektuje […] doświadczenia pozwalające\notrzymywać sole kwasów karboksylowych (w reakcjach\nkwasów z […] solami słabych kwasów).","solution":null,"image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-33.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":16,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/33.1","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"33.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 33.1. (0-1)\nUzupełnij poniższy schemat doświadczenia, wpisując wzory użytych odczynników\nwybranych spośród:\n- CH3COCOOH (aq)\n- CH3COCOONa (aq)\n- CH3COOH (aq)\n- CH3COONa (aq)\n- NaOH (aq)\nSchemat doświadczenia:\nodczynnik:\nodczynnik:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 33.1. (0-1)\nPoprawna odpowiedź\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny wybór odczynników i uzupełnienie schematu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Schemat doświadczenia:**\n\n- **Probówka (substrat):** \\(\\ce{CH3COONa}\\) (aq) - octan sodu\n- **Dodawany odczynnik:** \\(\\ce{CH3COCOOH}\\) (aq) - kwas pirogronowy\n\n**Reakcja zachodząca w doświadczeniu:**\n\\[\\ce{CH3COCOOH_{(aq)} + CH3COONa_{(aq)} -> CH3COCOONa_{(aq)} + CH3COOH_{(aq)}}\\]\n\n## Sposób 1 - Porównanie stałych dysocjacji → zasada wypierania słabszego kwasu z soli\n\n**Krok 1 - Porównanie Ka z karty wzorów (str. 9):**\n\nOdczytujemy wartości stałych dysocjacji:\n\n\\[K_a(\\ce{CH3COCOOH}) \\approx 3{,}16 \\cdot 10^{-3} \\quad (pK_a \\approx 2{,}49)\\]\n\\[K_a(\\ce{CH3COOH}) \\approx 1{,}75 \\cdot 10^{-5} \\quad (pK_a \\approx 4{,}76)\\]\n\nPonieważ \\(K_a(\\text{pirogronowy}) \\gg K_a(\\text{etanowy})\\), **kwas pirogronowy jest mocniejszy** - łatwiej oddaje proton \\(\\ce{H+}\\).\n\n**Krok 2 - Zasada projektowania doświadczenia:**\n\nReakcja chemiczna potwierdza względną moc kwasów tylko wtedy, gdy **mocniejszy kwas wypiera słabszy kwas z jego soli**. To zasada: *mocniejszy kwas + sól słabszego kwasu → sól mocniejszego kwasu + słabszy kwas*.\n\nDlatego wybieramy:\n- sól słabszego kwasu (etanowego): \\(\\ce{CH3COONa}\\) (aq)\n- mocniejszy kwas: \\(\\ce{CH3COCOOH}\\) (aq)\n\n**Krok 3 - Reakcja i obserwacja:**\n\n\\[\\ce{CH3COCOOH_{(aq)} + CH3COONa_{(aq)} -> CH3COCOONa_{(aq)} + CH3COOH_{(aq)}}\\]\n\nKwas pirogronowy **wypiera** kwas etanowy z octanu sodu. W roztworze powstaje \\(\\ce{CH3COOH}\\) - odczyn roztworu wzrasta (pH maleje). Potwierdzenie: wskaźnik kwasowo-zasadowy (np. oranż metylowy lub fenoloftaleina) zmienia barwę.\n\n**Krok 4 - Dlaczego ta para odczynników, nie inna?**\n\nGdybyśmy dodali \\(\\ce{CH3COOH}\\) do \\(\\ce{CH3COCOONa}\\) - to byłoby odwrotnie: słabszy kwas atakuje sól mocniejszego → **reakcja nie zajdzie** (albo zajdzie w zaniedbywalnym stopniu), co nic nie potwierdza.\n\nRola odczynników jest jasna:\n| Rola | Odczynnik |\n| Mocniejszy kwas (reaguje) | \\(\\ce{CH3COCOOH}\\) (aq) |\n| Sól słabszego kwasu | \\(\\ce{CH3COONa}\\) (aq) |\n| Produkt - słabszy kwas | \\(\\ce{CH3COOH}\\) (aq) |\n| Produkt - sól mocniejszego | \\(\\ce{CH3COCOONa}\\) (aq) |\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez kierunek równowagi (Brønsted-Lowry)\n\nKażda reakcja kwas-zasada przebiega **od mocniejszego kwasu do słabszego**. Sprawdzamy:\n\n\\[\\underbrace{\\ce{CH3COCOOH}}_{\\text{kwas}} + \\underbrace{\\ce{CH3COO-}}_{\\text{zasada sprzężona}} \\rightleftharpoons \\underbrace{\\ce{CH3COCOO-}}_{\\text{zasada sprzężona}} + \\underbrace{\\ce{CH3COOH}}_{\\text{kwas}}\\]\n\nRównowaga przesuwa się w prawo, bo:\n- **Kwas pirogronowy** (\\(pK_a = 2{,}49\\)) jest mocniejszym dawcą protonu\n- **Kwas etanowy** (\\(pK_a = 4{,}76\\)) jest słabszym kwasem po prawej stronie\n\nReakcja jest praktycznie nieodwracalna - potwierdzenie, że para \\(\\ce{CH3COCOOH + CH3COONa}\\) to właściwy wybór.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n\\[K_a(\\ce{CH3COOH}) = 1{,}75 \\cdot 10^{-5} \\quad (pK_a = 4{,}76)\\]\nUżyte w Kroku 1 do porównania mocy kwasów.\n\n📖 **Karta wzorów str. 4 - Kwasy organiczne (dział biologia):**\nWzór strukturalny kwasu pirogronowego \\(\\ce{CH3-CO-COOH}\\) z wartością \\(pK_a \\approx 2{,}49\\).\nPamiętaj: karta wzorów CKE zawiera kwas pirogronowy w sekcji biochemicznej, ale jego stała dysocjacji jest podana w sekcji chemicznej (str. 9).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie wolno wybierać odwrotnej pary - \\(\\ce{CH3COOH}\\) + \\(\\ce{CH3COCOONa}\\). Słabszy kwas nie wyprze mocniejszego z soli - reakcja praktycznie nie zajdzie, więc doświadczenie niczego nie potwierdza.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Odczynniki \\(\\ce{NaOH}\\) (aq) i \\(\\ce{CH3COCOONa}\\) (aq) są zbędne w tym doświadczeniu - NaOH zobojętni obydwa kwasy tak samo (neutralizacja nie pokazuje różnicy mocy), a pirogronian sodu to sól mocniejszego kwasu - nie użyjemy go jako substratu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Projektowanie doświadczenia\" w CKE wymaga wskazania konkretnych odczynników i opisania obserwacji. Samo napisanie reakcji bez wskazania co wlewamy do czego to niepełna odpowiedź na egzaminie.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-33.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":16,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/33.2","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"33.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 33.2. (0-1)\nOpisz zmiany, które potwierdzają, że wybrany kwas jest mocniejszy od drugiego.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 33.2. (0-1)\nPoprawna odpowiedź\nWyczuwalny jest charakterystyczny zapach octu.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny opis zmian przy poprawnym wyborze odczynników w zadaniu 33.1.\n0 p. - za błędny wybór odczynników w zadaniu 33.1. lub błędny opis zmian albo brak\nodpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Wyczuwalny jest charakterystyczny zapach octu** (czyli kwasu octowego \\ce{CH3COOH}).\n\n## Sposób 1 - Wypieranie słabszego kwasu z jego soli przez kwas mocniejszy\n\nW doświadczeniu (zad. 33.1) do wodnego roztworu **octanu sodu** \\ce{CH3COONa} dodaje się **kwas pirogronowy** \\ce{CH3COCOOH} (kwas 2-oksopropanowy), który jest **mocniejszy** od kwasu octowego.\n\nMocniejszy kwas wypiera słabszy z jego soli:\n\\[\\ce{CH3COO- + CH3COCOOH -> CH3COOH + CH3COCOO-}\\]\n\nPowstający **kwas octowy** ma charakterystyczny, ostry **zapach octu**, który jest wyczuwalny - to obserwacja potwierdzająca, że dodany kwas pirogronowy jest mocniejszy od octowego (wyparł go z octanu sodu).\n\n## Sposób 2 - Dlaczego to dowodzi większej mocy kwasu\n\nReakcja wypierania zachodzi tylko wtedy, gdy dodany kwas (\\ce{CH3COCOOH}) jest **mocniejszy** (większa stała dysocjacji \\(K_a\\)) niż kwas wchodzący w skład soli (\\ce{CH3COOH}). Pojawienie się wolnego kwasu octowego (zapach octu) jest więc bezpośrednim, obserwowalnym dowodem na to, że kwas pirogronowy jest mocniejszy od kwasu octowego.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **Wyczuwalny jest charakterystyczny zapach octu.**\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawny opis zmian przy poprawnym wyborze odczynników w zadaniu 33.1.\n> - **0 pkt** - za błędny wybór odczynników w zadaniu 33.1 lub błędny opis zmian albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Obserwacją potwierdzającą jest tutaj **zapach octu** (wydzielenie wolnego kwasu octowego), a nie pomiar pH czy przewodnictwa - w tym doświadczeniu mieszamy sól słabszego kwasu z mocniejszym kwasem.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Punkt za 33.2 zależy od poprawnego wyboru odczynników w 33.1 (octan sodu + kwas pirogronowy). Zły dobór odczynników = 0 pkt także tutaj.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mocniejszy kwas (pirogronowy) wypiera słabszy (octowy) z jego soli - to klasyczny dowód kolejności mocy kwasów.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-33.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":16,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/34","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"34","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 34. (0-1)\nW dwóch nieoznakowanych probówkach znajdują się parafina i stearyna.\nZaznacz poprawne dokończenie zdania.\nW celu zidentyfikowania tych substancji należy\nA. porównać ich rozpuszczalność w wodzie.\nB. zbadać ich zachowanie wobec wody bromowej.\nC. zbadać ich zachowanie wobec wodorotlenku sodu.\nD. zbadać ich zachowanie wobec stężonego kwasu azotowego(V).\nMCH_1R","answer":"C","answer_text":"Zadanie 34. (0-1)\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.7) opisuje właściwości […] alkanów.\n12. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n12.5) […] projektuje […] doświadczenia pozwalające\notrzymywać sole kwasów karboksylowych (w reakcjach\nkwasów z […] wodorotlenkami metali […]).\nPoprawna odpowiedź\nC\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie metody identyfikacji.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\nCH3COONa (aq)\nCH3COCOOH (aq)","solution":"## Poprawna odpowiedź: C\n\nStearyna reaguje z wodorotlenkiem sodu (ulega zmydlaniu), parafina - nie. To jedyny spośród podanych odczynników, który pozwoli je odróżnić.\n\n## Sposób 1 - analiza grup funkcyjnych obu substancji\n\n**Krok 1. Ustalamy budowę chemiczną obu substancji.**\n\n- **Parafina** - mieszanina nasyconych węglowodorów (alkanów), wzór ogólny \\(\\ce{C_nH_{2n+2}}\\). Brak grup funkcyjnych. Związki chemicznie bierne - reagują tylko z \\(\\ce{Cl2}\\) lub \\(\\ce{Br2}\\) w świetle UV (substytucja rodnikowa) i ulegają spalaniu.\n\n- **Stearyna** - triester glicerolu i kwasu stearynowego \\(\\ce{C17H35COOH}\\), czyli tłuszcz stały. Wzór:\n\\[\n\\ce{(C17H35COO)3C3H5}\n\\]\nZawiera **trzy grupy estrowe** \\(-\\text{COO}-\\), które są reaktywne wobec zasad.\n\n**Krok 2. Sprawdzamy zachowanie wobec NaOH (opcja C).**\n\nStearyna ulega **hydrolizie zasadowej (zmydlaniu)** z NaOH:\n\\[\n\\ce{(C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH -> 3C17H35COONa + C3H5(OH)3}\n\\]\n\nProdukty: **stearynian sodu** (mydło - substancja rozpuszczalna w wodzie, tworzy pianę) + **glicerol**.\n\nParafina z NaOH **w ogóle nie reaguje** - alkany są odporne na działanie zasad.\n\n**Wynik:** Po dodaniu NaOH i ogrzaniu - stearyna ulega zmydlaniu (roztwór staje się mydlisty, tworzy pianę), parafina pozostaje niezmieniona. **Odróżnienie jest jednoznaczne.**\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez eliminację pozostałych opcji\n\nSprawdzamy, dlaczego A, B, D nie pozwolą odróżnić substancji:\n\n- **A (woda):** Obie substancje są **niepolarne i hydrofobowe** - żadna nie rozpuszcza się w wodzie. Brak różnicy.\n- **B (woda bromowa):** Obie są **nasycone** - żadna nie odbarwia wody bromowej. Addycja \\(\\ce{Br2}\\) do wiązania podwójnego C=C tu nie zajdzie, bo C=C nie ma ani w alkanach, ani w stearynie (kwas stearynowy to kwas nasycony). Brak różnicy.\n- **D (stężony \\(\\ce{HNO3}\\)):** Nitrowanie dotyczy głównie związków aromatycznych. Alkany reagują ze stęż. \\(\\ce{HNO3}\\) tylko w bardzo ostrych warunkach (wysoka temperatura), stearyna jako ester - słabo. Reakcja niediagnostyczna, niebezpieczna, niepraktyczna. Brak pewnej różnicy.\n\nTylko **C** daje jednoznaczny wynik.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość właściwości chemicznych grup funkcyjnych (ester → hydroliza zasadowa) i alkanów (bierność chemiczna).\n\n> 📖 Pomocniczo możesz sięgnąć po **kartę wzorów str. 4** (jeśli masz edycję z biochemią), gdzie podane są struktury kwasów tłuszczowych. Stearyna to trigliceryd kwasu stearynowego \\(\\ce{C17H35COOH}\\) - kwas nasycony, 18 atomów węgla.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant | Błąd prowadzący do tej odpowiedzi |\n| **A** - rozpuszczalność w wodzie | Uczeń myśli, że stearyna jako \"tłuszcz\" jest choć trochę polarna - nie jest; obie substancje są hydrofobowe i nierozpuszczalne |\n| **B** - woda bromowa | Uczeń kojarzy tłuszcze z wiązaniami C=C - ale stearyna pochodzi od **kwasu stearynowego**, który jest **nasycony** (oleje roślinne mają C=C, nie stearyna!) |\n| **D** - stęż. \\(\\ce{HNO3}\\) | Uczeń kojarzy stęż. \\(\\ce{HNO3}\\) z nitrowanim organiki - ale to reakcja specyficzna dla **pierścieni aromatycznych** (reakcja elektrofilowej substytucji), nie dla alkanów ani estrów |\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Stearyna pochodzi od kwasu **stearynowego** (nasyconego, \\(\\ce{C17H35COOH}\\)), a NIE od kwasu oleinowego (nienasyconego, \\(\\ce{C17H33COOH}\\)). Gdyby to był triolein (olej), woda bromowa by odróżniła - ale tu mamy tłuszcz stały z nasyconymi łańcuchami!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zmydlanie stearyny NaOH wymaga **ogrzewania** - w temperaturze pokojowej reakcja zachodzi bardzo powoli. Na egzaminie \"zbadać zachowanie wobec NaOH\" zakłada warunki umożliwiające reakcję.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić **parafiny** (alkany, brak grup funkcyjnych) z **woskiem parafinowym** a **stearyny** z \"stearynową świeczką\" - to nazwy potoczne, ale chemicznie: parafina = alkany, stearyna = trigliceryd kwasu stearynowego.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-34.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":16,"source":"ocr","answer_source":"ocr","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/35","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"35","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 35. (0-1)\nWzory\nmonosacharydów\nmożna\nprzedstawiać,\nposługując się projekcją Fischera\n(wzory liniowe) lub projekcją Hawortha (wzory taflowe). Poniżej przedstawiono wzór\nD-glukozy w projekcji Fischera oraz wzór α-D-glukopiranozy w projekcji Hawortha.\nD-glukoza w projekcji Fischera\nα-D-glukopiranoza w projekcji Hawortha\nPrzeanalizuj\nwzór\nD-mannozy\nw\nprojekcji\nFischera\ni\nuzupełnij\nschemat,\ntak aby przedstawiał on wzór α-D-mannopiranozy w projekcji Hawortha.\nD-mannoza w projekcji Fischera\nα-D-mannopiranoza w projekcji Hawortha\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n33.1. 33.2.\n34.\n35.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 35. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n16. Cukry. Zdający:\n16.3) rysuje wzory taflowe (Hawortha) […].\nPoprawna odpowiedź\nO\nCH2OH\nH\nH\nOH\nOH\nH\nH\nOH\nOH\nH\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich pól schematu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Wzór α-D-mannopiranozy w projekcji Hawortha\n\nSześcioczłonowy pierścień piranozowy (5 atomów C + 1 atom O) z podstawnikami:\n\n| Węgiel | Nad płaszczyzną (↑) | Pod płaszczyzną (↓) |\n| C1 | H | **OH** (anomer α) |\n| C2 | **OH** | H |\n| C3 | **OH** | H |\n| C4 | H | **OH** |\n| C5 | **CH₂OH** | H |\n\nKluczowa różnica względem α-D-glukopiranozy: przy C2 grupa **-OH jest skierowana ku górze** (w glukozie - ku dołowi).\n\n## Sposób 1 - Konwersja Fischer → Haworth krok po kroku\n\n### Krok 1: Zapisz wzór D-mannozy w projekcji Fischera\n\nD-mannoza to C2-epimer D-glukozy - różni się konfiguracją przy C2.\n\nCHO ← C1\nHO - H ← C2 (OH po lewej!)\nHO - H ← C3 (OH po lewej)\nH - OH ← C4 (OH po prawej)\nH - OH ← C5 (OH po prawej → szereg D)\nCH₂OH ← C6\n\n### Krok 2: Zapamiętaj zasadę konwersji Fischer → Haworth\n\nDla cukru układamy pierścień poziomo, O z tyłu na górze. Patrzymy „z góry\" na płaszczyznę pierścienia:\n\n> **Prawa strona w Fischerze → dół w Haworcie (↓)**\n> **Lewa strona w Fischerze → góra w Haworcie (↑)**\n\n**Wyjątek: C5** - dla cukru z szeregu D (OH po prawej przy C5 = tworzy wiązanie z C1), grupa \\(\\ce{CH2OH}\\) zawsze **nad płaszczyzną pierścienia (↑)**.\n\n### Krok 3: Zastosuj zasadę do każdego węgla mannozy\n\n| C | Fischer (strona OH) | Haworth |\n| C2 | OH po **lewej** | OH → **↑ (góra)** |\n| C3 | OH po **lewej** | OH → **↑ (góra)** |\n| C4 | OH po **prawej** | OH → **↓ (dół)** |\n| C5 | OH po **prawej** → do pierścienia | CH₂OH → **↑ (góra)** |\n\n### Krok 4: Wyznacz położenie grupy -OH przy C1 dla anomeru α\n\n**Anomer α** oznacza, że -OH przy C1 jest po stronie **przeciwnej** do \\(\\ce{CH2OH}\\):\n- \\(\\ce{CH2OH}\\) jest u góry ↑ (szereg D)\n- Zatem -OH (α) jest u **dołu ↓**\n\n### Krok 5: Narysuj gotowy wzór Hawortha\n\nReprezentacja α-D-mannopiranozy:\n\nCH₂OH\nH C5 O\nC4 \\ / C1-OH (↓, anomer α)\n| O |\nOH | H (↑)\n(↓) C5\nPoprawny układ kołowy (uproszczony):\n\n6\nCH₂OH\nHO 5 O\nC4 C1\n| 4-anello |\nH OH (α, ↓)\n\nWersja tabelaryczna (najczytelniejsza do rysowania):\n\nCH₂OH (↑)\nO --- C5\nC1 C4 --- H (↑)\nOH O HO (↑) OH (↓)\n(↓) \\ |\nH (↑) C2--C3\nOH OH\n(↑) (↑)\n\nSchematycznie (Haworth uproszczony):\n\nHO OH OH H CH₂OH\nH -[C1]-[C2]-[C3]-[C4]-[C5]- O\nOH (zamknięcie)\n\n**Czytelny opis do rysunku:** sześcioczłonowy pierścień leży poziomo. Zaczynając od C1 (po prawej od O):\n- C1: OH **pod** pierścieniem, H nad\n- C2: OH **nad** pierścieniem, H pod\n- C3: OH **nad** pierścieniem, H pod\n- C4: OH **pod** pierścieniem, H nad\n- C5: CH₂OH **nad** pierścieniem, H pod\n- O łączy C1 z C5\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez porównanie z α-D-glukopyranozą\n\nGlukoza i mannoza to epimery przy C2. W Haworcie ich wzory różnią się **tylko przy C2**:\n\n| Węgiel | α-D-glukopyranoza | α-D-mannopyranoza |\n| C1 | OH ↓ (α) | OH ↓ (α) |\n| **C2** | **OH ↓** | **OH ↑** |\n| C3 | OH ↑ | OH ↑ |\n| C4 | OH ↓ | OH ↓ |\n| C5 | CH₂OH ↑ | CH₂OH ↑ |\n\nSkoro wzór α-D-glukopiranozy jest podany w informacji wspólnej do zadania - wystarczy **odwrócić kierunek -OH przy C2** (z dołu na górę) i mamy α-D-mannopyranozę. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z liczbowych wartości stałych z karty wzorów CKE EM2023.\n\nWymagana jest znajomość zasad budowy cukrów:\n- Konwencja projekcji Fischera i Hawortha\n- Definicja szeregu D (konfiguracja przy najwyżej numerowanym centrum chiralnym)\n- Definicja anomeru α (OH anomeryczny trans do \\(\\ce{CH2OH}\\) w D-cukrach)\n- Pojęcie epimeru (różnica konfiguracji przy jednym centrum chiralnym)\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to narysowanie przy C2 grupy -OH **pod** pierścieniem - tak jak w glukozie. Pamiętaj: mannoza = C2-epimer glukozy, więc przy C2 musi być **odwrotnie** (OH góra ↑).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Anomer α oznacza OH przy C1 **pod** płaszczyzną (↓) dla D-cukrów - bo CH₂OH jest zawsze górą (↑). Uczniowie mylą α z β i rysują OH góra, co daje anomer β.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy C3 i C4 łatwo się pomylić - w D-mannozie C3-OH jest **góra** (lewa w Fischerze), a C4-OH **dół** (prawa w Fischerze). Nie przepisuj mechanicznie wzoru glukozy - sprawdź każdy węgiel osobno!","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-35.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":17,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/36","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"36","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 36. (0-1)\nLiczba jodowa jest miarą liczby wiązań nienasyconych, np. w tłuszczach. Określa ona liczbę\ngramów jodu, który może przyłączyć w warunkach standardowych 100 gramów tłuszczu.\nNa podstawie: Encyklopedia szkolna. Chemia, Kraków 2005.\nPoniżej podano wzory trzech tłuszczów.\nI\nII\nIII\nC17H33\nC17H33\nH2C\nHC\nH2C\nO C\nO C\nO\nO\nO C\nC15H31\nO\nO C\nO\nC17H35\nC17H33\nC17H33\nH2C\nHC\nH2C\nO C\nO C\nO\nO\nO C\nO\nC15H31\nC15H31\nC17H33\nH2C\nHC\nH2C\nO C\nO C\nO\nO\nUszereguj tłuszcze o podanych wzorach zgodnie ze wzrastającą liczbą jodową - zapisz\nw kolejności numery, którymi je oznaczono.\nInformacja do zadań 37.-40.\nW czterech naczyniach (I-IV) znajdowały się wodne roztwory: glukozy, fenolu (benzenolu),\nglicerolu (propano-1,2,3-triolu)\ni\nglicyloalanyloglicyny.\nW\ncelu\nich\nidentyfikacji\nprzeprowadzono trzy serie doświadczeń. W pierwszej serii doświadczeń, po dodaniu\nwodnego roztworu chlorku żelaza(III) do próbek pobranych z czterech naczyń, próbka\nz naczynia I przyjęła fioletowe zabarwienie. W drugiej serii doświadczeń, po dodaniu świeżo\nstrąconego wodorotlenku miedzi(II) do próbek pobranych z trzech naczyń (II, III i IV),\npróbka z naczynia II przyjęła fioletowe zabarwienie, a w pozostałych próbkach pojawiło się\nszafirowe zabarwienie. W trzeciej serii doświadczeń, po ogrzaniu szafirowych roztworów\notrzymanych w serii drugiej, w roztworze powstałym z próbki z naczynia III pojawił się\nceglasty osad.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 36. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n13. Estry i tłuszcze. Zdający:\n13.6) opisuje budowę tłuszczów stałych i ciekłych […]; ich\nwłaściwości […].\nPoprawna odpowiedź\nIII, II, I\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uszeregowanie wzorów trzech tłuszczów.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: kolejność rosnącej liczby jodowej to **III, II, I**\n\n## Sposób 1 - Liczba jodowa zależy od liczby wiązań C=C\n\nLiczba jodowa (LJ) to liczba gramów jodu przyłączanego przez 100 g tłuszczu - jest tym **większa**, im **więcej wiązań podwójnych \\ce{C=C}** (nienasyconych) zawierają reszty kwasów tłuszczowych w cząsteczce tłuszczu:\n\\[\\ce{-CH=CH- + I2 -> -CHI-CHI-}\\]\n\nAby uszeregować tłuszcze według rosnącej LJ, zliczamy wiązania \\ce{C=C} we wzorach trzech tłuszczów i porządkujemy od najmniej do najbardziej nienasyconego.\n\nNa podstawie wzorów podanych w arkuszu oficjalny klucz CKE ustala kolejność rosnącej liczby jodowej:\n\\[\\boxed{\\text{III} \\;<\\; \\text{II} \\;<\\; \\text{I}}\\]\n\nczyli tłuszcz **III** ma najmniej wiązań \\ce{C=C} (najmniejsza LJ), a tłuszcz **I** - najwięcej (największa LJ).\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja zasady\n\nIm więcej reszt nienasyconych kwasów tłuszczowych (oleinowy, linolowy, linolenowy) w triglicerydzie, tym więcej cząsteczek \\ce{I2} może się przyłączyć → wyższa liczba jodowa. Tłuszcz całkowicie nasycony miałby LJ = 0. Porównanie liczby wiązań podwójnych we wzorach trzech tłuszczów daje kolejność III < II < I.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **III, II, I.**\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne uszeregowanie wzorów trzech tłuszczów.\n> - **0 pkt** - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pytanie dotyczy kolejności **rosnącej** liczby jodowej - zaczynamy od tłuszczu z najmniejszą liczbą wiązań \\ce{C=C} (III), kończymy na najbardziej nienasyconym (I).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Liczba jodowa rośnie wraz z liczbą wiązań podwójnych w łańcuchach kwasów tłuszczowych - to jedyne kryterium w tym zadaniu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zapisz odpowiedź jako numery tłuszczów w kolejności, którą oznaczono je w arkuszu (III, II, I).","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-36.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":18,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/37","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"37","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 37. (0-1)\nPodaj nazwy związków, które zidentyfikowano w wyniku każdej z serii doświadczeń.\nSeria I (naczynie I): roztwór\nSeria II (naczynie II): roztwór\nSeria III (naczynie III): roztwór\n(naczynie IV): roztwór\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 37. (0-1)\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n10. Hydroksylowe pochodne węglowodorów - alkohole i fenole.\nZdający:\n10.4) porównuje właściwości […] chemiczne: […] glicerolu\n[…]; na podstawie obserwacji wyników doświadczenia\nklasyfikuje alkohol do […] polihydroksylowych.\n10.8) na podstawie obserwacji wyników doświadczenia […]\nformułuje wniosek o sposobie odróżniania fenolu […].\n14. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:\n14.15) planuje […] doświadczenie, którego wynik dowiedzie\nobecności wiązania peptydowego w analizowanym związku\n(reakcja biuretowa).\n16. Cukry. Zdający:\n16.4) projektuje […] doświadczenie, którego wynik potwierdzi\nobecność grupy aldehydowej w cząsteczce glukozy.\nPoprawna odpowiedź\nSeria I (naczynie I):\nroztwór fenolu lub benzenolu\nSeria II (naczynie II):\nroztwór glicyloalanyloglicyny\nSeria III (naczynie III):\nroztwór glukozy\n(naczynie IV):\nroztwór glicerolu lub propano-1,2,3-triolu\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną identyfikację substancji we wszystkich naczyniach.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- **Seria 1** → **fenol** (naczynie I)\n- **Seria 2** → **glicyloalanyloglicyna** (naczynie II)\n- **Seria 3** → **glukoza** (naczynie III)\n- (naczynie IV = **glicerol** - przez eliminację)\n\n## Sposób 1 - Analiza charakterystycznych reakcji krok po kroku\n\n**Krok 1 - Seria 1: Test z \\ce{FeCl3}**\n\nJony \\ce{Fe^3+} reagują z grupami fenolowymi \\ce{-OH} pierścienia aromatycznego, tworząc intensywnie **fioletowy** kompleks.\n\nSpośród czterech substancji tylko **fenol** posiada grupę \\ce{-OH} bezpośrednio przy pierścieniu aromatycznym:\n\n\\[\\ce{Fe^3+ + 3 C6H5OH -> [Fe(OC6H5)3]^0 + 3H+} \\quad \\text{(fioletowy kompleks)}\\]\n\nGlukoza, glicerol i glicyloalanyloglicyna nie dają tego zabarwienia - ich grupy \\ce{-OH} są alifatyczne (nie przy pierścieniu aromatycznym), a więc nie tworzą takiego kompleksu z \\ce{Fe^3+}.\n\n> **Wniosek:** Naczynie I = **fenol**\n\n**Krok 2 - Seria 2: Test ze świeżo strąconym \\ce{Cu(OH)2} (bez ogrzewania)**\n\nPozostałe trzy substancje (II, III, IV) to: glukoza, glicerol, glicyloalanyloglicyna.\n\n\\ce{Cu(OH)2} może reagować dwojako:\n\n| Reakcja | Substrat | Efekt |\n| **Reakcja biuretowa** | Peptydy (≥2 wiązania peptydowe) | barwa **fioletowa** |\n| Rozpuszczanie \\ce{Cu(OH)2} przez poliole | Glukoza, glicerol | barwa **szafirowa** (komplex \\ce{Cu^2+} z grupami \\ce{-OH}) |\n\n**Glicyloalanyloglicyna** to **trójpeptyd** (Gly-Ala-Gly) - ma **2 wiązania peptydowe** \\ce{-CO-NH-}. Właśnie tyle wystarczy do reakcji biuretowej - jony \\ce{Cu^2+} w środowisku zasadowym tworzą z atomami azotu wiązań peptydowych fioletowy chelat.\n\n> **Wniosek:** Naczynie II = **glicyloalanyloglicyna** (reakcja biuretowa → fiolet)\n\nGlukoza i glicerol obie mają wiele grup \\ce{-OH} → rozpuszczają \\ce{Cu(OH)2} → **szafirowe** roztwory kompleksów miedziowych.\n\n> Naczynia III i IV = **glukoza** i **glicerol** (kolejność ustalamy w serii 3)\n\n**Krok 3 - Seria 3: Ogrzewanie szafirowych roztworów (próba Trommera / Fehlinga)**\n\nSzafirowe roztwory z serii 2 to w istocie **odczynnik Fehlinga** (kompleks \\ce{Cu^2+} w środowisku zasadowym). Po ogrzaniu:\n\n\\[\\ce{C6H12O6 + 2Cu(OH)2 ->[\\Delta] Cu2O v + C6H12O7 + 2H2O}\\]\n\nGlukoza jako **aldoza** (cukier redukujący) redukuje \\ce{Cu^2+} do \\ce{Cu^+}, który wytrąca się jako **ceglasty osad \\ce{Cu2O}}**.\n\nGlicerol **nie jest cukrem redukującym** - nie ma grupy aldehydowej ani ketonowej zdolnej do utlenienia w tych warunkach. Szafirowy roztwór nie zmienia wyglądu po ogrzaniu.\n\n> **Wniosek:** Naczynie III = **glukoza** (ceglasty osad \\ce{Cu2O})\n> Naczynie IV = **glicerol** (przez eliminację)\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez właściwości funkcyjne (eliminacja)\n\nZestawmy grupy funkcyjne każdego związku z obserwowanymi efektami:\n\n| Związek | Gr. fenolowa \\ce{-OH} (aromat.) | Wiązania peptydowe | Gr. aldehydowa (reduktor) | Gr. alifatyczne \\ce{-OH} |\n|---------|:-:|:-:|:-:|:-:|\n| **Fenol** | ✅ | ✗ | ✗ | ✗ |\n| **Glicyloalanyloglicyna** | ✗ | ✅ (2 szt.) | ✗ | ✗ |\n| **Glukoza** | ✗ | ✗ | ✅ | ✅ |\n| **Glicerol** | ✗ | ✗ | ✗ | ✅ |\n\nOdwzorowanie jest jednoznaczne - każdy związek daje unikalny wzorzec reakcji. Tylko fenol reaguje z \\ce{FeCl3}, tylko glicyloalanyloglicyna daje biuret, tylko glukoza redukuje \\ce{Cu^2+} po ogrzaniu. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy wartości liczbowych z karty wzorów CKE - zadanie opiera się wyłącznie na znajomości reakcji charakterystycznych grup funkcyjnych.\n\nWarto jednak pamiętać, że karta wzorów (str. 6-8) zawiera wzory strukturalne aminokwasów i informacje o wiązaniu peptydowym, które potwierdzają budowę glicyloalanyloglicyny jako trójpeptydu.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Reakcja biuretowa wymaga co najmniej **2 wiązań peptydowych** - dipeptyd (1 wiązanie) daje słaby lub żaden efekt. Glicyloalanyloglicyna jako **trójpeptyd ma 2 wiązania** - stąd wyraźny fiolet.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Glicerol daje szafirowe zabarwienie z \\ce{Cu(OH)2} (poliole rozpuszczają osad), ale **NIE daje ceglastego osadu** po ogrzaniu - nie ma grupy redukującej. Łatwo go pomylić z glukozą właśnie na etapie serii 2.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Fiolet w serii 1 (\\ce{FeCl3} + fenol) i fiolet w serii 2 (biuret) to **dwa zupełnie różne mechanizmy** - nie mylić! Pierwszy to kompleks żelaza z fenolanem, drugi to chelat miedzi z wiązaniami peptydowymi.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-37.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":18,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/38","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"38","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 38. (0-1)\nPodaj nazwę reakcji chemicznej przeprowadzonej w drugiej serii doświadczeń,\nw wyniku której roztwór z naczynia II przyjął fioletowe zabarwienie.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 38. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n14. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:\n14.15) planuje […] doświadczenie, którego wynik dowiedzie\nobecności wiązania peptydowego w analizowanym związku\n(reakcja biuretowa).\nPoprawna odpowiedź\nreakcja biuretowa lub reakcja Piotrowskiego\nOkreślenie kompleksowanie należy uznać za niewystarczające, ponieważ nie jest to nazwa\nreakcji ale typu reakcji prowadzących do powstania związków kompleksowych. Reakcje\ntworzenia kompleksów zachodzą również w naczyniach I, III i IV.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną nazwę reakcji, której ulega tripeptyd.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: **reakcja biuretowa**\n\nRoztwór w naczyniu II przyjął fioletowe zabarwienie w wyniku **reakcji biuretowej** (próby biuretowej).\n\n## Sposób 1 - identyfikacja po kolorze produktu\n\n**Kluczowa obserwacja:** fioletowe zabarwienie jest charakterystycznym, jednoznacznym wskaźnikiem jednej konkretnej reakcji w chemii organicznej - reakcji biuretowej.\n\n**Mechanizm powstawania barwy:**\n\nReakcja biuretowa zachodzi, gdy jony \\(\\ce{Cu^2+}\\) (z \\(\\ce{CuSO4}\\)) w środowisku alkalicznym (\\(\\ce{NaOH}\\)) tworzą barwny kompleks koordynacyjny z wiązaniami peptydowymi \\(-\\ce{CO-NH}-\\):\n\n\\[\n\\ce{[Cu(OH)4]^2-} + \\text{wiązania peptydowe} \\rightarrow \\text{fioletowy kompleks Cu^{2+}-peptyd}\n\\]\n\nKrok po kroku:\n\n1. Do naczynia II dodano \\(\\ce{NaOH}\\) → środowisko zasadowe\n2. Następnie dodano \\(\\ce{CuSO4}\\) → \\(\\ce{Cu^2+}\\) dostępny jako ligand\n3. Jony \\(\\ce{Cu^2+}\\) tworzą kompleks chelatowy z atomami azotu i tlenu **co najmniej dwóch wiązań peptydowych** → barwa fioletowa\n\n**Wynik:** fioletowe zabarwienie = **potwierdzenie obecności białka lub peptydu** (co najmniej dipepetyd, czyli ≥2 wiązania peptydowe).\n\n## Sposób 2 - eliminacja innych reakcji dających zabarwienie\n\n| Reakcja | Barwa | Wyklucza fiolet? |\n| Próba ninhydrynowa (aminokwasy) | niebieskofioletowa do purpurowej | ⚠️ podobna, ale intensywniejszy błękit |\n| Reakcja ksantoproteinowa (białka) | żółta → pomarańczowa w zasadzie | tak |\n| \\(\\ce{FeCl3}\\) + fenol | fioletowa lub brązowa | tak, ale to nie \"seria doświadczeń z białkami\" |\n| Starch + \\(\\ce{I2}\\) | granatowoniebieska | tak |\n\nJedyna reakcja, która w kontekście drugiej serii doświadczeń (badanie peptydów/białek) daje **charakterystyczny fiolet** z odczynnikiem Biureta (\\(\\ce{CuSO4}\\) + \\(\\ce{NaOH}\\)) to właśnie **reakcja biuretowa**.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość zasady reakcji biuretowej. Jednak:\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 6-7 - Aminokwasy i białka:**\n> Wzory strukturalne aminokwasów i ich grup funkcyjnych (\\(-\\ce{NH2}\\), \\(-\\ce{COOH}\\)).\n> Znajomość struktury wiązania peptydowego \\(-\\ce{CO-NH}-\\) jest podstawą do zrozumienia, DLACZEGO reakcja biuretowa wykrywa peptydy i białka, a nie wolne aminokwasy.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Próba ninhydrynowa też daje kolor zbliżony do fioletowego, ale dotyczy **wolnych aminokwasów i α-aminokwasów** - wynik jest bardziej niebieskopurpurowy i zachodzi przy podgrzaniu. Jeśli zadanie mówi o wiązaniach peptydowych (białku/peptydzie) i fiolecie - to **biuretowa**, nie ninhydrynowa.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Reakcja biuretowa NIE zachodzi z wolnymi aminokwasami (brak wiązania peptydowego) ani z dipeptydami według niektórych źródeł - potrzeba co najmniej **dwóch wiązań peptydowych** (trójpeptyd lub dłuższy łańcuch).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nazwa pochodzi od **biuretu** \\(\\ce{NH2-CO-NH-CO-NH2}\\) - prostego związku z dwoma wiązaniami amidowymi, który jako pierwszy dał tę reakcję. Nie mylić z \"bioretem\" ani \"buiretem\".","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-38.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/39","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"39","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 39. (0-1)\nNapisz, jaki element budowy cząsteczek związków znajdujących się w roztworach\nz naczyń III i IV zadecydował o powstaniu szafirowego zabarwienia roztworów\nw drugiej serii doświadczeń.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 39. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n10. Hydroksylowe pochodne węglowodorów - alkohole i fenole.\nZdający:\n10.4) porównuje właściwości […] chemiczne: […] glicerolu\n[…]; na podstawie obserwacji wyników doświadczenia\nklasyfikuje alkohol do […] polihydroksylowych.\n16. Cukry. Zdający:\n16.3) […] wykazuje, że cukry proste należą do\npolihydroksyaldehydów […].\nPoprawna odpowiedź\nObecność grup hydroksylowych - wicynalnych lub położonych przy sąsiednich atomach\nwęgla - w cząsteczkach glicerolu i glukozy.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie elementu budowy glicerolu i glukozy.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nElementem budowy decydującym o szafirowym zabarwieniu jest **obecność grup hydroksylowych (\\(-\\ce{OH}\\)) wicynalnych - położonych przy sąsiednich atomach węgla - w cząsteczkach glicerolu i glukozy** (substancje z naczyń III i IV).\n\n## Sposób 1 - Reakcja polihydroksylowych związków z Cu(OH)₂\n\nW drugiej serii doświadczeń do roztworów z naczyń III (glukoza) i IV (glicerol) dodano świeżo strącony **\\ce{Cu(OH)2}** (bez ogrzewania). Związki zawierające **co najmniej dwie grupy \\(-\\ce{OH}\\) przy sąsiednich atomach węgla** (grupy wicynalne) rozpuszczają niebieski \\ce{Cu(OH)2}, tworząc **szafirowy (lazurowy) roztwór** - kompleks jonów \\ce{Cu^2+} z grupami hydroksylowymi.\n\n- **Glicerol** (propano-1,2,3-triol): trzy grupy \\(-\\ce{OH}\\) przy sąsiednich atomach węgla.\n- **Glukoza**: liczne grupy \\(-\\ce{OH}\\), w tym przy sąsiednich atomach węgla.\n\nTo właśnie te **wicynalne grupy \\(-\\ce{OH}\\)** odpowiadają za powstanie szafirowego zabarwienia.\n\n## Sposób 2 - Dlaczego inne związki nie dają tego efektu\n\nFenol (naczynie I) i tripeptyd (naczynie II) nie mają układu wicynalnych grup \\(-\\ce{OH}\\) na sąsiednich atomach węgla, więc nie tworzą szafirowego kompleksu z \\ce{Cu(OH)2} w ten sam sposób (tripeptyd daje fioletową reakcję biuretową, a nie szafirową). Wspólną cechą glicerolu i glukozy jest właśnie obecność sąsiadujących grup hydroksylowych.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> Oficjalna poprawna odpowiedź: **obecność grup hydroksylowych - wicynalnych lub położonych przy sąsiednich atomach węgla - w cząsteczkach glicerolu i glukozy.**\n>\n> Punktacja (0-1):\n> - **1 pkt** - za poprawne wskazanie elementu budowy glicerolu i glukozy.\n> - **0 pkt** - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Szafirowe zabarwienie z \\ce{Cu(OH)2} (na zimno) wynika z **wicynalnych grup \\(-\\ce{OH}\\)** (przy sąsiednich atomach C), a NIE ze spiralnej struktury skrobi / kompleksu z jodem - w naczyniach III i IV są glukoza i glicerol, nie skrobia.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Odpowiedź musi dotyczyć **obu** związków (glicerolu i glukozy) - wskazanie wspólnego elementu budowy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl tej reakcji (szafirowy roztwór, na zimno) z reakcją Trommera (ceglasty osad \\ce{Cu2O}, na gorąco, tylko dla związków redukujących).","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-39.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/40","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"40","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 40. (0-1)\nWyjaśnij, dlaczego w trzeciej serii doświadczeń ceglasty osad powstał w wyniku\nogrzania roztworu otrzymanego po dodaniu świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II)\ndo roztworu z naczynia III, a nie powstał w wyniku ogrzania roztworu otrzymanego po\ndodaniu świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) do roztworu z naczynia IV.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 40. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n16. Cukry. Zdający:\n16.4) projektuje […] doświadczenie, którego wynik potwierdzi\nobecność grupy aldehydowej w cząsteczce glukozy.\nPrzykładowe odpowiedzi\n\nGlukoza ma właściwości redukujące, a glicerol nie ma właściwości redukujących.\n\nW cząsteczce glukozy znajduje się grupa aldehydowa, a w cząsteczce glicerolu nie ma\ngrupy aldehydowej.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wyjaśnienie uwzględniające właściwości glukozy i glicerolu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną, np. dotyczącą tylko jednego związku, lub błędną albo brak\nodpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nRoztwór z naczynia III zawierał związek o **właściwościach redukujących** (z grupą aldehydową -CHO lub α-hydroksykarbonylową), który utlenił się, redukując \\ce{Cu^2+} do \\ce{Cu+} → powstał ceglasty osad \\ce{Cu2O}. Roztwór z naczynia IV zawierał związek **bez właściwości redukujących** (bez wolnej grupy aldehydowej), który nie był w stanie zredukować \\ce{Cu^{2+}} - dlatego osad nie powstał.\n\n## Sposób 1 - Analiza właściwości redukujących i reakcja Trommera\n\n**Krok 1: Czym jest ceglasty osad?**\n\nCeglasty osad to \\ce{Cu2O} - tlenek miedzi(I). Powstaje, gdy \\ce{Cu(OH)2} (odczynnik Trommera/Fehlinga) zostaje **zredukowany** przez związek organiczny posiadający grupę aldehydową w środowisku zasadowym podczas ogrzewania.\n\n\\[\n\\ce{R-CHO + 2Cu(OH)2 ->[\\Delta] R-COOH + Cu2O v + 2H2O}\n\\]\n\nMiedź zmienia stopień utlenienia: \\ce{Cu^{+2}} → \\ce{Cu^{+1}}, a aldehyd ulega **utlenieniu** do kwasu karboksylowego (lub karboksylanu).\n\n**Krok 2: Naczynie III - związek z właściwościami redukującymi**\n\nSubstancja w naczyniu III posiada **wolną grupę aldehydową** (-CHO) lub inną grupę zdolną do redukcji \\ce{Cu^{2+}} w środowisku alkalicznym (np. glukoza, laktoza, maltoza, aldehyd, α-hydroksykwas).\n\nReakcja w alkalicznym środowisku (Cu(OH)₂ dostarcza OH⁻):\n\n\\[\n\\ce{R-CHO + 2[Cu(OH)2] ->[\\Delta] R-COO^{-} + Cu2O v + 3H2O}\n\\]\n\n→ **Ceglasty osad \\ce{Cu2O} POWSTAJE.**\n\n**Krok 3: Naczynie IV - związek bez właściwości redukujących**\n\nSubstancja w naczyniu IV **nie ma wolnej grupy aldehydowej** (np. sacharoza z zablokowaną anomeryczną grupą -OH, keton bez aktywnego centrum, alkohol, kwas karboksylowy).\n\nBrak grupy redukującej oznacza, że \\ce{Cu^{2+}} z \\ce{Cu(OH)2} **nie może zostać zredukowany** do \\ce{Cu^{+}} - reakcja nie zachodzi nawet po ogrzaniu.\n\n→ **Ceglasty osad \\ce{Cu2O} NIE POWSTAJE.**\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez pryzmat zmian stopni utlenienia (bilans redoks)\n\nSprawdzamy, czy w każdym przypadku jest możliwy transfer elektronów:\n\n| Reagent | Reduktor (donor e⁻) | Utleniacz (akceptor e⁻) | Wynik |\n| Naczynie III + \\ce{Cu(OH)2} | -CHO → -COOH (utlenienie C) | \\ce{Cu^{+2} -> Cu^{+1}} (redukcja) | Reakcja zachodzi ✓ |\n| Naczynie IV + \\ce{Cu(OH)2} | brak donora e⁻ | \\ce{Cu^{2+}} (bez akceptora) | Reakcja nie zachodzi ✗ |\n\nW naczyniu III: węgiel grupy aldehydowej przechodzi ze st. utlenienia ok. \\(+1\\) (-CHO) na \\(+3\\) (-COOH) → oddaje elektrony.\nW naczyniu IV: żaden atom węgla nie może oddać elektronów → brak redukcji \\ce{Cu^{2+}}.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE - wystarczy znajomość mechanizmu utlenienia aldehydów przez \\ce{Cu(OH)2} oraz pojęcia właściwości redukujących grup funkcyjnych.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy:**\n> Cu (miedź, Z=29) - istnienie stopni utlenienia \\(+1\\) i \\(+2\\) uzasadnia możliwość redukcji \\ce{Cu^{2+}} → \\ce{Cu^+} w reakcji Trommera.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Sacharoza to **cukier nieredukujący** - ma zablokowaną anomeryczną grupę hydroksylową (wiązanie glikozydowe łączy oba centra redukcyjne). Nie reaguje z \\ce{Cu(OH)2}. Mylenie sacharozy z glukozą/fruktozą to najczęstszy błąd!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Sam \\ce{Cu(OH)2} jest **świeżo strącony** - to kluczowe, bo stary (skrystalizowany) reaguje gorzej. Matura zawsze podkreśla \"świeżo strącony\".\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Ogrzewanie jest **niezbędne** - reakcja Trommera nie zachodzi w temperaturze pokojowej. Brak ogrzewania = brak osadu nawet przy reduktorze.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-40.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/41","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"41","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 41. (0-1)\nPewien tripeptyd tworzą tylko reszty glicyny (Gly) i alaniny (Ala). W doświadczeniu I\ntripeptyd ten poddano częściowej hydrolizie polegającej na rozerwaniu wyłącznie\nN-końcowego wiązania peptydowego. Otrzymano mieszaninę dwóch optycznie czynnych\nproduktów. W doświadczeniu II przeprowadzono hydrolizę badanego tripeptydu, tak że\nrozerwaniu uległo wyłącznie C-końcowe wiązanie peptydowe. W jej wyniku otrzymano\nmieszaninę produktów, spośród których tylko jeden był optycznie czynny.\nNapisz wzór sekwencji badanego tripeptydu, posługując się trzyliterowymi symbolami\naminokwasów. Pamiętaj, że w tej notacji z lewej strony umieszcza się symbol\naminokwasu, który zawiera wolną grupę aminową.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n36.\n37.\n38.\n39.\n40.\n41.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nBRUDNOPIS (nie podlega ocenie)","answer":null,"answer_text":"Zadanie 41. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n14. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:\n14.14) tworzy wzory […] tripeptydów, powstających\nz podanych aminokwasów, oraz rozpoznaje reszty\npodstawowych aminokwasów […] w cząsteczkach […]\ntripeptydów.\nPoprawna odpowiedź\nAla-Ala-Gly\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie wzoru tripeptydu.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Ala-Ala-Gly\n\n## Sposób 1 - Analiza czynności optycznej produktów hydrolizy krok po kroku\n\n**Kluczowa własność startowa:**\n- **Glicyna (Gly)** - brak centrum chiralnego (dwa wodory przy α-węglu), **optycznie nieaktywna**\n- **Alanina (Ala)** - ma centrum chiralne (CH₃ przy α-węglu), **optycznie czynna**\n\nOznaczamy tripeptyd jako \\(\\text{AA}_1\\text{-AA}_2\\text{-AA}_3\\), gdzie AA₁ to N-koniec, AA₃ to C-koniec.\n\n**Doświadczenie I - hydroliza N-końcowego wiązania peptydowego**\n\nZrywa się wiązanie AA₁-AA₂, powstają:\n- **wolny aminokwas**: AA₁\n- **dipeptyd**: AA₂-AA₃\n\nWynik: **dwa optycznie czynne produkty** → oba muszą być czynne optycznie.\n\n→ AA₁ musi być **Ala** (Gly byłaby nieaktywna optycznie)\n→ dipeptyd AA₂-AA₃ musi zawierać przynajmniej jedną **Ala**\n\n**Doświadczenie II - hydroliza C-końcowego wiązania peptydowego**\n\nZrywa się wiązanie AA₂-AA₃, powstają:\n- **dipeptyd**: AA₁-AA₂\n- **wolny aminokwas**: AA₃\n\nWynik: **tylko jeden optycznie czynny produkt**.\n\nWiemy już, że AA₁ = Ala, więc dipeptyd AA₁-AA₂ = Ala-AA₂ **zawsze będzie czynny optycznie** (ma Ala w składzie).\n\nŻeby tylko JEDEN produkt był czynny → AA₃ musi być **Gly** (Gly jest nieaktywna optycznie).\n\n\\[\\text{AA}_3 = \\text{Gly}\\]\n\n**Teraz wyznaczamy AA₂:**\n\nZ Doświadczenia I: dipeptyd AA₂-AA₃ = AA₂-Gly musi być optycznie czynny.\nGly jest nieaktywna, więc czynność optyczna dipeprydu pochodzi wyłącznie z AA₂.\n\n→ AA₂ musi być **Ala**.\n\n\\[\\boxed{\\text{Ala-Ala-Gly}}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez eliminację wszystkich możliwych sekwencji\n\nTripeptyd zbudowany z Gly i Ala, AA₁ = Ala (wykazano wyżej). Sprawdzamy wszystkie 4 warianty:\n\n| Sekwencja | Exp. I (hydroliza N-końca) | Exp. I OK? | Exp. II (hydroliza C-końca) | Exp. II OK? |\n| **Ala-Ala-Gly** | Ala ✓ + Ala-Gly ✓ → 2 czynne | ✅ | Ala-Ala ✓ + Gly ✗ → 1 czynny | ✅ |\n| Ala-Gly-Ala | Ala ✓ + Gly-Ala ✓ → 2 czynne | ✅ | Ala-Gly ✓ + Ala ✓ → **2 czynne** | ❌ |\n| Ala-Ala-Ala | Ala ✓ + Ala-Ala ✓ → 2 czynne | ✅ | Ala-Ala ✓ + Ala ✓ → **2 czynne** | ❌ |\n| Ala-Gly-Gly | Ala ✓ + Gly-Gly ✗ → **1 czynny** | ❌ | - | - |\n\nJedyna sekwencja spełniająca OBA warunki: **Ala-Ala-Gly** ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 6-7 - Aminokwasy białkowe (wzory strukturalne):**\nNa karcie znajdziesz wzory strukturalne glicyny i alaniny, z których wprost wynika:\n- \\(\\text{Gly: } \\ce{H2N-CH2-COOH}\\) - brak podstawnika przy α-węglu → **brak chiralności**\n- \\(\\text{Ala: } \\ce{H2N-CH(CH3)-COOH}\\) - cztery różne podstawniki przy α-węglu → **centrum chiralne**\n\n📖 **Karta wzorów str. 8 - Stałe dysocjacji aminokwasów:**\nNie jest bezpośrednio potrzebna, ale potwierdza, że obydwa aminokwasy są standardowymi L-aminokwasami (czynność optyczna wynika z konfiguracji α-węgla).\n\nW tym zadaniu kluczowa jest znajomość zasad chiralności aminokwasów, nie konkretne wartości liczbowe z karty.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Glicyna jest JEDYNYM aminokwasem białkowym bez centrum chiralnego - łatwo o tym zapomnieć. Każdy inny aminokwas spośród 20 standardowych jest optycznie czynny.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Wiązanie N-końcowe\" to wiązanie pomiędzy aminokwasem N-końcowym a sąsiednim - czyli AA₁-AA₂, nie AA₂-AA₃. Zamiana tego powoduje całkowicie błędny wniosek.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Dipeptyd Gly-Gly jest optycznie **nieaktywny** - samo utworzenie wiązania peptydowego nie tworzy centrum chiralnego. Czynność optyczna peptydu pochodzi wyłącznie z reszt aminokwasów, które ją wnoszą.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-41.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"}]}