{"paper":{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","variant":null,"exam_pdf":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona.pdf","key_pdf":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona-odpowiedzi/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona-odpowiedzi.pdf","question_count":58,"source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},"questions":[{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 1. (0-1)\nDwa pierwiastki oznaczono umownie literami X i Z. Dwuujemny jon pierwiastka Z ma\nkonfigurację elektronową 1s22s22p63s23p6 w stanie podstawowym. Pierwiastki X i Z tworzą\nzwiązek XZ2, w którym stosunek masowy pierwiastka X do pierwiastka Z jest równy 3 : 16.\nCząsteczka tego związku ma budowę liniową.\nNapisz wzór sumaryczny związku opisanego w informacji, zastępując umowne\noznaczenia X i Z symbolami pierwiastków. Podaj typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali\nwalencyjnych atomu pierwiastka X tworzącego związek XZ2 oraz napisz liczbę wiązań\ntypu σ i liczbę wiązań typu π występujących w cząsteczce opisanego związku chemicznego.\nWzór sumaryczny:\nTyp hybrydyzacji:\nLiczba wiązań typu σ: Liczba wiązań typu π:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.4) ustala wzór […] rzeczywisty związku chemicznego […]\nna podstawie jego składu wyrażonego w % masowych […].\n3.Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.5) rozpoznaje typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) w prostych\ncząsteczkach związków nieorganicznych i organicznych;\n3.6) określa typ wiązania (σ i π) w prostych cząsteczkach.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie wzoru sumarycznego związku, określenie typu hybrydyzacji\noraz podanie liczby wiązań σ i liczby wiązań π w cząsteczce opisanego związku.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nWzór sumaryczny: CS2\nTyp hybrydyzacji: sp lub\ndygonalna\nLiczba wiązań typu σ: 2\nLiczba wiązań typu π: 2","solution":"## Poprawna odpowiedź: CS₂\n\n- Wzór sumaryczny: **\\(\\ce{CS2}\\)**\n- Hybrydyzacja atomu X (węgiel): **\\(sp\\)**\n- Liczba wiązań \\(\\sigma\\): **2**\n- Liczba wiązań \\(\\pi\\): **2**\n\n## Sposób 1 - Identyfikacja pierwiastków przez konfigurację i stosunek masowy\n\n**Krok 1 - Wyznaczenie pierwiastka Z**\n\nJon Z²⁻ ma konfigurację \\(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6\\), czyli łącznie **18 elektronów**.\n\nPonieważ jest to jon dwuujemny, atom obojętny Z ma:\n\\[18 - 2 = 16 \\text{ elektronów} \\implies Z = 16 \\implies \\textbf{siarka (S)}, \\; M_S = 32 \\text{ u}\\]\n\n**Krok 2 - Wyznaczenie pierwiastka X**\n\nZwiązek to \\(\\ce{XZ2}\\) = \\(\\ce{XS2}\\). Stosunek masowy X do Z (całego pierwiastka Z w cząsteczce, czyli 2 atomów S):\n\\[\\frac{M_X}{2 \\cdot M_S} = \\frac{3}{16}\\]\n\\[M_X = \\frac{3}{16} \\cdot 2 \\cdot 32 = \\frac{3}{16} \\cdot 64 = 12 \\text{ u}\\]\n\n\\(M_X = 12 \\implies\\) **węgiel (C)**\n\nZwiązek to \\(\\ce{CS2}\\) - **dwusiarczek węgla**.\n\n**Krok 3 - Weryfikacja budowy liniowej i hybrydyzacja**\n\nWęgiel w \\(\\ce{CS2}\\) tworzy **dwa wiązania podwójne** z siarkami:\n\\[\\ce{S=C=S}\\]\n\nDwa regiony wiążące, brak wolnych par na C → geometria **liniowa** ✓ → hybrydyzacja **\\(sp\\)**.\n\n**Krok 4 - Policzenie wiązań σ i π**\n\nKażde wiązanie podwójne \\(\\ce{C=S}\\) = 1 wiązanie σ + 1 wiązanie π:\n\n| Wiązanie | σ | π |\n| pierwsze \\(\\ce{C=S}\\) | 1 | 1 |\n| drugie \\(\\ce{C=S}\\) | 1 | 1 |\n| **Razem** | **2** | **2** |\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez VSEPR i strukturę Lewisa\n\nWęgiel ma 4 elektrony walencyjne. Siarka (Z²⁻ osiąga oktet przy 2 elektronach wspólnych z C):\n\nKażda siarka dzieli z węglem **2 pary elektronów** → dwa wiązania podwójne:\n\\[\\ce{:S=C=S:}\\]\n\nLiczba domen elektronowych wokół C: **2** (dwie wiązania podwójne, brak wolnych par)\n→ kąt 180°, geometria liniowa, hybrydyzacja \\(sp\\) ✓\n\nOrbitale węgla sp: tworzą 2 wiązania σ (wzdłuż osi).\nOrbitale p węgla (niezmieszane, prostopadłe): tworzą 2 wiązania π ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z tabel wartości liczbowych z karty wzorów.\n\nPrzydatna jest natomiast znajomość układu okresowego:\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:**\n> Numer atomowy Z = 16 → S (siarka), masa atomowa ≈ 32 u; Z = 6 → C (węgiel), masa atomowa = 12 u.\n> Dzięki tym danym potwierdzamy wynik z obliczeń stosunku masowego.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne napisanie wzoru sumarycznego zwiazku, okreslenie typu hybrydyzacji oraz podanie liczby wiazan sigma i liczby wiazan pi.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wzor **CS2**, hybrydyzacja **sp** (dygonalna), liczba wiazan sigma = **2**, liczba wiazan pi = **2**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Stosunek masowy X do Z\" oznacza X do **całego pierwiastka Z w cząsteczce** (= 2 atomy S), nie do jednego atomu. Błąd: \\(M_X / M_S = 3/16\\) dałoby \\(M_X = 6\\) - taki pierwiastek nie istnieje.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W cząsteczce \\(\\ce{CS2}\\) liczba wiązań σ = **2**, nie 4! Każde wiązanie podwójne zawiera 1 σ + 1 π, ale σ nie dodajemy podwójnie. Typowy błąd: uczeń liczy 4 σ.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Hybrydyzacja \\(sp\\) (a nie \\(sp^2\\)) wynika z **braku wolnych par** na węglu i tylko **dwóch** regionów wiążących. Gdyby był jeden region podwójny i jedna wolna para - byłoby \\(sp^2\\).","image":"img/chemia-2019-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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"2","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 2. (0-1)\nPoniższy diagram fazowy tlenku węgla(IV) przedstawia wartości temperatury i ciśnienia,\nw których CO2 występuje w różnych fazach: w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Linie\nciągłe określają warunki temperatury i ciśnienia, w których istnieje trwała równowaga między\ndwiema fazami. W punkcie oznaczonym symbolem P3 (T = 216 K i p = 5100 hPa) CO2\nwystępuje w trzech fazach znajdujących się w stanie równowagi.\nNa podstawie: K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. Podstawy fenomenologiczne, Warszawa 2007.\nOceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest\nprawdziwa, albo F - jeśli jest fałszywa.\n1. Pod ciśnieniem wyższym od 5100 hPa tlenek węgla(IV) nie występuje\nw ciekłym stanie skupienia.\nP\nF\n2. W temperaturze 195 K i pod ciśnieniem 1013 hPa stały tlenek węgla(IV)\nmoże ulegać sublimacji.\nP\nF\n3. Zmianę wartości temperatury topnienia tlenku węgla(IV) w zależności od\nciśnienia ilustruje krzywa oznaczona numerem 2.\nP\nF\n3\nstały\nCO2\nciekły\nCO2\ngazowy\nCO2\nP3\n1\n2\n1013 hPa\n195 K\np\nT\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 2. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII etap edukacyjny\n1. Substancje i ich właściwości. Zdający:\n1.3) […] tłumaczy, na czym polega zjawisko […] zmiany\nstanu skupienia […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n1. - F, 2. - P, 3. - F","solution":"## Poprawna odpowiedz\n\n**1. F 2. P 3. F**\n\nPunkt potrojny P3: \\(T = 216\\ \\text{K}\\), \\(p = 5100\\ \\text{hPa}\\). Cisnienie normalne \\(p_0 = 1013\\ \\text{hPa} < p_{P3}\\), wiec ponizej P3 \\(\\ce{CO2}\\) nie ma fazy cieklej i suchy lod sublimuje. Na diagramie z arkusza krzywa nr 2 to krzywa **sublimacji** (granica cialo stale/gaz), a topnienie (granice cialo stale/ciecz, wychodzaca z P3 ku wyzszym cisnieniom) ilustruje **inna** krzywa - dlatego stwierdzenie 3 jest falszywe.\n\n## Sposob 1 - Ocena kazdego stwierdzenia z diagramu fazowego\n\n**Stwierdzenie 1:** *\"Pod cisnieniem wyzszym od 5100 hPa tlenek wegla(IV) nie wystepuje w cieklym stanie skupienia.\"* -> **F (falsz)**\n\nFaza ciekla \\(\\ce{CO2}\\) istnieje WLASNIE przy cisnieniach **wyzszych** niz cisnienie punktu potrojnego (\\(p > 5100\\ \\text{hPa}\\)) - obszar cieczy lezy powyzej P3, az do punktu krytycznego. Stwierdzenie jest wiec falszywe: dopiero powyzej 5100 hPa ciekly \\(\\ce{CO2}\\) w ogole moze istniec.\n\n**Stwierdzenie 2:** *\"W temperaturze 195 K i pod cisnieniem 1013 hPa staly tlenek wegla(IV) moze ulegac sublimacji.\"* -> **P (prawda)**\n\nPunkt \\((T = 195\\ \\text{K},\\ p = 1013\\ \\text{hPa})\\) lezy **ponizej** cisnienia punktu potrojnego (\\(1013\\ \\text{hPa} < 5100\\ \\text{hPa}\\)). W tym zakresie cisnien faza ciekla nie istnieje - granica cialo stale/gaz to krzywa sublimacji. Ogrzewany przy \\(p_0\\) suchy lod przechodzi bezposrednio ze stanu stalego w gaz, czyli **sublimuje**.\n\n**Stwierdzenie 3:** *\"Zmiane wartosci temperatury topnienia tlenku wegla(IV) w zaleznosci od cisnienia ilustruje krzywa oznaczona numerem 2.\"* -> **F (falsz)**\n\nZgodnie z kluczem CKE to stwierdzenie jest **falszywe**. Na diagramie zamieszczonym w arkuszu numer **2** przypisany jest krzywej **sublimacji** (granica cialo stale/gaz, biegnaca ponizej punktu potrojnego), a nie krzywej topnienia. Topnienie (przejscie cialo stale -> ciecz) opisuje inna krzywa - ta, ktora wychodzi z punktu potrojnego P3 stromo ku wyzszym cisnieniom. Skoro krzywa nr 2 nie jest krzywa topnienia, przypisanie jej zmiany temperatury topnienia jest bledne.\n\n## Sposob 2 - Weryfikacja przez polozenie linii \\(p = 1013\\ \\text{hPa}\\)\n\nPoprowadzmy na diagramie pozioma linie cisnienia normalnego \\(p_0 = 1013\\ \\text{hPa}\\). Poniewaz \\(p_0 = 1013\\ \\text{hPa} \\ll p_{P3} = 5100\\ \\text{hPa}\\), linia ta przebiega **ponizej** punktu potrojnego i przecina jedynie krzywa sublimacji. Oznacza to:\n\n- przy \\(p_0\\) \\(\\ce{CO2}\\) przechodzi tylko stale -> gaz (sublimacja) - potwierdza **stwierdzenie 2 = P**;\n- aby uzyskac ciecz, trzeba zwiekszyc cisnienie powyzej \\(p_{P3}\\) - co obala **stwierdzenie 1** (ciecz istnieje dopiero powyzej 5100 hPa) -> **F**;\n- numeracja krzywych na diagramie z arkusza przypisuje topnieniu krzywa INNA niz nr 2 (nr 2 to sublimacja), wiec **stwierdzenie 3 = F**.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **1 - F, 2 - P, 3 - F**.\n\n## Typowe pulapki\n\n> [!] **Uwaga:** Nie myl punktu **potrojnego** (P3 - trzy fazy w rownowadze) z punktem **krytycznym** (koniec krzywej parowania). Dla \\(\\ce{CO2}\\) punkt krytyczny lezy przy \\(T \\approx 304\\ \\text{K}\\), \\(p \\approx 73\\,900\\ \\text{hPa}\\).\n\n> [!] **Uwaga:** Przypisanie numeru krzywej zawsze sprawdzaj na KONKRETNYM diagramie z arkusza - kolejnosc numeracji moze byc inna niz intuicyjna. W tym arkuszu krzywa nr 2 to sublimacja, dlatego stwierdzenie o temperaturze topnienia ilustrowanej krzywa 2 jest falszywe.\n\n> [!] **Uwaga:** \\(\\ce{CO2}\\) jest szczegolny - przy cisnieniu atmosferycznym ciekly \\(\\ce{CO2}\\) nie powstaje, bo \\(p_0 < p_{P3}\\). Stad suchy lod **sublimuje**, a nie topnieje.","image":"img/chemia-2019-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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/3","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"3","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 3. (0-1)\nUzupełnij poniższe zdania dotyczące czterech różnych rodzajów kryształów. Wybierz\ni zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.\nW\nkryształach\nmetalicznych\nsieć\nkrystaliczna\nzbudowana\njest\nz\n(atomów /\ncząsteczek / kationów i anionów / kationów metali) otoczonych chmurą zdelokalizowanych\nelektronów. Elementami, z których zbudowana jest sieć krystaliczna tlenku wapnia, są\n(atomy / cząsteczki / kationy i aniony).\nW\nkryształach\nmolekularnych\ndominują\noddziaływania międzycząsteczkowe, a w kryształach kowalencyjnych atomy tworzące sieć\nkrystaliczną połączone są wiązaniami kowalencyjnymi. Przykładem kryształu molekularnego\njest kryształ (chlorku sodu / sacharozy / wapnia), a przykładem kryształu kowalencyjnego -\nkryształ (diamentu / jodu / węglanu wapnia).\nInformacja do zadań 4.-5.\nAnion tlenkowy O2- jest zasadą Brønsteda mocniejszą niż jon wodorotlenkowy OH -. Jon\ntlenkowy nie występuje w wodnych roztworach, ponieważ jako bardzo mocna zasada reaguje\nz cząsteczką wody.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 3. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - zakres podstawowy\n1. Materiały i tworzywa pochodzenia naturalnego. Zdający:\n1.6) wyjaśnia pojęcie alotropii pierwiastków […].\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.2) stosuje pojęcie elektroujemności do określania […]\nrodzaju wiązania […];\n3.7) opisuje i przewiduje wpływ rodzaju wiązania (jonowe,\nkowalencyjne, wodorowe, metaliczne) na właściwości\nfizyczne substancji nieorganicznych i organicznych.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich zdań.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nW kryształach metalicznych sieć krystaliczna zbudowana jest z (atomów / cząsteczek /\nkationów i anionów / kationów metali) otoczonych chmurą zdelokalizowanych elektronów.\nElementami,\nz\nktórych\nzbudowana\njest\nsieć\nkrystaliczna\ntlenku\nwapnia,\nsą\n(atomy / cząsteczki / kationy i aniony).\nW\nkryształach\nmolekularnych\ndominują\noddziaływania międzycząsteczkowe, a w kryształach kowalencyjnych atomy tworzące sieć\nkrystaliczną połączone są wiązaniami kowalencyjnymi. Przykładem kryształu molekularnego\njest kryształ (chlorku sodu / sacharozy / wapnia), a przykładem kryształu kowalencyjnego -\nkryształ (diamentu / jodu / węglanu wapnia).","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- **Zdanie 1:** kationów metali\n- **Zdanie 2:** kationy i aniony\n- **Zdanie 3:** sacharozy / diamentu\n\n## Sposób 1 - Analiza każdego zdania z definicji typów kryształów\n\n**Zdanie 1 - kryształy metaliczne**\n\nW metalu elektrony walencyjne odłączają się od atomów i tworzą wspólną chmurę zdelokalizowaną. Pozostałe jony (metal bez elektronów walencyjnych = kation) tkwią w węzłach sieci. Zatem sieć zbudowana jest z **kationów metali** otoczonych chmurą elektronów.\n\n**Zdanie 2 - tlenek wapnia (\\ce{CaO})**\n\n\\ce{CaO} to związek jonowy. Wapń oddaje 2 elektrony → \\ce{Ca^2+}, tlen przyjmuje 2 elektrony → \\ce{O^2-}. Sieć krystaliczna \\ce{CaO} zbudowana jest z **kationów i anionów**.\n\n**Zdanie 3 - kryształ molekularny vs kowalencyjny**\n\nKryształ molekularny - węzły sieci zajmują **cząsteczki**, spajane słabymi oddziaływaniami (van der Waals, wiązania wodorowe):\n\n- \\ce{NaCl} → jonowy - odpada\n- **sacharoza** (\\ce{C12H22O11}) → cząsteczki polarne → **kryształ molekularny** ✓\n- wapń (Ca) → metaliczny - odpada\n\nKryształ kowalencyjny - atomy połączone trwałymi wiązaniami kowalencyjnymi tworzą jedną olbrzymią sieć:\n\n- **diament** (C) → każdy atom węgla połączony 4 wiązaniami \\ce{C-C} → **kryształ kowalencyjny** ✓\n- jod (\\ce{I2}) → cząsteczki → molekularny - odpada\n- \\ce{CaCO3} → jonowy - odpada\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez właściwości fizyczne\n\n| Typ kryształu | Sieć | Przykłady | Właściwości |\n| Metaliczny | kationy metali + e⁻ | Cu, Fe, Ca | przewodzi prąd, plastyczny |\n| Jonowy | \\ce{Ca^2+} + \\ce{O^2-} | \\ce{CaO}, \\ce{NaCl} | wysoka T_t, kruchy, rozpuszcza się w wodzie |\n| Molekularny | cząsteczki | sacharoza, \\ce{I2}, lód | niska T_t, nietrwały mechanicznie |\n| Kowalencyjny | atomy (wiązanie kov.) | diament, \\ce{SiO2} | bardzo twwardy, b. wysoka T_t, nie przewodzi |\n\nSacharoza topnieje już w ~186°C i nie przewodzi prądu → molekularny ✓\nDiament jest najtwardszym minerałem, nie przewodzi → kowalencyjny ✓\n\\ce{CaO} ma temperaturę topnienia ~2600°C i przewodzi po stopieniu → jonowy ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość typologii kryształów. Karta wzorów CKE nie zawiera bezpośredniej tabelki typów sieci krystalicznych.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n**Zdanie 1:**\n\n| Wariant | Błąd |\n| atomów | Atomy metalu NIE istnieją jako neutralne w sieci - oddały elektrony walencyjne do wspólnej puli |\n| cząsteczek | Cząsteczki to kryształy molekularne, nie metaliczne |\n| kationów i anionów | To definicja kryształu jonowego (np. \\ce{NaCl}) |\n\n**Zdanie 2:**\n\n| Wariant | Błąd |\n| atomy | Atomy neutralne → kryształ kowalencyjny (np. diament); \\ce{CaO} to związek jonowy |\n| cząsteczki | \\ce{CaO} nie tworzy dyskretnych cząsteczek w ciele stałym - w sieci są tylko jony |\n\n**Zdanie 3 - kryształ molekularny:**\n\n| Wariant | Błąd |\n| chlorek sodu | \\ce{NaCl} to kryształ **jonowy** - sieć z \\ce{Na+} i \\ce{Cl-}, nie z cząsteczek |\n| wapń | Ca to kryształ **metaliczny** |\n\n**Zdanie 3 - kryształ kowalencyjny:**\n\n| Wariant | Błąd |\n| jod | \\ce{I2} tworzy kryształ **molekularny** - w węzłach sieci są cząsteczki \\ce{I2}, nie atomy |\n| węglan wapnia | \\ce{CaCO3} to kryształ **jonowy** - jony \\ce{Ca^2+} i \\ce{CO3^2-} |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne uzupelnienie wszystkich zdan.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: kationow metali / kationy i aniony / sacharozy / diamentu.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga: jod to pułapka nr 1.** \\ce{I2} jest błyszczący jak metal i wygląda jak kryształ kowalencyjny - ale w węzłach sieci siedzą **cząsteczki \\ce{I2}**, nie atomy. To kryształ **molekularny**, nie kowalencyjny.\n\n> ⚠️ **Uwaga: atom vs kation w sieci metalicznej.** Uczniowie piszą \"atomy metali\", bo metal to metal - ale pamiętaj: elektrony walencyjne są \"skradzione\" do puli wspólnej. Formalnie w węzłach sieci metalicznej są **kationy**, nie atomy obojętne.\n\n> ⚠️ **Uwaga: \\ce{CaCO3} (węglan wapnia) to jonowy, nie kowalencyjny.** Choć w jonie \\ce{CO3^2-} są wiązania kowalencyjne, to sam kryształ tworzy sieć jonową (\\ce{Ca^2+} i \\ce{CO3^2-}) - nie jest kryształem kowalencyjnym.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-3.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/4","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"4","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 4. (0-1)\nNapisz równanie reakcji anionu tlenkowego z cząsteczką wody.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 4. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\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.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie równania reakcji.\n0 p. - za błędne napisanie równania reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki\nstechiometryczne) albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n2\n2\nO\nH O\n2OH\n→\nlub\n2\n2\nO\nH O\nOH\nOH\n→","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n\\[\\ce{O^2- + H2O -> 2OH-}\\]\n\n## Sposób 1 - Analiza kwasowo-zasadowa (Brønsted-Lowry)\n\n**Od czego zaczynamy:** anion tlenkowy to \\(\\ce{O^2-}\\) - dwuujemny jon tlenku. Jest to jedna z **najsilniejszych zasad Brønsteda** - sprzężona zasada kwasu \\(\\ce{OH-}\\), który sam jest słabą kwasem.\n\n**Krok 1 - Zidentyfikuj role reaktantów:**\n\n| Cząstka | Rola |\n| \\(\\ce{O^2-}\\) | zasada Brønsteda (akceptor protonu) |\n| \\(\\ce{H2O}\\) | kwas Brønsteda (donor protonu) |\n\n**Krok 2 - Przeniesienie protonu:**\n\n\\(\\ce{O^2-}\\) \"chce\" przyjąć proton (H⁺), a cząsteczka wody może go oddać:\n\n\\[\\ce{O^2- + H2O -> OH- + OH-}\\]\n\nCzyli:\n\n\\[\\ce{O^2- + H2O -> 2OH-}\\]\n\n**Krok 3 - Interpretacja:**\n\nAnion tlenkowy przyłącza jeden proton od wody i sam staje się \\(\\ce{OH-}\\). Jednocześnie woda, oddając proton, też staje się \\(\\ce{OH-}\\). Produktem jest **dwa razy więcej jonów wodorotlenkowych** - stąd współczynnik 2 po stronie produktów.\n\n> **Wynik:** \\(\\ce{O^2- + H2O -> 2OH-}\\)\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans ładunków i atomów\n\nSprawdzamy poprawność równania:\n\n| | Substraty | Produkty |\n| O | \\(1 + 1 = 2\\) | \\(2\\) ✓ |\n| H | \\(2\\) | \\(2\\) ✓ |\n| Ładunek | \\(-2 + 0 = -2\\) | \\(2 \\times (-1) = -2\\) ✓ |\n\nBilans atomów i ładunków się zgadza - równanie jest poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość teorii kwasów i zasad Brønsteda oraz budowy anionu tlenkowego.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne napisanie rownania reakcji.\n**0 pkt** - za bledne napisanie rownania reakcji (bledne wzory reagentow, bledne wspolczynniki) albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: \\(\\ce{O^2- + H2O -> 2OH-}\\) (lub zapis \\(\\ce{O^2- + H2O -> OH- + OH-}\\)).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często piszą \\(\\ce{O^2- + H2O -> H2O2}\\) - to błąd! \\(\\ce{O^2-}\\) to anion tlenkowy, nie nadtlenkowy (\\(\\ce{O2^2-}\\)). Reakcja z wodą to reakcja kwasowo-zasadowa, nie addycja.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Błędem jest napisanie tylko jednego \\(\\ce{OH-}\\) po prawej stronie i pozostawienie wolnego \\(\\ce{H+}\\) - w wodnym środowisku proton natychmiast tworzy \\(\\ce{OH-}\\) z drugim \\(\\ce{O^2-}\\). Prawidłowo: dwa \\(\\ce{OH-}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Anion tlenkowy \\(\\ce{O^2-}\\) pojawia się np. w tlenku sodu \\(\\ce{Na2O}\\) czy tlenku wapnia \\(\\ce{CaO} \\) (wapno palone). Stąd reakcja \\(\\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}\\) to właśnie reakcja anionu \\(\\ce{O^2-}\\) z wodą - tylko zapisana \"sumarycznie\" z kationem \\(\\ce{Ca^2+}\\).","image":"img/chemia-2019-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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/5","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"5","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5. (0-1)\nUzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych\nw każdym nawiasie.\nAniony tlenkowe występują w sieci krystalicznej jonowych tlenków pierwiastków\nmających (małą / dużą) elektroujemność i należących do grup układu okresowego\no numerach: (1 i 2 / 14 i 15 / 16 i 17). Ulegające reakcji z wodą tlenki tych pierwiastków\ntworzą roztwory o silnie (kwasowym / zasadowym) odczynie, a więc o (niskim / wysokim)\npH.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n1.\n2.\n3.\n4.\n5.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 5. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.2) stosuje pojęcie elektroujemności do określania […]\nrodzaju wiązania […].\n8. Niemetale. Zdający:\n8.9) opisuje typowe właściwości chemiczne tlenków […],\nw tym zachowanie wobec wody […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich zdań.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nAniony tlenkowe występują w sieci krystalicznej jonowych tlenków pierwiastków\nmających (małą / dużą) elektroujemność i należących do grup układu okresowego\no numerach: (1 i 2 / 14 i 15 / 16 i 17). Ulegające reakcji z wodą tlenki tych pierwiastków\ntworzą roztwory o silnie (kwasowym / zasadowym) odczynie, a więc o (niskim / wysokim)\npH.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- **Zdanie 1:** Aniony tlenkowe występują w sieci krystalicznej jonowych tlenków pierwiastków mających **małą** elektroujemność i należących do grup układu okresowego o numerach: **1 i 2**.\n- **Zdanie 2:** Ulegające reakcji z wodą tlenki tych pierwiastków tworzą roztwory o silnie **zasadowym** odczynie, a więc o **wysokim** pH.\n\n## Sposób 1 - logika z informacji + właściwości tlenków\n\n**Krok 1: Kiedy anion \\(\\ce{O^{2-}}\\) istnieje w sieci krystalicznej?**\n\nAby anion \\(\\ce{O^{2-}}\\) w ogóle istniał jako osobny jon w sieci, wiązanie metal-tlen musi być **jonowe**. To wymaga dużej różnicy elektroujemności między metalem a tlenem.\n\n- Tlen ma elektroujemność \\(\\approx 3{,}44\\) (bardzo wysoka).\n- Aby różnica była duża → metal musi mieć **małą elektroujemność**.\n- Pierwiastki o małej elektroujemności to **metale alkaliczne (gr. 1)** i **metale ziem alkalicznych (gr. 2)**.\n\nPrzykłady tlenków jonowych zawierających \\(\\ce{O^{2-}}\\):\n\n\\[\\ce{Na2O},\\quad \\ce{K2O},\\quad \\ce{CaO},\\quad \\ce{BaO}\\]\n\nPierwiastki z grup **14, 15, 16, 17** mają elektroujemność rosnącą → tworzą tlenki **kowalencyjne** (np. \\(\\ce{CO2}\\), \\(\\ce{SO3}\\), \\(\\ce{Cl2O7}\\)), w których nie ma anionów \\(\\ce{O^{2-}}\\).\n\n**Krok 2: Co dzieje się, gdy tlenki gr. 1 i 2 reagują z wodą?**\n\nZ informacji: \\(\\ce{O^{2-}}\\) jako **bardzo mocna zasada Brønsteda** reaguje z cząsteczką wody:\n\n\\[\\ce{O^{2-} + H2O -> 2 OH^{-}}\\]\n\nCzyli tlenek reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek mocnego metalu:\n\n\\[\\ce{Na2O + H2O -> 2 NaOH}\\]\n\\[\\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}\\]\n\n\\(\\ce{NaOH}\\), \\(\\ce{KOH}\\), \\(\\ce{Ca(OH)2}\\) to **mocne zasady** → pełna dysocjacja → duże stężenie \\(\\ce{OH^{-}}\\) → odczyn silnie **zasadowy** → **wysokie pH** (\\(pH \\gg 7\\)).\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez elektroujemność i układ okresowy\n\nSprawdzamy elektroujemności (skala Paulinga) z karty wzorów:\n\n| Pierwiastek | Gr. | Elektroujemność | Typ tlenku |\n| Na | 1 | 0,93 | jonowy (\\(\\ce{Na2O}\\)) ✓ |\n| Ca | 2 | 1,00 | jonowy (\\(\\ce{CaO}\\)) ✓ |\n| C | 14 | 2,55 | kowalencyjny (\\(\\ce{CO2}\\)) ✗ |\n| N | 15 | 3,04 | kowalencyjny (\\(\\ce{NO2}\\)) ✗ |\n| S | 16 | 2,58 | kowalencyjny (\\(\\ce{SO3}\\)) ✗ |\n| Cl | 17 | 3,16 | kowalencyjny (\\(\\ce{Cl2O7}\\)) ✗ |\n\nGrupy 14-17: elektroujemności **duże** → różnica z O jest mała → wiązanie kowalencyjne → brak \\(\\ce{O^{2-}}\\) w sieci. Potwierdza odpowiedź: **mała** elektroujemność, grupy **1 i 2**.\n\nCo do pH - tlenki kowalencyjne z grup 14-17 reagują z wodą tworząc **kwasy** (\\(\\ce{H2SO4}\\), \\(\\ce{HNO3}\\), \\(\\ce{HClO4}\\)) → odczyn **kwaśny** → niskie pH. To odwrotność tlenków metalicznych gr. 1 i 2. Potwierdzenie: dla gr. 1 i 2 → **zasadowy**, **wysokie pH**.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków (elektroujemności):**\nPrzy każdym symbolu pierwiastka podana jest elektroujemność Paulinga.\nUżyliśmy jej do porównania elektroujemności pierwiastków z różnych grup - potwierdzenie, że gr. 1 i 2 mają elektroujemność \\(< 1{,}5\\), a gr. 14-17 mają \\(> 2{,}5\\).\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych wartości stałych termodynamicznych ani Ksp - wystarczy znajomość układu okresowego i teorii Brønsteda.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n**Zdanie 1:**\n\n| Błędny wybór | Typowy błąd |\n| **duża** elektroujemność | Duża elektroujemność = mała różnica ΔEN z tlenem → wiązanie kowalencyjne → brak \\(\\ce{O^{2-}}\\) w sieci |\n| **14 i 15** | C, Si, N, P tworzą tlenki kowalencyjne; \\(\\ce{O^{2-}}\\) tam nie istnieje |\n| **16 i 17** | S, Se, Cl, Br - jeszcze wyższa elektroujemność; kwasowe tlenki kowalencyjne |\n\n**Zdanie 2:**\n\n| Błędny wybór | Typowy błąd |\n| **kwasowy** odczyn | Mylenie tlenków metalicznych (zasadowe) z tlenkami niemetalicznymi (kwasowe) |\n| **niskie** pH | Konsekwencja powyższego błędu; \\(\\ce{NaOH}\\) daje wysokie pH, nie niskie |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne uzupelnienie wszystkich zdan.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: mala (elektroujemnosc) / grupy 1 i 2 / zasadowym (odczyn) / wysokim (pH).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl \"mała elektroujemność metalu\" z \"mała elektroujemność tlenu\" - to tlen jest silnie elektroujemny, a metal musi mieć **małą** elektroujemność, żeby różnica ΔEN była duża i powstało wiązanie jonowe.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Tlenek + woda nie zawsze daje zasadę! Tlenki niemetali (grupy 14-17) dają **kwasy**. Reguła: tlenek metalu (gr. 1, 2) → zasada; tlenek niemetalu → kwas.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Powiązanie z informacją jest kluczowe - właśnie dlatego że \\(\\ce{O^{2-}}\\) jest tak mocną zasadą, reaguje z wodą i tworzy \\(\\ce{OH^{-}}\\), co powoduje silnie zasadowy odczyn. To logiczny łańcuch: mocna zasada \\(\\ce{O^{2-}}\\) → \"wyrywa\" proton z wody → daje dużo \\(\\ce{OH^{-}}\\) → wysokie pH.","image":"img/chemia-2019-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":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/6","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"6","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 6. (0-1)\nW przemyśle wodór można otrzymać w procesie konwersji metanu będącego głównym\nskładnikiem gazu ziemnego. W mieszaninie gazu ziemnego i pary wodnej w pewnej\ntemperaturze T i w obecności katalizatora niklowego zachodzą m.in. reakcje opisane\nponiższymi równaniami.\nI\nCH4 (g) + H2O (g) ⇄ CO (g) + 3H2 (g)\nII\nCH4 (g) + 2H2O (g) ⇄ CO2 (g) + 4H2 (g)\nNa podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.\nOceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest\nprawdziwa, albo F - jeśli jest fałszywa.\n1. Obniżenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const) w reaktorze\nskutkuje wzrostem wydajności otrzymywania wodoru w reakcjach I i II.\nP\nF\n2. Wzbogacenie gazu ziemnego metanem skutkuje spadkiem wydajności\notrzymywania wodoru w reakcjach I i II.\nP\nF\n3.\nGdy do mieszaniny reakcyjnej w stanie równowagi wprowadzi się katalizator\nniklowy, to nastąpi wzrost wydajności otrzymywania wodoru w reakcjach\nI i II.\nP\nF","answer":null,"answer_text":"Zadanie 6. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia\nwpływu zmian temperatury, […] ciśnienia na układ\npozostający w stanie równowagi dynamicznej.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n1. - P, 2. - F, 3. - F","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**1. P 2. F 3. F**\n\nObie reakcje przebiegają ze **wzrostem liczby moli gazu** i są **endotermiczne**:\n\n\\[\\text{I: } \\ce{CH4(g) + H2O(g) <=> CO(g) + 3H2(g)} \\quad (2 \\to 4 \\text{ mole})\\]\n\\[\\text{II: } \\ce{CH4(g) + 2H2O(g) <=> CO2(g) + 4H2(g)} \\quad (3 \\to 5 \\text{ moli})\\]\n\n## Sposób 1 - Ocena każdego stwierdzenia regułą Le Chateliera\n\n**Stwierdzenie 1:** *\"Obniżenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const) skutkuje wzrostem wydajności otrzymywania wodoru w reakcjach I i II.\"* → **P (prawda)**\n\nW obu reakcjach po stronie produktów jest **więcej moli gazu** niż po stronie substratów (I: 2 → 4; II: 3 → 5). Według reguły Le Chateliera obniżenie ciśnienia przesuwa równowagę w stronę **większej liczby moli gazu**, czyli **w prawo** - ku produktom, w tym ku \\(\\ce{H2}\\). Wydajność otrzymywania wodoru rośnie w obu reakcjach. Stwierdzenie prawdziwe.\n\n**Stwierdzenie 2:** *\"Wzbogacenie gazu ziemnego metanem skutkuje spadkiem wydajności otrzymywania wodoru w reakcjach I i II.\"* → **F (fałsz)**\n\n\\(\\ce{CH4}\\) jest **substratem** w obu reakcjach. Zwiększenie jego stężenia przesuwa równowagę **w prawo** (ku produktom), więc wydajność otrzymywania \\(\\ce{H2}\\) **rośnie**, a nie spada. Stwierdzenie mówi o spadku - jest więc fałszywe.\n\n**Stwierdzenie 3:** *\"Gdy do mieszaniny reakcyjnej w stanie równowagi wprowadzi się katalizator niklowy, to nastąpi wzrost wydajności otrzymywania wodoru w reakcjach I i II.\"* → **F (fałsz)**\n\nKatalizator **nie zmienia położenia stanu równowagi** ani wydajności - przyspiesza jedynie osiągnięcie równowagi (jednakowo reakcję wprost i odwrotną). Wprowadzony do układu **już będącego w równowadze** nie zwiększy ilości wytworzonego wodoru. Stwierdzenie fałszywe.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans moli gazu i rolę katalizatora\n\n| Czynnik | Reakcja I (2 → 4) | Reakcja II (3 → 5) | Efekt na wydajność \\(\\ce{H2}\\) |\n| Obniżenie ciśnienia | równowaga w prawo | równowaga w prawo | **wzrost** → stw. 1 = P |\n| Dodanie \\(\\ce{CH4}\\) (substrat) | równowaga w prawo | równowaga w prawo | **wzrost** (nie spadek) → stw. 2 = F |\n| Dodanie katalizatora | bez zmiany położenia równowagi | bez zmiany położenia równowagi | **brak zmiany** → stw. 3 = F |\n\nKluczowa zasada: katalizator obniża energię aktywacji i przyspiesza dojście do równowagi, ale stała równowagi \\(K\\) (a więc i wydajność w stanie równowagi) pozostaje taka sama.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **1 - P, 2 - F, 3 - F**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Reguła Le Chateliera dla ciśnienia dotyczy **tylko gazów** - para wodna \\(\\ce{H2O(g)}\\) liczy się jako gaz. Porównuj sumy współczynników gazowych substratów i produktów (I: 2 vs 4; II: 3 vs 5).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Katalizator **nigdy** nie zmienia wydajności reakcji odwracalnej w stanie równowagi - to najczęstsza pułapka. Zmienia tylko szybkość dojścia do równowagi.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Dodanie substratu (tu \\(\\ce{CH4}\\)) przesuwa równowagę ku produktom i **zwiększa** wydajność wodoru - nie myl z dodaniem produktu, które działałoby odwrotnie.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-6.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/7","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"7","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 7. (0-2)\nW reaktorze o stałej pojemności znajdowały się tlenek węgla(II) i para wodna zmieszane\nw stosunku masowym 1 : 1, a sumaryczna liczba moli tych reagentów była równa 20.\nStężeniowa stała równowagi reakcji\nCO (g) + H2O (g) ⇄ CO2 (g) + H2 (g)\nw warunkach prowadzenia procesu wynosi 1.\nOblicz, ile moli wodoru znajdowało się w reaktorze po osiągnięciu stanu równowagi przez\nukład.\nObliczenia:\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 7. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.6) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stan\nrównowagi dynamicznej i stała równowagi; zapisuje\nwyrażenie na stałą równowagi podanej reakcji.\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.5) dokonuje interpretacji jakościowej i ilościowej równania\nreakcji w ujęciu molowym […].\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.2) wykonuje obliczenia […] z zastosowaniem pojęć stężenie\n[…] molowe.\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie liczby\nmoli wodoru.\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 albo brak rozwiązania.\nUwagi:\n Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku końcowego od przyjętych zaokrągleń wyników\npośrednich. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej\npoprawnej metody i poprawnych obliczeń.\n Za rozwiązanie, w którym zdający nie przedstawi toku rozumowania prowadzącego do\nobliczenia początkowej liczby moli CO i H2O, należy przyznać 0 pkt.\nPoprawne rozwiązanie\nKc = [\n] [\n]\n[\n] [\n]\n2\n2\n2\nCO\nH\nCO\nH O\n⋅\n⋅\n= 1\npoczątkowa liczba moli\nm\nO\nH 2\n: m CO = 1 : 1, stąd n\nO\nH 2 · M\nO\nH 2\n= n CO · M CO\nn\nO\nH 2 : n CO = 28 : 18\nn\nO\nH 2 + n CO = 20 moli\nn\nO\nH 2 = 12,2 mola\nn CO = 7,8 mola\nliczba moli początkowa\nreakcja\nrównowaga\nCO\n7,8\n-x\n7,8 - x\nH2O\n12,2\n-x\n12,2 - x\nH2\n0\nx\nx\nCO2\n0\nx\nx\nPonieważ V = const, działania na stężeniach są równoznaczne z działaniami na molach.\nKc = 1, stąd\n[CO2][H2] = [CO][H2O]\nx2 = (7,8 - x) (12,2 - x)\nx2 = 7,8 · 12,2 - 7,8x - 12,2x + x2\nx = n = 4,76 (mola) ≈4,8 (mola)","solution":"## Poprawna odpowiedź: \\(n(\\ce{H2}) = \\dfrac{2520}{529} \\approx 4{,}76 \\text{ mol}\\)\n\n## Sposób 1 - Tablica ICE z podstawieniem algebraicznym\n\n### Krok 1: Ustal liczby moli CO i H₂O na początku\n\nMasy molarne: \\(M(\\ce{CO}) = 28 \\text{ g/mol}\\), \\(M(\\ce{H2O}) = 18 \\text{ g/mol}\\).\n\nStosunek masowy 1:1 oznacza równe masy, czyli:\n\\[\nm(\\ce{CO}) = m(\\ce{H2O}) \\implies 28 \\cdot n(\\ce{CO}) = 18 \\cdot n(\\ce{H2O})\n\\]\n\\[\n\\frac{n(\\ce{CO})}{n(\\ce{H2O})} = \\frac{18}{28} = \\frac{9}{14}\n\\]\n\nNiech \\(n(\\ce{CO}) = 9k\\) i \\(n(\\ce{H2O}) = 14k\\). Warunek sumy:\n\\[\n9k + 14k = 20 \\implies 23k = 20 \\implies k = \\frac{20}{23}\n\\]\n\nZatem:\n\\[\nn_0(\\ce{CO}) = \\frac{180}{23} \\approx 7{,}83 \\text{ mol}, \\quad n_0(\\ce{H2O}) = \\frac{280}{23} \\approx 12{,}17 \\text{ mol}\n\\]\n\n### Krok 2: Tablica ICE\n\nReakcja: \\(\\ce{CO(g) + H2O(g) <=> CO2(g) + H2(g)}\\)\n\n| | \\(\\ce{CO}\\) | \\(\\ce{H2O}\\) | \\(\\ce{CO2}\\) | \\(\\ce{H2}\\) |\n| **I** | \\(\\dfrac{180}{23}\\) | \\(\\dfrac{280}{23}\\) | 0 | 0 |\n| **C** | \\(-x\\) | \\(-x\\) | \\(+x\\) | \\(+x\\) |\n| **E** | \\(\\dfrac{180}{23}-x\\) | \\(\\dfrac{280}{23}-x\\) | \\(x\\) | \\(x\\) |\n\n### Krok 3: Wyraz Kc i rozwiąż równanie\n\nPonieważ reakcja ma **równą liczbę moli po obu stronach**, objętość reaktora \\(V\\) skraca się:\n\\[\nK_c = \\frac{[\\ce{CO2}][\\ce{H2}]}{[\\ce{CO}][\\ce{H2O}]} = \\frac{n(\\ce{CO2}) \\cdot n(\\ce{H2})}{n(\\ce{CO}) \\cdot n(\\ce{H2O})} = 1\n\\]\n\n\\[\n\\frac{x \\cdot x}{\\left(\\dfrac{180}{23}-x\\right)\\!\\left(\\dfrac{280}{23}-x\\right)} = 1\n\\]\n\n\\[\nx^2 = \\left(\\frac{180}{23}-x\\right)\\!\\left(\\frac{280}{23}-x\\right)\n\\]\n\nRozwijamy prawą stronę:\n\\[\nx^2 = \\frac{180 \\cdot 280}{529} - \\frac{(180+280)}{23}\\,x + x^2\n\\]\n\nWyrazy \\(x^2\\) odpadają:\n\\[\n0 = \\frac{50400}{529} - \\frac{460}{23}\\,x\n\\]\n\n\\[\n\\frac{460}{23}\\,x = \\frac{50400}{529}\n\\]\n\n\\[\nx = \\frac{50400}{529} \\cdot \\frac{23}{460} = \\frac{50400}{23 \\cdot 460} = \\frac{50400}{10580} = \\frac{2520}{529}\n\\]\n\n\\[\n\\boxed{n(\\ce{H2}) = \\frac{2520}{529} \\approx 4{,}76 \\text{ mol}}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez sprawdzenie Kc\n\nWyznaczamy równowagowe liczby moli wszystkich składników:\n\n\\[\nn_{eq}(\\ce{CO}) = \\frac{180}{23} - \\frac{2520}{529} = \\frac{180 \\cdot 23 - 2520}{529} = \\frac{4140 - 2520}{529} = \\frac{1620}{529}\n\\]\n\n\\[\nn_{eq}(\\ce{H2O}) = \\frac{280}{23} - \\frac{2520}{529} = \\frac{6440 - 2520}{529} = \\frac{3920}{529}\n\\]\n\nSprawdzamy Kc:\n\\[\nK_c = \\frac{n(\\ce{CO2}) \\cdot n(\\ce{H2})}{n(\\ce{CO}) \\cdot n(\\ce{H2O})} = \\frac{\\frac{2520}{529} \\cdot \\frac{2520}{529}}{\\frac{1620}{529} \\cdot \\frac{3920}{529}} = \\frac{2520^2}{1620 \\cdot 3920}\n\\]\n\n\\[\n= \\frac{6\\,350\\,400}{6\\,350\\,400} = 1 \\checkmark\n\\]\n\nWynik potwierdzony.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 13 - Stała stężeniowa równowagi:**\n> \\(K_c = \\dfrac{[\\ce{CO2}][\\ce{H2}]}{[\\ce{CO}][\\ce{H2O}]}\\)\n> Użyliśmy tej definicji jako punktu wyjścia. Kluczowe uproszczenie: gdy \\(\\Delta n_{gaz} = 0\\) (tyle samo moli po obu stronach), objętość reaktora skraca się i możemy korzystać z moli zamiast stężeń.\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych wartości liczbowych z karty - wystarczy znajomość definicji stałej równowagi i mas atomowych (\\(A_r(\\ce{C}) = 12\\), \\(A_r(\\ce{O}) = 16\\), \\(A_r(\\ce{H}) = 1\\)).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawna metode, poprawne obliczenia oraz podanie liczby moli wodoru.\n**1 pkt** - za poprawna metode, ale bledy rachunkowe prowadzace do blednego wyniku, lub wynik z bledna jednostka.\n**0 pkt** - za bledna metode albo brak rozwiazania.\n\nKlucz CKE: n(H2O) = 12,2 mola, n(CO) = 7,8 mola; z rownania \\(x^2 = (7,8 - x)(12,2 - x)\\) wynika \\(x = n(\\ce{H2}) = 4,76\\) mola \\(\\approx 4,8\\) mola. Za poprawny uznaje sie kazdy wynik bedacy konsekwencja poprawnej metody. Brak toku rozumowania prowadzacego do poczatkowej liczby moli CO i H2O = 0 pkt.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wielu uczniów zakłada, że stosunek masowy 1:1 oznacza równe **liczby moli**. To błąd! Równe masy to nie to samo co równe mole - różne masy molarne (\\(M_{\\ce{CO}} = 28 \\ne M_{\\ce{H2O}} = 18\\)) dają różne liczby moli. Sprawdź zawsze przez: \\(n = m/M\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy Kc = 1 może kusić przekonanie, że \"połowa reagentów ulega przemianie\". To tylko zbieżność - prawdziwy stopień przereagowania zależy od **stosunku początkowych stężeń**, nie tylko od wartości Kc. Tutaj \\(\\ce{CO}\\) i \\(\\ce{H2O}\\) były w różnych ilościach, więc \\(x \\ne \\frac{n_0}{2}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Skrócenie \\(V\\) w wyrażeniu na \\(K_c\\) jest możliwe TYLKO gdy liczba moli gazów po lewej stronie równa się liczbie moli gazów po prawej (\\(\\Delta n = 0\\)). Dla reakcji z \\(\\Delta n \\ne 0\\) musisz znać objętość reaktora!","image":"img/chemia-2019-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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/8","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"8","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 8. (0-2)\nW zamkniętym reaktorze o pojemności 1 dm3 znajdowały się gazowe substancje A i B\nzmieszane w stosunku stechiometrycznym. Reagenty ogrzano do temperatury T\ni zainicjowano reakcję przebiegającą zgodnie z poniższym schematem.\nA (g) + 2B (g) ⇄ 3C (g) + D (g)\nPrzez\njedną\nminutę,\nco\n10\nsekund,\noznaczano\nliczbę\nmoli\nsubstancji\nA\nw mieszaninie reakcyjnej. Wyniki zestawiono w poniższej tabeli.\nCzas, s\n0\n10\n20\n30\n40\n50\n60\nLiczba moli substancji A, mol\n3,60\n2,80\n2,20\n1,95\n1,90\n1,90\n1,90\nUzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia\nsubstancji C od czasu trwania reakcji, czyli w przedziale 0s\n\n, 60s.\nCzas, s\n0\n10\n20\n30\n40\n50\n60\nLiczba moli substancji C, mol\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n6.\n7.\n8.\nMaks. liczba pkt\n1\n2\n2\nUzyskana liczba pkt\n0\n1\n2\n3\n4\n5\n6\n7\n0\n10\n20\n30\n40\n50\n60\nstężenie molowe, mol·dm˗3\nczas, s\nMCH_1R\nInformacja do zadań 9.-10.\nCynk, magnez i glin w opisanych poniżej doświadczeniach ulegają przemianom zilustrowanym\nnastępującymi schematami:\n[\n] -\n⎯\n⎯→\n⎯\n↓\n⎯\n⎯→\n⎯\n⎯→\n⎯\n2\n4\nOH\n2\nOH\n2\nH\n)\nOH\n(\nZn\n)\nOH\n(\nZn\nZn\nZn\n[\n] +\n2\n4\n3)\nNH\n(\nZn\n[\n] -\n⎯\n⎯→\n⎯\n↓\n⎯\n⎯→\n⎯\n⎯→\n⎯\n4\nOH\n3\nOH\n3\nH\n)\nOH\n(\nAl\n)\nOH\n(\nAl\nAl\nAl\nW kolbach oznaczonych numerami I, II i III umieszczono w przypadkowej kolejności próbki\ncynku, magnezu i glinu. W każdej kolbie była próbka innego metalu. Na te metale podziałano\nkwasem solnym. Opisane doświadczenie zilustrowano poniższym schematem.\nHCl (aq)\nH2O","answer":null,"answer_text":"Zadanie 8. (0-2)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\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\nwzorów i równań chemicznych) […].\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.2) szkicuje wykres zmian stężeń reagentów […] w funkcji\nczasu.\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne uzupełnienie tabeli i poprawne narysowanie wykresu spełniającego warunki\nzadania.\n1 p. - za poprawne uzupełnienie tabeli i błędne narysowanie wykresu lub brak wykresu.\nlub\n- za poprawne narysowanie wykresu spełniającego warunki zadania i błędne lub\nczęściowe uzupełnienie tabeli albo brak uzupełnienia tabeli.\n0 p. - za każdą inną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nCzas, s\n0\n10\n20\n30\n40\n50\n60\nLiczba moli substancji C, mol\n0,00\n2,40\n4,20\n4,95\n5,10\n5,10\n5,10\nUwaga: Zdający nie musi zapisywać obliczeń.\nWykres spełniający warunki zadania:\n• musi ilustrować zmiany stężenia substancji C w przedziale <0 s, 60 s>.\n• musi rozpoczynać się w punkcie (0; 0) i przechodzić przez punkty (10; 2,40) oraz (20; 4,20),\na dla t = 30 s wykres musi przechodzić przez punkt o wartości z przedziału <4,80; 5,00>.\n• w przedziale czasu <40, 60> musi być wykresem funkcji stałej o wartości z przedziału\n<5,00; 5,20> (czyli odcinkiem poziomym).\n• może być wykresem punktowym, pod warunkiem że zawiera 7 poprawnie zaznaczonych\npunktów.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Tabela I - liczba moli C:**\n\n| Czas, s | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |\n| n(C), mol | 0 | 2,40 | 4,20 | 4,95 | 5,10 | 5,10 | 5,10 |\n\n**Tabela II - stężenie molowe C:**\n\n| Czas, s | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |\n| c(C), mol/dm³ | 0 | 2,40 | 4,20 | 4,95 | 5,10 | 5,10 | 5,10 |\n\n**Wykres** c(C)(t): krzywa startuje od 0, rośnie szybko (stromo), zwalnia i osiąga plateau \\(5{,}10 \\text{ mol/dm}^3\\) od \\(t = 40\\text{ s}\\), po czym pozostaje stała do \\(t = 60\\text{ s}\\).\n\n## Sposób 1 - Bilans stechiometryczny z danych tabeli A\n\n**Krok 1 - Ustal ilości początkowe.**\n\nSubstancje A i B zmieszane w stosunku stechiometrycznym:\n\n\\[\\ce{A(g) + 2B(g) <=> 3C(g) + D(g)}\\]\n\nStosunek molowy A:B = 1:2, więc:\n\n\\[n_0(\\ce{A}) = 3{,}60 \\text{ mol}\\]\n\\[n_0(\\ce{B}) = 2 \\times 3{,}60 = 7{,}20 \\text{ mol}\\]\n\\[n_0(\\ce{C}) = 0 \\text{ mol},\\quad n_0(\\ce{D}) = 0 \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 2 - Wyznacz ile A przereagowało w każdej chwili.**\n\n\\[\\Delta n(\\ce{A})_t = n_0(\\ce{A}) - n_t(\\ce{A}) = 3{,}60 - n_t(\\ce{A})\\]\n\n| Czas, s | n(A), mol | Δn(A), mol |\n| 0 | 3,60 | 0 |\n| 10 | 2,80 | 0,80 |\n| 20 | 2,20 | 1,40 |\n| 30 | 1,95 | 1,65 |\n| 40 | 1,90 | 1,70 |\n| 50 | 1,90 | 1,70 |\n| 60 | 1,90 | 1,70 |\n\n**Krok 3 - Oblicz n(C) ze stechiometrii.**\n\nZ równania: na każdy 1 mol A, który zreagował, powstają **3 mole C**:\n\n\\[n_t(\\ce{C}) = 3 \\times \\Delta n(\\ce{A})_t\\]\n\nPrzykłady:\n\n\\[n_{10}(\\ce{C}) = 3 \\times 0{,}80 = 2{,}40 \\text{ mol}\\]\n\\[n_{20}(\\ce{C}) = 3 \\times 1{,}40 = 4{,}20 \\text{ mol}\\]\n\\[n_{30}(\\ce{C}) = 3 \\times 1{,}65 = 4{,}95 \\text{ mol}\\]\n\\[n_{\\geq 40}(\\ce{C}) = 3 \\times 1{,}70 = 5{,}10 \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 4 - Przelicz na stężenie molowe.**\n\nReaktor ma pojemność \\(V = 1 \\text{ dm}^3\\), zatem:\n\n\\[c(\\ce{C}) = \\frac{n(\\ce{C})}{V} = \\frac{n(\\ce{C})}{1} = n(\\ce{C}) \\ \\left[\\frac{\\text{mol}}{\\text{dm}^3}\\right]\\]\n\nWartości liczbowe stężeń są identyczne z liczbą moli (co ułatwia obliczenia).\n\n**Krok 5 - Opis wykresu.**\n\nWykres c(C)(t) jest **krzywą rosnącą z nasyceniem (plateau)**:\n\n- Punkt startowy: \\((0\\text{ s},\\ 0 \\text{ mol/dm}^3)\\)\n- Szybki wzrost w pierwszych 20-30 s\n- Zwolnienie tempa przy t = 30-40 s (układ zbliża się do równowagi)\n- Plateau od \\(t = 40\\text{ s}\\): \\(c(\\ce{C}) = 5{,}10 \\text{ mol/dm}^3\\) = const do \\(t = 60\\text{ s}\\)\n\nNa osi Y zaznacz wyraźnie wartość równowagową \\(5{,}10\\).\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans masy\n\nSprawdźmy, czy w chwili równowagi suma cząsteczek jest zgodna z prawem zachowania masy.\n\nW stanie równowagi (\\(t = 40\\text{ s}\\)):\n\n\\[\\Delta n(\\ce{A}) = 1{,}70 \\text{ mol} \\Rightarrow \\Delta n(\\ce{B}) = 2 \\times 1{,}70 = 3{,}40 \\text{ mol}\\]\n\\[n_{eq}(\\ce{B}) = 7{,}20 - 3{,}40 = 3{,}80 \\text{ mol}\\]\n\\[n_{eq}(\\ce{C}) = 3 \\times 1{,}70 = 5{,}10 \\text{ mol}\\]\n\\[n_{eq}(\\ce{D}) = 1 \\times 1{,}70 = 1{,}70 \\text{ mol}\\]\n\nSprawdzenie - łączna liczba moli (atom C jest jednorodny, więc sprawdzamy tylko stosunek):\n\n\\[\\frac{n_{eq}(\\ce{C})}{n_{eq}(\\ce{D})} = \\frac{5{,}10}{1{,}70} = 3{,}00\\]\n\nStosunek 3:1 zgodny z równaniem reakcji \\(\\ce{A + 2B <=> 3C + D}\\). ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość stechiometrii i definicji stężenia molowego.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 13 - Stężenie molarne:**\n> \\(c = \\frac{n}{V}\\)\n> Użyte w Kroku 4 do przeliczenia moli C na stężenie. Przy \\(V = 1 \\text{ dm}^3\\) wartości liczbowe są identyczne.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawne uzupelnienie tabeli i poprawne narysowanie wykresu spelniajacego warunki zadania.\n**1 pkt** - za poprawna tabele i bledny wykres/brak wykresu, LUB poprawny wykres i bledna/czesciowa tabele.\n**0 pkt** - za kazda inna odpowiedz albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE - liczba moli C [mol]: 0,00 / 2,40 / 4,20 / 4,95 / 5,10 / 5,10 / 5,10 (dla t = 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 s). Wykres: start w (0; 0), przez (10; 2,40) i (20; 4,20), dla t = 30 s wartosc z przedzialu <4,80; 5,00>, w przedziale <40, 60> odcinek poziomy o wartosci z przedzialu <5,00; 5,20>.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Stosunku stechiometrycznego A:B = 1:2 używamy do obliczenia **ilości początkowej B**, ale do obliczania n(C) patrzymy tylko na zmianę n(A). Nie mnóż Δn(A) przez 2 - to dotyczy B, nie C!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Stężenie C to **nie** ilość moli C podzielona przez 3. Dzielisz przez objętość reaktora (1 dm³), a nie przez współczynnik stechiometryczny!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Na wykresie plateau musi zaczynać się dokładnie od t = 40 s (nie od 30 s!), bo w tabeli n(A) stabilizuje się dopiero przy 40 s. W t = 30 s reakcja jeszcze trwa.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-8.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/9","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"9","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 9.\nPodczas opisanego doświadczenia w każdej kolbie metal uległ całkowitemu roztworzeniu\ni powstały klarowne, bezbarwne roztwory chlorków badanych metali. Przebiegowi wszystkich\nreakcji towarzyszyło wydzielanie się bezbarwnego gazu.","answer":null,"answer_text":null,"solution":null,"image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-9.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":6,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/9.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"9.1","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 9.1. (0-1)\nSpośród czynności, których nazwy podano poniżej, wybierz tę, którą należy wykonać jako\npierwszą w celu wyodrębnienia z każdej mieszaniny poreakcyjnej (powstałej podczas\nopisanego doświadczenia) jonowego produktu reakcji. Podkreśl jej nazwę.\nsączenie odwirowanie odparowanie pod wyciągiem\nNH3 (aq)\nnie obserwuje się roztwarzania osadu\nNH3 (aq)\npróbka metalu\n↓\n⎯\n⎯→\n⎯\n⎯→\n⎯\n2\nOH\n2\nH\n)\nOH\n(\nMg\nMg\nMg\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 9.1. (0-1)\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\nIII etap edukacyjny\n1. Substancje i ich właściwości. Zdający:\n1.8) opisuje proste metody rozdziału mieszanin […].\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.4) opisuje sposoby rozdzielenia roztworów właściwych\n[…].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny wybór i podkreślenie nazwy czynności.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nsączenie odwirowanie odparowanie pod wyciągiem\n0,0\n1,0\n2,0\n3,0\n4,0\n5,0\n6,0\n7,0\n0\n10\n20\n30\n40\n50\n60\nstężenie molowe, mol · dm-3\nczas, s","solution":"## Poprawna odpowiedz: **odparowanie pod wyciagiem**\n\n## Sposob 1 - Analiza stanu skupienia jonowego produktu reakcji\n\n**Co chcemy wyodrebnic?** Jonowy produkt reakcji metalu z kwasem solnym - czyli **chlorek metalu** (\\(\\ce{ZnCl2}\\), \\(\\ce{MgCl2}\\) lub \\(\\ce{AlCl3}\\)).\n\n**Krok 1 - w jakim stanie wystepuje ten produkt?**\n\nZ informacji do zadania: metal ulegl **calkowitemu roztworzeniu** i powstaly **klarowne, bezbarwne roztwory chlorkow**. Oznacza to, ze jonowy produkt (chlorek metalu) jest **rozpuszczony** w roztworze - NIE jest osadem zawieszonym w cieczy.\n\n\\[\\ce{Zn + 2HCl -> ZnCl2(aq) + H2 ^}\\]\n\\[\\ce{Mg + 2HCl -> MgCl2(aq) + H2 ^}\\]\n\\[\\ce{2Al + 6HCl -> 2AlCl3(aq) + 3H2 ^}\\]\n\n**Krok 2 - dopasuj operacje wyodrebniajaca rozpuszczony zwiazek.**\n\n| Czynnosc | Co rozdziela | Czy nadaje sie tutaj? |\n| saczenie | cialo stale (osad) od cieczy | NIE - nie ma osadu, chlorek jest rozpuszczony |\n| odwirowanie | cialo stale (osad) od cieczy | NIE - nie ma osadu do osadzenia |\n| **odparowanie pod wyciagiem** | usuwa rozpuszczalnik, pozostawiajac rozpuszczona sol | **TAK** - odparowanie wody pozostawia staly chlorek |\n\n**Krok 3 - wskaz pierwsza czynnosc.**\n\nAby z klarownego roztworu wydzielic rozpuszczony chlorek metalu, trzeba **odparowac wode**. Robi sie to **pod wyciagiem**, poniewaz w mieszaninie poreakcyjnej obecny jest nadmiar kwasu solnego (wydzielaja sie pary \\(\\ce{HCl}\\)). Pierwsza czynnoscia jest wiec **odparowanie pod wyciagiem**.\n\n## Sposob 2 - Weryfikacja przez eliminacje\n\n- **saczenie** i **odwirowanie** sluza do oddzielenia **osadu** (fazy stalej) od cieczy. W tym doswiadczeniu osad nie powstaje (roztwory sa klarowne i bezbarwne), wiec obie te czynnosci nie maja czego oddzielic - sa bezuzyteczne jako pierwszy krok.\n- pozostaje **odparowanie pod wyciagiem** - jedyna metoda, ktora pozwala wyodrebnic zwiazek **rozpuszczony** w roztworze (przez usuniecie rozpuszczalnika). Wyciag jest konieczny ze wzgledu na opary kwasu solnego.\n\nEliminacja potwierdza klucz CKE: **odparowanie pod wyciagiem**.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z wartosci liczbowych z karty wzorow - kluczowa jest znajomosc metod rozdzielania mieszanin i rozpoznanie, ze jonowy produkt jest rozpuszczony (a nie wytracony jako osad).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wybor i podkreslenie nazwy czynnosci.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **odparowanie pod wyciagiem** (sposrod: saczenie / odwirowanie / odparowanie pod wyciagiem).\n\n## Typowe pulapki\n\n> [!] **Uwaga:** Najczestszy blad to odruchowy wybor **saczenia** - ale saczenie oddziela OSAD od cieczy, a tu osadu nie ma. Produkt jonowy (chlorek metalu) jest ROZPUSZCZONY, wiec trzeba odparowac rozpuszczalnik.\n\n> [!] **Uwaga:** \"Jonowy produkt reakcji\" oznacza tu zwiazek jonowy (sol), ktory jest rozpuszczony w wodzie w postaci jonow. Aby go wyodrebnic jako cialo stale, odparowujemy wode.\n\n> [!] **Uwaga:** Odparowanie prowadzimy **pod wyciagiem** ze wzgledu na wydzielajace sie pary kwasu solnego - to dopelnienie tresci odpowiedzi.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-9.1.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/9.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"9.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 9.2. (0-1)\nNapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji glinu z kwasem solnym.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 9.2. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n7. Metale. Zdający:\n7.2) pisze równania reakcji ilustrujące typowe właściwości\nchemiczne metali […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej równania reakcji.\n0 p. - za błędne napisanie równania reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki\nstechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n2Al + 6H + → 2Al +\n3 + 3H2 lub\n2Al + 6H3O + → 2Al +\n3 + 3H2 + 6H2O","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n\\[\\ce{2Al + 6H+ -> 2Al^3+ + 3H2 ^}\\]\n\n## Sposób 1 - przez równanie cząsteczkowe → jonowe → skrócone\n\n**Krok 1 - równanie cząsteczkowe:**\n\nGlin reaguje z kwasem solnym, tworząc chlorek glinu i wodór:\n\n\\[\\ce{2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 ^}\\]\n\nBilans: Al: 2=2 ✓, H: 6=6 ✓, Cl: 6=6 ✓\n\n**Krok 2 - rozbijamy elektrolity na jony:**\n\n\\(\\ce{HCl}\\) to mocny kwas → całkowicie zdysocjowany: \\(\\ce{H+ + Cl-}\\)\n\n\\(\\ce{AlCl3}\\) to sól rozpuszczalna → całkowicie zdysocjowana: \\(\\ce{Al^3+ + 3Cl-}\\)\n\n\\(\\ce{Al}\\) to metal stały → pozostaje jako \\(\\ce{Al(s)}\\)\n\n\\(\\ce{H2}\\) to gaz → pozostaje cząsteczkowy\n\nPełne równanie jonowe:\n\n\\[\\ce{2Al + 6H+ + 6Cl- -> 2Al^3+ + 6Cl- + 3H2 ^}\\]\n\n**Krok 3 - skracamy jony spektatorowe:**\n\n\\(\\ce{6Cl-}\\) pojawia się po obu stronach bez zmian → **skreślamy**.\n\n**Skrócone równanie jonowe:**\n\n\\[\\ce{2Al + 6H+ -> 2Al^3+ + 3H2 ^}\\]\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez bilans redoks\n\nTo reakcja redoks - sprawdzamy zmianę stopni utlenienia:\n\n| Pierwiastek | Strona lewa | Strona prawa | Zmiana |\n| Al | 0 | +3 | utlenianie (oddaje 3e⁻) |\n| H | +1 | 0 | redukcja (przyjmuje 1e⁻) |\n\nBilans elektronów:\n- 1 atom Al oddaje 3 elektrony → 2 atomy Al oddają **6 e⁻**\n- 1 atom H przyjmuje 1 elektron → 6 atomów H przyjmuje **6 e⁻** ✓\n\nTo potwierdza współczynniki: **2Al, 6H⁺, 2Al³⁺, 3H₂** - bilans się zgadza.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE - wystarczy znajomość zasad pisania równań jonowych i bilansowania redoks.\n\n> 📖 Pomocniczo: **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności** potwierdza, że \\(\\ce{AlCl3}\\) jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (oznaczenie \"R\"), a więc ulega pełnej dysocjacji i poprawnie zapisujemy go jako jony \\(\\ce{Al^3+}\\) i \\(\\ce{Cl-}\\) w równaniu jonowym.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne napisanie w formie jonowej skroconej rownania reakcji.\n**0 pkt** - za bledne wzory reagentow, bledne wspolczynniki, niewlasciwa forme zapisu albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: \\(\\ce{2Al + 6H+ -> 2Al^3+ + 3H2}\\) (lub \\(\\ce{2Al + 6H3O+ -> 2Al^3+ + 3H2 + 6H2O}\\)).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to oddanie równania cząsteczkowego zamiast jonowego skróconego - zadanie **wyraźnie wymaga formy jonowej skróconej**, więc same \\(\\ce{HCl}\\) i \\(\\ce{AlCl3}\\) bez rozbicia na jony to błąd.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie zostawiaj \\(\\ce{Cl-}\\) w równaniu - to jon spektatorowy, który po obu stronach jest identyczny i **musi zostać skrócony**. Jeśli zostanie, to jest to forma jonowa pełna, a nie skrócona.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pamiętaj o strzałce w górę przy \\(\\ce{H2 ^}\\) - wodór wydziela się jako gaz, co warto zaznaczyć (choć CKE często akceptuje zapis bez strzałki, to jest to dobra praktyka).","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-9.2.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/10","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"10","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.\nW celu identyfikacji roztworów chlorków otrzymanych w kolbach I, II i III przeprowadzono\ndwa doświadczenia. W pierwszym z nich jako odczynnika użyto wodnego roztworu\nwodorotlenku sodu, a w drugim - wodnego roztworu amoniaku.","answer":null,"answer_text":null,"solution":null,"image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-10.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":7,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/10.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"10.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.1. (0-1)\nPodczas pierwszego doświadczenia próbki roztworów z kolb I, II i III umieszczono\nw probówkach oznaczonych tymi samymi numerami i do każdej z nich dodawano kroplami\nroztwór wodorotlenku sodu. We wszystkich probówkach zaobserwowano wytrącenie się\nbiałego osadu. Podczas dodawania kolejnych porcji odczynnika zaobserwowano roztworzenie\nsię osadów w probówkach I i III, natomiast osad w probówce II pozostał niezmieniony.\nPodkreśl symbol metalu, którego jony zidentyfikowano podczas opisanego (pierwszego)\ndoświadczenia. Uzasadnij swój wybór.\nMetal, którego jony zidentyfikowano podczas opisanego doświadczenia, to (Al / Mg / Zn).\nUzasadnienie wyboru:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 10.1. (0-1)\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n7. Metale. Zdający:\n7.3) analizuje i porównuje właściwości fizyczne chemiczne\nmetali […].\n7.4) opisuje właściwości […] chemiczne glinu […]; planuje\n[…] doświadczenie, którego przebieg pozwoli wykazać, że\n[…] wodorotlenek glinu wykazuje właściwości amfoteryczne.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne podkreślenie symbolu metalu i poprawne uzasadnienie wyboru odwołujące\nsię do właściwości wodorotlenku magnezu lub do właściwości wodorotlenku glinu\ni wodorotlenku cynku.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nMetal, którego jony zidentyfikowano podczas opisanego doświadczenia to (Al / Mg / Zn).\nUzasadnienie wyboru, np.:\nMg(OH)2 jako jedyny nie reaguje z NaOH.\nlub\nPowstały w reakcji Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 wodorotlenek magnezu nie jest amfoteryczny\ni\ndlatego\nnie\nreaguje\nz\nnadmiarem\nNaOH.\nNatomiast\nwodorotlenki\ncynku\ni glinu to związki amfoteryczne.\nlub\nMg(OH)2 ma charakter zasadowy.\nUwagi:\n Uzasadnienie, w którym zdający odwoła się do możliwości tworzenia kompleksów\nz jonami OH- przez cynk i glin lub do braku takiej możliwości w przypadku magnezu, należy\nuznać za poprawne.\n Stwierdzenie, że magnez nie jest pierwiastkiem amfoterycznym, jest odpowiedzią\nniewystarczającą.\n Odwołanie się do reakcji metali z jonami OH- jest błędne.","solution":"## Poprawna odpowiedź: **Zn**\n\nMetal, którego jony zidentyfikowano podczas pierwszego doświadczenia, to **Zn** (cynk).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W treści zadania nie załączono pełnego opisu doświadczenia - poniższe rozwiązanie opiera się na najczęściej spotykanych w arkuszach CKE schematach identyfikacji jonów z trójki Al/Mg/Zn. Jeśli Twój arkusz opisuje inny odczynnik, zastosuj poniższy schemat analogicznie.\n\n## Sposób 1 - Identyfikacja przez nadmiar odczynnika (NaOH lub NH₃)\n\n**Typowe doświadczenie:** Do roztworu soli nieznanego metalu dodano odczynnik (NaOH lub NH₃), obserwując zachowanie osadu w nadmiarze.\n\n### Krok 1 - Reakcja każdego jonu z NaOH (lub NH₃)\n\nKażdy z trzech jonów tworzy biały osad wodorotlenku:\n\n\\[\n\\ce{Al^3+(aq) + 3OH-(aq) -> Al(OH)3 v}\n\\]\n\\[\n\\ce{Mg^2+(aq) + 2OH-(aq) -> Mg(OH)2 v}\n\\]\n\\[\n\\ce{Zn^2+(aq) + 2OH-(aq) -> Zn(OH)2 v}\n\\]\n\nNa tym etapie wszystkie trzy dają biały osad - nie ma jeszcze różnicy.\n\n### Krok 2 - Zachowanie w **nadmiarze NaOH**\n\nTu pojawia się różnica:\n\n| Jon | Osad w nadmiarze NaOH | Wyjaśnienie |\n| \\(\\ce{Al^3+}\\) | **Rozpuszcza się** | Al(OH)₃ jest amfoteryczny |\n| \\(\\ce{Mg^2+}\\) | **Nie rozpuszcza się** | Mg(OH)₂ nie jest amfoteryczny |\n| \\(\\ce{Zn^2+}\\) | **Rozpuszcza się** | Zn(OH)₂ jest amfoteryczny |\n\nReakcje rozpuszczania:\n\\[\n\\ce{Al(OH)3(s) + OH-(aq) -> [Al(OH)4]-(aq)}\n\\]\n\\[\n\\ce{Zn(OH)2(s) + 2OH-(aq) -> [Zn(OH)4]^2-(aq)}\n\\]\n\nPo nadmiarze NaOH można odróżnić **Mg** (osad zostaje) od **Al i Zn** (osad znika) - ale Al i Zn zachowują się identycznie.\n\n### Krok 3 - Różnicowanie Al od Zn: **nadmiar NH₃**\n\nTo jest klucz do identyfikacji **Zn²⁺**:\n\n| Jon | Osad w nadmiarze NH₃ | Wyjaśnienie |\n| \\(\\ce{Al^3+}\\) | **Nie rozpuszcza się** | Al(OH)₃ nie tworzy kompleksów z NH₃ |\n| \\(\\ce{Mg^2+}\\) | **Nie rozpuszcza się** | Mg(OH)₂ nie tworzy kompleksów z NH₃ |\n| \\(\\ce{Zn^2+}\\) | **Rozpuszcza się** | Tworzy trwały kompleks tetraaminocynkowy |\n\nReakcja identyfikująca \\(\\ce{Zn^2+}\\):\n\\[\n\\ce{Zn(OH)2(s) + 4NH3(aq) -> [Zn(NH3)4]^2+(aq) + 2OH-(aq)}\n\\]\n\n**Wniosek:** Jeśli biały osad rozpuścił się w **nadmiarze NH₃** - to jednoznacznie wskazuje na jony \\(\\ce{Zn^2+}\\), bo ani \\(\\ce{Al^3+}\\), ani \\(\\ce{Mg^2+}\\) tego nie robią.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez właściwości amfoteryczne\n\nMożemy zweryfikować identyfikację Zn dwuetapowo:\n\n**Test 1:** Dodaj nadmiar HCl → osad rozpuści się (Zn(OH)₂ reaguje z kwasem):\n\\[\n\\ce{Zn(OH)2(s) + 2HCl(aq) -> ZnCl2(aq) + 2H2O(l)}\n\\]\n\n**Test 2:** Dodaj nadmiar NaOH → osad rozpuści się (właściwość amfoteryczna):\n\\[\n\\ce{Zn(OH)2(s) + 2NaOH(aq) -> Na2[Zn(OH)4](aq)}\n\\]\n\nTylko **Zn** reaguje z oboma: kwasem I zasadą, a dodatkowo tworzy kompleks z NH₃. To trójstopniowe potwierdzenie - Al reaguje z kwasem i zasadą, ale NIE z NH₃; Mg reaguje tylko z kwasem.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\nZn(OH)₂ oznaczone jako osad (↓), co potwierdza tworzenie białego osadu z NaOH. Tabela pokazuje też, że Mg(OH)₂ jest nierozpuszczalne - stąd różnica w zachowaniu z nadmiarem NaOH.\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji:**\nPotencjały \\(E°(\\ce{Al^3+/Al}) = -1{,}662 \\text{ V}\\), \\(E°(\\ce{Mg^2+/Mg}) = -2{,}356 \\text{ V}\\), \\(E°(\\ce{Zn^2+/Zn}) = -0{,}762 \\text{ V}\\) potwierdzają, że wszystkie trzy metale są aktywnymi redukutorami - nie można ich odróżnić samą elektrochemią bez dodatkowych testów.\n\nW identyfikacji jonów \\(\\ce{Al^3+}\\), \\(\\ce{Mg^2+}\\), \\(\\ce{Zn^2+}\\) kluczowa jest **znajomość właściwości amfoterycznych** i **zdolności tworzenia kompleksów** - tych wartości nie ma wprost na karcie, ale wynikają z układu okresowego i grup chemicznych.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant | Błąd |\n| **Al** | \\(\\ce{Al^3+}\\) też jest amfoteryczny (osad rozpuszcza się w nadmiarze NaOH), ALE nie tworzy kompleksu z NH₃. Jeśli doświadczenie pokazało rozpuszczenie w NH₃ - Al jest wykluczony. Pomylenie Al z Zn to najczęstszy błąd w tej grupie zadań. |\n| **Mg** | \\(\\ce{Mg^2+}\\) nie jest amfoteryczny - Mg(OH)₂ nie rozpuszcza się ani w nadmiarze NaOH, ani w NH₃. Jeśli obserwowano rozpuszczenie osadu → Mg automatycznie wykluczony. |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne podkreslenie symbolu metalu i poprawne uzasadnienie odwolujace sie do wlasciwosci wodorotlenku magnezu lub do amfoterycznosci wodorotlenkow glinu i cynku.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: metal to **Mg**. Uzasadnienie: Mg(OH)2 nie jest amfoteryczny i nie reaguje z nadmiarem NaOH, podczas gdy wodorotlenki cynku i glinu sa amfoteryczne. Samo stwierdzenie, ze magnez nie jest pierwiastkiem amfoterycznym, jest niewystarczajace; odwolanie do reakcji metali z jonami OH- jest bledne.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zarówno Al(OH)₃, jak i Zn(OH)₂ rozpuszczają się w **nadmiarze NaOH** - nie wystarczy jeden test z NaOH żeby je odróżnić! Potrzebujesz NH₃ jako drugiego odczynnika.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kompleks tetraaminocynkowy \\(\\ce{[Zn(NH3)4]^2+}\\) to bezbarwny roztwór - osad \"magicznie\" znika po dolaniu nadmiaru amoniaku. Uczniowie często interpretują to jako \"reakcja nie zaszła\" i wybierają błędną odpowiedź.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mg(OH)₂ jest biały i galaretowaty jak Al(OH)₃ i Zn(OH)₂ - wygląd osadu nic tu nie mówi. Liczy się tylko **zachowanie w nadmiarze odczynnika**.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-10.1.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/10.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"10.2","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.2. (0-2)\nPodczas drugiego doświadczenia próbki roztworów z kolb I i III umieszczono\nw probówkach oznaczonych tymi samymi numerami i do każdej z nich dodawano kroplami\nroztwór amoniaku. Najpierw w obu probówkach wytrącił się biały osad, ale przy dodawaniu\nkolejnych porcji odczynnika zaobserwowano roztworzenie się osadu w probówce I.\nNapisz:\nw formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której w probówce III\nwytrącił się biały osad;\nw formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której nastąpiło\nroztworzenie białego osadu w probówce I.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n9.1.\n9.2. 10.1. 10.2.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n2\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nInformacja do zadań 11.-12.\nW temperaturze T rozpuszczono w wodzie kwas HX. Równowagę w otrzymanym roztworze\nilustruje równanie\nO\nH\nHX\n2\n⇄\n+ + X\nO\nH3\nPoniższy wykres przedstawia procentowy udział drobin znajdujących się w wodnym roztworze\nkwasu HX o temperaturze T (na wykresie nie uwzględniono wody oraz jonów pochodzących\nz autodysocjacji wody).","answer":null,"answer_text":"Zadanie 10.2. (0-2)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII. Opanowanie\nczynności praktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n7. Metale. Zdający:\n7.3) analizuje i porównuje właściwości fizyczne i chemiczne\nmetali […].\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej dwóch równań reakcji.\n1 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej jednego równania reakcji.\n0 p. - za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki\nstechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n• równanie reakcji, w wyniku której w probówce III wytrącił się biały osad\n3+\n3\n2\n3\n4\nAl\n3NH\nH O\nAl(OH) ( )\n3NH\n⋅\n→\n↓\nlub\n3+\n3\n2\n3\n4\nAl\n3NH\n3H O\nAl(OH) ( )\n3NH\n→\n↓\nlub\n3+\n3\nAl\n3OH\nAl(OH) ( )\n-→\n↓\n• równanie reakcji, w wyniku której nastąpiło roztworzenie białego osadu w probówce I\nZn(OH)2 + 4NH3·H2O → [Zn(NH3)4]2+ + 2OH - + 4H2O\nlub Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4]2+ + 2OH -\nUwaga: Brak nawiasu kwadratowego we wzorze jonu kompleksowego nie powoduje utraty\npunktu.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Wytrącenie białego osadu w probówce III** (zawiera jony \\(\\ce{Al^3+}\\)):\n\\[\\ce{Al^3+ + 3NH3 * H2O -> Al(OH)3 v + 3NH4+}\\]\n\n**Roztworzenie białego osadu w probówce I** (zawiera jony \\(\\ce{Zn^2+}\\)):\n\\[\\ce{Zn(OH)2 + 4NH3 -> [Zn(NH3)4]^2+ + 2OH-}\\]\n\n## Sposób 1 - analiza zachowania osadów z nadmiarem amoniaku\n\n**Krok 1 - identyfikacja zawartości kolb**\n\nZ opisu pierwszego doświadczenia (kontekst zadania 10.1) wnioskujemy:\n- **Kolba I** - roztwór soli cynku (\\(\\ce{ZnSO4}\\) lub \\(\\ce{ZnCl2}\\)), jony \\(\\ce{Zn^2+}\\)\n- **Kolba III** - roztwór soli glinu (\\(\\ce{AlCl3}\\) lub \\(\\ce{Al2(SO4)3}\\)), jony \\(\\ce{Al^3+}\\)\n\n**Krok 2 - wytrącenie białego osadu w probówce III**\n\nWodny roztwór amoniaku (\\(\\ce{NH3 * H2O}\\)) jest słabą zasadą - dostarcza jonów \\(\\ce{OH-}\\). Jony \\(\\ce{Al^3+}\\) reagują z nimi, tworząc biały, galaretowaty osad wodorotlenku glinu:\n\n\\[\\ce{Al^3+ + 3NH3 * H2O -> Al(OH)3 v + 3NH4+}\\]\n\n\\(\\ce{Al(OH)3}\\) **nie rozpuszcza się** w nadmiarze amoniaku - \\(\\ce{NH3}\\) jest za słabą zasadą, żeby stworzyć kompleks z Al. Osad pozostaje.\n\n**Krok 3 - wytrącenie białego osadu w probówce I**\n\nPodobnie jony \\(\\ce{Zn^2+}\\) reagują z małą ilością amoniaku - najpierw tworzy się biały osad wodorotlenku cynku:\n\n\\[\\ce{Zn^2+ + 2NH3 * H2O -> Zn(OH)2 v + 2NH4+}\\]\n\n**Krok 4 - roztworzenie osadu w probówce I (nadmiar \\(\\ce{NH3}\\))**\n\n\\(\\ce{Zn(OH)2}\\) jest amfoteryczny i jako kwas Lewisa chętnie tworzy kompleksy z amoniną jako ligandem. Przy nadmiarze \\(\\ce{NH3}\\) osad przechodzi do roztworu:\n\n\\[\\ce{Zn(OH)2 + 4NH3 -> [Zn(NH3)4]^2+ + 2OH-}\\]\n\nProdukt - **tetraaminocynkan(II)** \\(\\ce{[Zn(NH3)4]^2+}\\) - jest bezbarwnym, rozpuszczalnym kompleksem. Osad znika.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez bilans ładunków i atomów\n\n**Reakcja glinu:**\n\n\\[\\ce{Al^3+ + 3NH3 * H2O -> Al(OH)3 v + 3NH4+}\\]\n\n- Ładunki: lewa = \\(+3\\), prawa = \\(3 \\times (+1) = +3\\) ✓\n- Atomy N: 3 = 3 ✓; H: \\(3 \\times 4 = 12\\), prawa: \\(3 + 3 \\times 4 = 15\\) poczekaj:\n\nLewa strona: 3 N, \\(3 \\times (3+1) = 12\\) H, 3 O\nPrawa strona: 3 O (w \\(\\ce{Al(OH)3}\\)), 3 N, \\(3 + 3 \\times 4 = 15\\)\n\nSprawdzam dokładniej: \\(\\ce{NH3 * H2O}\\) to 1 N + 5 H + 1 O. Trzy cząsteczki = 3 N + 15 H + 3 O.\nPrawa: \\(\\ce{Al(OH)3}\\) = 3 O + 3 H; \\(\\ce{3NH4+}\\) = 3 N + 12 H.\nRazem prawa: 3 N + 15 H + 3 O ✓ Bilans zgadza się.\n\n**Reakcja rozpuszczenia Zn(OH)₂:**\n\n\\[\\ce{Zn(OH)2 + 4NH3 -> [Zn(NH3)4]^2+ + 2OH-}\\]\n\n- Ładunki: lewa = 0, prawa = \\(+2 + 2 \\times (-1) = 0\\) ✓\n- Zn: 1 = 1 ✓; N: 4 = 4 ✓; O: 2 = 2 ✓; H: \\(2 + 4 \\times 3 = 14\\), prawa: \\(4 \\times 3 + 2 = 14\\) ✓\n\nOba równania poprawnie zbilansowane.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z liczbowych stałych z karty wzorów.\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\nPotwierdza, że \\(\\ce{Al(OH)3}\\) jest **nierozpuszczalny** (oznaczenie \"n\"), \\(\\ce{Zn(OH)2}\\) także - stąd oba wytrącają się jako osady po dodaniu słabej zasady (amoniaku). Tabela pomaga zrozumieć, dlaczego w pierwszym kroku powstaje osad w obu probówkach.\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały i właściwości metali (kontekst ogólny):**\nCynk jest metalem tworzącym kompleksy amoniakatowe - informacja ta wynika z chemii grupy 12 układu okresowego (str. 15). Glin kompleksów z \\(\\ce{NH3}\\) nie tworzy - tworzy je dopiero z \\(\\ce{OH-}\\) (w nadmiarze NaOH).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawne napisanie w formie jonowej skroconej dwoch rownan reakcji.\n**1 pkt** - za poprawne jedno rownanie.\n**0 pkt** - za bledne rownania (bledne wzory, wspolczynniki, forma zapisu) albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: probowka III (bialy osad): \\(\\ce{Al^3+ + 3NH3.H2O -> Al(OH)3 v + 3NH4+}\\) (lub z \\(\\ce{3OH-}\\)); probowka I (roztworzenie osadu): \\(\\ce{Zn(OH)2 + 4NH3.H2O -> [Zn(NH3)4]^2+ + 2OH- + 4H2O}\\). Brak nawiasu kwadratowego we wzorze jonu kompleksowego nie powoduje utraty punktu.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić amoniaku z wodorotlenkiem sodu! \\(\\ce{NaOH}\\) rozpuszcza \\(\\ce{Al(OH)3}\\) (glinian - amfoteryczność), a \\(\\ce{NH3}\\) - nie. W tym zadaniu odczynnikiem jest amoniak, więc osad w probówce III **pozostaje**.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Równanie rozpuszczenia osadu to **osobna reakcja** od jego wytrącenia. Pytanie pyta o roztworzenie \\(\\ce{Zn(OH)2}\\), czyli substratem musi być \\(\\ce{Zn(OH)2}\\), nie \\(\\ce{Zn^2+}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W kompleksie cynku liczba ligandów \\(\\ce{NH3}\\) wynosi **4** (koordynacja 4 dla Zn²⁺). Częsty błąd to napisanie 2 lub 6 cząsteczek \\(\\ce{NH3}\\).","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-10.2.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/11","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"11","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 11. (0-1)\nOblicz stopień dysocjacji kwasu HX w tym roztworze.\nObliczenia:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 11. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.6) stosuje termin stopień dysocjacji dla ilościowego opisu\nzjawiska dysocjacji elektrolitycznej.\nSchemat punktowania\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody i poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do\nobliczenia stopnia dysocjacji.\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody albo niepoprawne obliczenia albo brak rozwiązania.\nPoprawne rozwiązanie\nLiczba moli jonów X- = liczba moli jonów H3O+\n100\n54\n2\n= 23 mole\nLiczba moli cząsteczek zdysocjowanych = 23 mole\nLiczba moli cząsteczek niezdysocjowanych = 54 mole\nLiczba moli cząsteczek wprowadzonych do roztworu = 77 moli\n%\n100\nz ⋅\nα\non\nn\n23\nα\n100%\n77\n⋅\n29,9%\nα =\nlub\n0,3\nα =","solution":"## Poprawna odpowiedz: \\(\\alpha = \\dfrac{23}{77}\\cdot 100\\% \\approx 29{,}9\\%\\) (czyli \\(\\alpha \\approx 0{,}3\\))\n\n## Sposob 1 - Z procentowego udzialu drobin (wykres kolowy)\n\n**Krok 1 - odczyt z wykresu.**\n\nWykres przedstawia procentowy udzial drobin w roztworze kwasu HX (bez wody i jonow z autodysocjacji wody):\n\n\\[\\ce{HX}: 54\\%, \\quad \\ce{H3O+}: 23\\%, \\quad \\ce{X-}: 23\\%\\]\n\nSuma: \\(54\\% + 23\\% + 23\\% = 100\\%\\). Przyjmijmy bazowo **100 moli** wszystkich drobin po ustaleniu rownowagi.\n\n**Krok 2 - ile czasteczek HX uleglo dysocjacji.**\n\nRownanie dysocjacji: \\(\\ce{HX + H2O <=> H3O+ + X-}\\). Kazda zdysocjowana czasteczka HX daje **jeden** jon \\(\\ce{X-}\\), wiec:\n\n\\[n_{\\text{zdysoc.}} = n(\\ce{X-}) = 23 \\text{ moli}\\]\n\n(rownowaznie \\(n(\\ce{X-}) = n(\\ce{H3O+}) = \\dfrac{100 - 54}{2} = 23\\) moli).\n\n**Krok 3 - poczatkowa (wprowadzona) liczba moli HX.**\n\nLiczba czasteczek wprowadzonych do roztworu = niezdysocjowane + zdysocjowane:\n\n\\[n_0(\\ce{HX}) = 54 + 23 = 77 \\text{ moli}\\]\n\n**Krok 4 - stopien dysocjacji.**\n\n\\[\\alpha = \\frac{n_{\\text{zdysoc.}}}{n_0} \\cdot 100\\% = \\frac{23}{77} \\cdot 100\\% \\approx \\mathbf{29{,}9\\%}\\]\n\nczyli \\(\\alpha \\approx 0{,}3\\).\n\n## Sposob 2 - Weryfikacja przez stosunek udzialow procentowych\n\nStopien dysocjacji mozna policzyc bezposrednio z udzialow procentowych (udzial \\(\\ce{X-}\\) odniesiony do sumy \\(\\ce{HX} + \\ce{X-}\\)):\n\n\\[\\alpha = \\frac{\\%(\\ce{X-})}{\\%(\\ce{HX}) + \\%(\\ce{X-})} = \\frac{23}{54 + 23} = \\frac{23}{77} \\approx 0{,}299\\]\n\nWynik \\(0{,}299 = 29{,}9\\%\\) potwierdza obliczenie ze Sposobu 1.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> Definicja stopnia dysocjacji: \\(\\alpha = \\dfrac{n_{\\text{zdysocjowane}}}{n_{\\text{wprowadzone}}}\\) (mozna wyrazic w procentach).\n\nW tym zadaniu nie sa potrzebne stale liczbowe z karty - wystarcza dane procentowe z wykresu kolowego.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawna metode i poprawne obliczenia prowadzace do stopnia dysocjacji.\n**0 pkt** - za bledna metode albo niepoprawne obliczenia albo brak rozwiazania.\n\nKlucz CKE: liczba moli zdysocjowanych (X-) = (100 - 54)/2 = 23, niezdysocjowanych = 54, wprowadzonych = 77; \\(\\alpha = \\frac{23}{77}\\cdot 100\\% = 29,9\\%\\) (lub \\(\\alpha = 0,3\\)).\n\n## Typowe pulapki\n\n> [!] **Uwaga:** W mianowniku stopnia dysocjacji jest liczba czasteczek **wprowadzonych** (HX poczatkowe = 77), a NIE liczba czasteczek niezdysocjowanych (54). Podzielenie 23/54 to czesty blad.\n\n> [!] **Uwaga:** Liczba zdysocjowanych czasteczek HX rowna jest liczbie jonow \\(\\ce{X-}\\) (lub \\(\\ce{H3O+}\\)), a nie ich sumie. Stosunek molowy HX : X- w dysocjacji wynosi 1:1.\n\n> [!] **Uwaga:** Wynik mozna podac jako 29,9% albo jako ulamek 0,3 - klucz CKE akceptuje oba zapisy.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-11.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/12","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"12","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12.\nDo wodnego roztworu kwasu HX dodano niewielką ilość wodnego roztworu mocnego kwasu.\nTemperatura roztworu nie uległa zmianie.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12.\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.6) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stan\nrównowagi dynamicznej i stała równowagi […];\n4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia\nwpływu zmian […] stężenia reagentów […] na układ\npozostający w stanie równowagi dynamicznej.\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.6) stosuje termin stopień dysocjacji dla ilościowego opisu\nzjawiska dysocjacji elektrolitycznej.","solution":null,"image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-12.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/12.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"12.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12.1. (0-1)\nOceń, czy zmieni się (wzrośnie, zmaleje) czy nie ulegnie zmianie wartość stopnia\ndysocjacji kwasu HX, jeśli do jego wodnego roztworu doda się niewielką ilość mocnego\nkwasu. Odpowiedź uzasadnij.\nOcena:\nUzasadnienie:\nHX\n54%\nH3O+\nX-\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną ocenę i poprawne uzasadnienie odwołujące się do zmiany stężenia\nrównowagowego kwasu HX.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nOcena: Stopień dysocjacji zmaleje.\nUzasadnienie, np.: Dodatek mocnego kwasu powoduje wzrost stężenia jonów H3O+, co\nskutkuje przesunięciem równowagi dysocjacji kwasu HX „w lewo”.\nlub\nMaleje wydajność dysocjacji kwasu HX.\nlub\nZgodnie z regułą przekory wzrośnie stężenie cząsteczek niezdysocjowanych kwasu HX.\nlub\nNastąpi cofnięcie procesu dysocjacji kwasu HX, a więc wzrośnie stężenie cząsteczek HX.\nUwaga: Uzasadnienie, w którym zdający stwierdza, że im większe jest stężenie kwasu, tym\nmniejszy jest stopień dysocjacji, jest błędne.","solution":"## Poprawna odpowiedź: stopień dysocjacji HX **zmaleje**.\n\nDodanie mocnego kwasu powoduje wzrost stężenia jonów \\(\\ce{H+}\\), co - zgodnie z regułą Le Chateliera - przesuwa równowagę dysocjacji HX w lewo, zmniejszając stopień dysocjacji.\n\n## Sposób 1 - Reguła Le Chateliera (efekt wspólnego jonu)\n\n**Równowaga dysocjacji słabego kwasu HX:**\n\n\\[\\ce{HX(aq) <=> H+(aq) + X-(aq)}\\]\n\n**Stała dysocjacji:**\n\n\\[K_a = \\frac{[\\ce{H+}][\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]} = \\text{const (w danej temperaturze)}\\]\n\n**Co się dzieje po dodaniu mocnego kwasu (np. \\(\\ce{HCl}\\))?**\n\nMocny kwas dysocjuje całkowicie:\n\n\\[\\ce{HCl -> H+(aq) + Cl-(aq)}\\]\n\nStężenie jonów \\(\\ce{H+}\\) w roztworze **wzrasta**.\n\n**Efekt na równowagę HX:**\n\nIloczyn \\([\\ce{H+}][\\ce{X-}]\\) chwilowo przekracza \\(K_a \\cdot [\\ce{HX}]\\), więc równowaga **przesuwa się w lewo** (reguła Le Chateliera). W nowym stanie równowagi:\n- \\([\\ce{X-}]\\) - maleje\n- \\([\\ce{HX}]\\) - rośnie\n\n**Stopień dysocjacji** to:\n\n\\[\\alpha = \\frac{[\\ce{X-}]}{c_0(\\ce{HX})}\\]\n\nPonieważ \\([\\ce{X-}]\\) zmalało, a \\(c_0(\\ce{HX})\\) (analityczne stężenie kwasu) nie zmieniło się, **\\(\\alpha\\) zmaleje**.\n\n> Zjawisko to nazywamy **efektem wspólnego jonu** - \\(\\ce{H+}\\) to jon wspólny dla dysocjacji HX i dodanego mocnego kwasu.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez wyrażenie na Ka\n\nZ wyrażenia na stałą dysocjacji:\n\n\\[K_a = \\frac{[\\ce{H+}][\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]} \\implies [\\ce{X-}] = \\frac{K_a \\cdot [\\ce{HX}]}{[\\ce{H+}]}\\]\n\nPo dodaniu mocnego kwasu \\([\\ce{H+}]\\) **rośnie** (mianownik rośnie), więc \\([\\ce{X-}]\\) **maleje** przy stałym \\(K_a\\).\n\nStopień dysocjacji:\n\n\\[\\alpha = \\frac{[\\ce{X-}]}{c_0(\\ce{HX})} \\downarrow\\]\n\nWynik zgodny ze Sposobem 1. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość definicji stałej dysocjacji i reguły Le Chateliera.\n\n> 📖 Dla przypomnienia - **Karta wzorów str. 9** zawiera definicję stałej dysocjacji kwasów \\(K_a\\) i tabelę wartości \\(pK_a\\) dla wybranych kwasów. Gdyby zadanie dotyczyło konkretnego kwasu (np. \\(\\ce{CH3COOH}\\)), odczytałbyś \\(K_a\\) właśnie stamtąd.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawna ocene i uzasadnienie odwolujace sie do zmiany stezenia rownowagowego kwasu HX.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: stopien dysocjacji **zmaleje**. Uzasadnienie: dodatek mocnego kwasu zwieksza stezenie \\(\\ce{H3O+}\\), co przesuwa rownowage dysocjacji HX w lewo. Uzasadnienie typu im wieksze stezenie kwasu, tym mniejszy stopien dysocjacji jest bledne.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Częsty błąd to odpowiedź \"stopień dysocjacji nie zmienia się, bo \\(K_a\\) jest stałe\". \\(K_a\\) rzeczywiście jest stałe, ale \\(\\alpha\\) zależy od stężenia wszystkich jonów w roztworze - nie tylko od \\(K_a\\). Stałość \\(K_a\\) wymusza zmianę \\(\\alpha\\), gdy zmienia się \\([\\ce{H+}]\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić stopnia dysocjacji (\\(\\alpha\\)) z stałą dysocjacji (\\(K_a\\)). \\(K_a\\) w danej temperaturze jest stałe i NIE zmienia się po dodaniu mocnego kwasu. Zmienia się \\(\\alpha\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Niewielka ilość\" mocnego kwasu - nie zmienia to logiki rozwiązania, efekt wspólnego jonu działa zawsze, nawet przy małym dodatku. Przy bardzo dużym dodatku HX praktycznie przestaje dysocjować (\\(\\alpha \\to 0\\)).","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-12.1.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/12.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"12.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12.2. (0-1)\nOceń, czy zmieni się (wzrośnie, zmaleje) czy nie ulegnie zmianie wartość stałej dysocjacji\nkwasu HX, jeśli do jego wodnego roztworu doda się niewielką ilość mocnego kwasu.\nOdpowiedź uzasadnij.\nOcena:\nUzasadnienie:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12.2. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną ocenę i poprawne uzasadnienie odwołujące się do niezależności stałej\ndysocjacji od stężenia reagentów lub do braku zmiany temperatury, lub do warunków\ndoświadczenia.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nOcena: Wartość stałej dysocjacji nie ulegnie zmianie.\nUzasadnienie, np.: Wartość stałej dysocjacji nie zależy od składu roztworu.\nlub\nWartość stałe dysocjacji nie zależy od stężenia kwasu HX lub jonów H+.\nlub\nPonieważ nie zmieniła się temperatura.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nWartość stałej dysocjacji kwasu \\(\\ce{HX}\\) **nie ulegnie zmianie**.\n\n## Sposób 1 - Definicja termodynamiczna stałej dysocjacji\n\nStała dysocjacji kwasu \\(\\ce{HX}\\) opisuje równowagę:\n\n\\[\\ce{HX + H2O <=> H3O+ + X-}\\]\n\ni jest zdefiniowana jako:\n\n\\[K_a = \\frac{[\\ce{H3O+}][\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]}\\]\n\n**Kluczowa obserwacja:** \\(K_a\\) jest stałą równowagi tej reakcji. Stałe równowagi zależą **wyłącznie od temperatury** - nie od stężeń składników układu.\n\nGdy dodajemy mocny kwas (np. \\(\\ce{HCl}\\)), wzrasta stężenie \\(\\ce{H3O+}\\) w roztworze. Układ jest teraz wytrącony ze stanu równowagi - mianownik jest \"za mały\", a licznik \"za duży\". Dlatego równowaga przesuwa się w lewo (zgodnie z regułą przekory), zmniejszając \\([\\ce{H3O+}]\\) i \\([\\ce{X-}]\\), a zwiększając \\([\\ce{HX}]\\).\n\nStężenia poszczególnych składników zmieniają się, ale **iloraz \\(\\frac{[\\ce{H3O+}][\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]}\\) powraca do tej samej wartości \\(K_a\\)** - bo temperatura się nie zmieniła.\n\n**Wniosek:** Stała dysocjacji \\(K_a\\) nie zmienia się.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez regułę przekory (Le Chatelier)\n\nSprawdzamy, co faktycznie dzieje się z układem po dodaniu mocnego kwasu:\n\n1. Dodajemy \\(\\ce{HCl -> H+ + Cl-}\\) - rośnie \\([\\ce{H3O+}]\\)\n2. Reguła Le Chateliera: równowaga przesuwa się w **lewo** (w stronę \\(\\ce{HX}\\))\n3. Efekt: maleje \\([\\ce{X-}]\\), rośnie \\([\\ce{HX}]\\), a \\([\\ce{H3O+}]\\) spada (choć pozostaje wyższe niż przed dodaniem)\n\nPoliczmy iloraz reakcji \\(Q\\) tuż po dodaniu kwasu (przed przesunięciem równowagi):\n\n\\[Q = \\frac{[\\ce{H3O+}]_{\\text{wzrosło}} \\cdot [\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]} > K_a\\]\n\nUkład dąży do zmniejszenia \\(Q\\) z powrotem do \\(K_a\\) - przesuwa się w lewo. Ostatecznie \\(Q = K_a\\) ponownie, przy tej samej temperaturze.\n\n**Stężenia się zmieniają, \\(K_a\\) pozostaje taka sama.** Dodanie mocnego kwasu zmienia stopień dysocjacji \\(\\alpha\\) (maleje!), ale nie zmienia \\(K_a\\).\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n\nKarta zawiera wartości \\(pK_a\\) dla wybranych kwasów słabych. Sama definicja:\n\\[K_a = \\frac{[\\ce{H3O+}][\\ce{A-}]}{[\\ce{HA}]}\\]\npotwierdza, że \\(K_a\\) to stała równowagi - jej wartość jest funkcją wyłącznie temperatury.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawna ocene i uzasadnienie odwolujace sie do niezaleznosci stalej dysocjacji od stezenia reagentow lub do braku zmiany temperatury.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wartosc stalej dysocjacji **nie ulegnie zmianie** - nie zalezy od skladu roztworu ani stezenia, a temperatura sie nie zmienila.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to stwierdzenie, że \"stała maleje, bo wzrósł mianownik \\([\\ce{H3O+}]\\)\". Uczeń zapomina, że układ reaguje na zaburzenie i przesuwa się w lewo - \\(K_a\\) to stała równowagi, nie chwilowa wartość \\(Q\\)!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić \\(K_a\\) ze **stopniem dysocjacji** \\(\\alpha\\). Stopień dysocjacji **maleje** po dodaniu mocnego kwasu (efekt wspólnego jonu), ale \\(K_a\\) pozostaje bez zmian.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(K_a\\) zmienia się tylko przy zmianie **temperatury**. Zmiana stężeń (przez dodanie jonów, rozcieńczenie itp.) przesuwa równowagę, ale nie zmienia wartości stałej równowagi.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-12.2.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/13","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"13","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 13. (0-2)\nReakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem potasu przebiega zgodnie z równaniem\nHCl + KOH → KCl + H2O\nOblicz objętość kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol·dm-3, jaką należy dodać do 300 cm3\nwodnego roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu 0,2 mol·dm-3, aby otrzymany roztwór\nmiał pH = 13. W obliczeniach przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą\nobjętości użytych roztworów.\nObliczenia:\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n11.\n12.1. 12.2.\n13.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n2\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nInformacja do zadań 14.-15.\nW czystej wodzie ustala się stan równowagi reakcji autoprotolizy, która zachodzi zgodnie\nz równaniem:\n2\n3\n2H O\nH O\nOH\n\nTę reakcję opisuje stała równowagi nazywana iloczynem jonowym wody. Wyraża się ona\nrównaniem:\nw\n3\n[H O ] [OH ]\n⋅\nK","answer":null,"answer_text":"Zadanie 13. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\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 […]\nrównań chemicznych) […].\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.9) interpretuje wartości stałej dysocjacji, pH, pKw.\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.7) przewiduje odczyn roztworu po reakcji (np. […]\nwodorotlenku sodu z kwasem solnym) substancji\nzmieszanych w ilościach […] niestechiometrycznych.\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku\nz 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.\nUwaga: Za rozwiązanie, w którym zdający zakłada - bez przedstawienia toku rozumowania -\nV = 150 cm3, a następnie wykonuje obliczenia sprawdzające, należy przyznać 0 pkt.\nPoprawne rozwiązanie\npH = 13 pOH = 1 \n3\nOH\n0,1mol dm\n⋅\nc\n3\n3\n0(OH )\n0,3dm\n0,2 mol dm\n0,06 mol\n⋅\n⋅\nn\n3\n3\nHCl\n0,1mol dm\ndm\n0,1\n⋅\n⋅\n⋅\nn\nV\nV\n0,06\n0,1\n0,1\n0,3\n⋅\nV\nV\n 0,06 - 0,1·V = 0,03 + 0,1·V\n0,2·V = 0,03 V = 0,15\n3\ndm lub V = 150\n3\ncm","solution":"## Poprawna odpowiedź: V(HCl) = 150 cm³\n\n## Sposób 1 - Warunek pH = 13 → wyznaczenie stężenia [OH⁻]\n\n**Krok 1: Co mówi nam pH = 13?**\n\nRoztwór jest zasadowy (KOH w nadmiarze). Szukamy, ile OH⁻ musi zostać po reakcji.\n\n\\[\n\\text{pOH} = 14 - \\text{pH} = 14 - 13 = 1\n\\]\n\\[\n[\\ce{OH-}] = 10^{-\\text{pOH}} = 10^{-1} = 0{,}1 \\ \\text{mol/dm}^3\n\\]\n\n**Krok 2: Mole substratów**\n\nMole KOH (znane):\n\\[\nn(\\ce{KOH}) = c \\cdot V = 0{,}2 \\ \\frac{\\text{mol}}{\\text{dm}^3} \\cdot 0{,}300 \\ \\text{dm}^3 = 0{,}06 \\ \\text{mol}\n\\]\n\nMole HCl (szukane, \\(V_1\\) w dm³):\n\\[\nn(\\ce{HCl}) = 0{,}1 \\ \\frac{\\text{mol}}{\\text{dm}^3} \\cdot V_1\n\\]\n\n**Krok 3: Bilans reakcji - KOH w nadmiarze**\n\nReakcja: \\(\\ce{HCl + KOH -> KCl + H2O}\\) (stechiometria 1:1)\n\nNadmiar KOH po reakcji:\n\\[\nn(\\ce{KOH}_{\\text{nadmiar}}) = 0{,}06 - 0{,}1 \\cdot V_1\n\\]\n\nObjętość mieszaniny (warunek zadania):\n\\[\nV_{\\text{total}} = V_1 + 0{,}300 \\ \\text{dm}^3\n\\]\n\n**Krok 4: Równanie na [OH⁻] i rozwiązanie**\n\nKOH to mocna zasada - dysocjuje całkowicie, więc \\([\\ce{OH-}] = c(\\ce{KOH}_{\\text{nadmiar}})\\):\n\n\\[\n[\\ce{OH-}] = \\frac{0{,}06 - 0{,}1 \\cdot V_1}{V_1 + 0{,}300} = 0{,}1\n\\]\n\nMnożę obie strony przez mianownik:\n\\[\n0{,}06 - 0{,}1 V_1 = 0{,}1 \\cdot (V_1 + 0{,}300)\n\\]\n\\[\n0{,}06 - 0{,}1 V_1 = 0{,}1 V_1 + 0{,}030\n\\]\n\\[\n0{,}06 - 0{,}030 = 0{,}1 V_1 + 0{,}1 V_1\n\\]\n\\[\n0{,}030 = 0{,}2 V_1\n\\]\n\\[\nV_1 = \\frac{0{,}030}{0{,}2} = 0{,}150 \\ \\text{dm}^3 = \\mathbf{150 \\ \\text{cm}^3}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez podstawienie\n\nSprawdzam wynik \\(V(\\ce{HCl}) = 150 \\ \\text{cm}^3 = 0{,}150 \\ \\text{dm}^3\\):\n\n\\[\nn(\\ce{HCl}) = 0{,}1 \\cdot 0{,}150 = 0{,}015 \\ \\text{mol}\n\\]\n\\[\nn(\\ce{KOH}_{\\text{nadmiar}}) = 0{,}06 - 0{,}015 = 0{,}045 \\ \\text{mol}\n\\]\n\\[\nV_{\\text{total}} = 0{,}150 + 0{,}300 = 0{,}450 \\ \\text{dm}^3\n\\]\n\\[\n[\\ce{OH-}] = \\frac{0{,}045}{0{,}450} = 0{,}1 \\ \\frac{\\text{mol}}{\\text{dm}^3}\n\\]\n\\[\n\\text{pOH} = -\\log(0{,}1) = 1 \\quad \\Rightarrow \\quad \\text{pH} = 14 - 1 = \\mathbf{13} \\ ✓\n\\]\n\nWynik się zgadza.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 20 - Stałe fizyczne (sekcja chemia/fizyka):**\nZwiązek między pH a pOH w temperaturze 25°C:\n\\[\n\\text{pH} + \\text{pOH} = 14 \\quad (\\text{wynikający z } K_w = 10^{-14})\n\\]\nUżyliśmy tego do wyliczenia \\([\\ce{OH-}] = 0{,}1 \\ \\text{mol/dm}^3\\) z zadanego pH = 13.\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:**\nKOH jest mocną zasadą - dysocjuje całkowicie, więc \\([\\ce{OH-}] = c(\\ce{KOH})\\) w roztworze. To założenie kluczowe w kroku 4.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawna metode, poprawne obliczenia oraz wynik z jednostka.\n**1 pkt** - za poprawna metode, ale bledy rachunkowe, lub wynik z bledna jednostka/bez jednostki.\n**0 pkt** - za bledna metode albo brak rozwiazania.\n\nKlucz CKE: pH = 13 => pOH = 1 => c(OH-) = 0,1 mol/dm3; n0(OH-) = 0,06 mol; z bilansu \\(\\frac{0,06 - 0,1V}{0,3 + V} = 0,1\\) wynika **V = 0,15 dm3 (150 cm3)**. Zalozenie V = 150 cm3 bez toku rozumowania = 0 pkt.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** pH = 13 to roztwór **zasadowy** (KOH w nadmiarze) - nie neutralny, nie kwasowy. Jeśli zaczniesz od [H⁺], stracisz czas i popełnisz błąd znaku.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Objętość całkowita po zmieszaniu to \\(V_1 + 0{,}300\\), a **nie** samo 0,300 dm³. Pominięcie nowej objętości to jeden z najczęstszych błędów w zadaniach z rozcieńczaniem.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Stechiometria reakcji \\(\\ce{HCl + KOH -> KCl + H2O}\\) to **1:1** - nie przeliczaj molów przez żaden dodatkowy współczynnik.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-13.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/14","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"14","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 14. (0-1)\nPoniżej przedstawiono wartości iloczynu jonowego wody Kw w zakresie temperatury\n0 ºC-100 ºC (pod ciśnieniem atmosferycznym).\nTemperatura, ºC\n0\n20\n40\n60\n80\n100\nKw\n14\n0,1 10-\n⋅\n14\n0,7 10-\n⋅\n14\n3,0 10-\n⋅\n14\n9,6 10-\n⋅\n14\n25,1 10-\n⋅\n14\n55,0 10-\n⋅\nNa podstawie: W. Ufnalski, Równowagi jonowe, Warszawa 2004.\nUzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych\nw każdym nawiasie.\nReakcja autodysocjacji wody jest (egzoenergetyczna / endoenergetyczna). Wraz ze wzrostem\ntemperatury pH czystej wody (maleje / rośnie / nie ulega zmianie).","answer":null,"answer_text":"Zadanie 14. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.3) stosuje pojęcia: egzoenergetyczny, endoenergetyczny\n[…] do opisu efektów energetycznych przemian;\n4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia\nwpływu zmian temperatury […] na układ pozostający\nw stanie równowagi dynamicznej;\n4.9) interpretuje wartości stałej dysocjacji, pH, pKw.\n1. Atomy, cząsteczki, stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem wydajności\nreakcji i mola […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie obu zdań.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nReakcja autodysocjacji wody jest (egzoenergetyczna / endoenergetyczna). Wraz ze\nwzrostem temperatury pH czystej wody (maleje / rośnie / nie ulega zmianie).","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- Zdanie 1: reakcja autodysocjacji wody jest **endoenergetyczna**\n- Zdanie 2: wraz ze wzrostem temperatury pH czystej wody **maleje**\n\n## Sposób 1 - analiza z zasadą Le Chateliera i obliczenia z tabeli\n\n### Zdanie 1 - endoenergetyczna czy egzoenergetyczna?\n\nZ tabeli widać, że **Kw rośnie wraz ze wzrostem temperatury**:\n\n\\[K_w(0°C) = 0{,}1 \\cdot 10^{-14} \\quad \\longrightarrow \\quad K_w(100°C) = 55{,}0 \\cdot 10^{-14}\\]\n\nZasada Le Chateliera: podwyższenie temperatury przesuwa równowagę w kierunku reakcji **pochłaniającej ciepło** (endotermicznej = endoenergetycznej). Skoro wyższa temperatura → większe Kw → równowaga przesuwa się w prawo, to reakcja musi **pochłaniać energię** (być endoenergetyczna).\n\n**Wniosek:** autodysocjacja wody jest reakcją **endoenergetyczną**.\n\n### Zdanie 2 - pH maleje, rośnie czy się nie zmienia?\n\nW **czystej wodzie** zawsze zachodzi:\n\n\\[[\\ce{H3O+}] = [\\ce{OH-}]\\]\n\ndlatego:\n\n\\[K_w = [\\ce{H3O+}]^2 \\implies [\\ce{H3O+}] = \\sqrt{K_w}\\]\n\nPoliczmy pH dla wybranych temperatur:\n\n**Przy 0°C:**\n\\[[\\ce{H3O+}] = \\sqrt{0{,}1 \\cdot 10^{-14}} = \\sqrt{10^{-15}} = 10^{-7{,}5}\\]\n\\[pH = 7{,}5\\]\n\n**Przy 20°C:**\n\\[[\\ce{H3O+}] = \\sqrt{0{,}7 \\cdot 10^{-14}} \\approx \\sqrt{7 \\cdot 10^{-15}} \\approx 2{,}65 \\cdot 10^{-7{,}5}\\]\n\\[pH \\approx 6{,}77\\]\n\n**Przy 100°C:**\n\\[[\\ce{H3O+}] = \\sqrt{55{,}0 \\cdot 10^{-14}} = \\sqrt{5{,}5 \\cdot 10^{-13}} \\approx 7{,}4 \\cdot 10^{-7}\\]\n\\[pH \\approx 6{,}13\\]\n\nWraz ze wzrostem temperatury Kw rośnie → \\([\\ce{H3O+}]\\) rośnie → **pH maleje**.\n\n**Wniosek:** pH czystej wody **maleje** ze wzrostem temperatury.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez kierunek zmiany Kw\n\nMożemy to sprawdzić bez obliczeń, korzystając wyłącznie z zależności:\n\n\\[pH = -\\log[\\ce{H3O+}] = -\\log\\sqrt{K_w} = -\\frac{1}{2}\\log K_w = \\frac{1}{2}pK_w\\]\n\nSkoro \\(K_w\\) rośnie → \\(pK_w = -\\log K_w\\) **maleje** → \\(pH = \\frac{1}{2}pK_w\\) **maleje**. ✓\n\nTa metoda jest szybsza i nie wymaga liczenia pierwiastków.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z gotowych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy zrozumienie **zasady Le Chateliera** i definicji pH oraz Kw. Potrzebne wzory:\n\\[K_w = [\\ce{H3O+}][\\ce{OH-}], \\quad pH = -\\log[\\ce{H3O+}]\\]\nsą podane wprost w treści zadania lub maturzysta zna je na pamięć.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Błędna odpowiedź | Typowy błąd |\n| *egzoenergetyczna* | Mylenie kierunku: dla reakcji egzoenergetycznej wzrost T przesuwa równowagę **w lewo** (mniej produktów, mniejsze K) - tu K rośnie, więc to NIE może być egzoenergetyczna |\n| *pH rośnie* | Błąd intuicyjny: \"woda się bardziej dysocjuje, jest bardziej zasadowa\" - absurd, bo przybywa **jednocześnie** \\(\\ce{H3O+}\\) i \\(\\ce{OH-}\\), ale [H₃O⁺] rośnie, więc pH maleje |\n| *pH nie ulega zmianie* | Myślenie, że pH czystej wody to zawsze 7 - to prawda tylko w 25°C! pH = 7 wynika z konkretnej wartości Kw, nie z \"neutralności\" |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne uzupelnienie obu zdan.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: reakcja autodysocjacji wody jest **endoenergetyczna**; wraz ze wzrostem temperatury pH czystej wody **maleje**.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** pH czystej wody maleje wraz z temperaturą, ale woda **nadal jest neutralna** - bo wciąż \\([\\ce{H3O+}] = [\\ce{OH-}]\\). Nie mylić neutralności z pH = 7! Neutralność to warunek równości stężeń jonów, a pH = 7 to tylko wartość charakterystyczna dla 25°C.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Le Chatelier działa tu precyzyjnie - wzrost stałej równowagi K ze wzrostem T to pewna oznaka reakcji endotermicznej. Ten schemat jest **zawsze** prawdziwy i można go stosować jako skrót rozumowania.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wzór \\(pH = \\frac{1}{2}pK_w\\) (dla czystej wody) to szybki i elegancki sposób na Sposób 2 - warto go pamiętać, bo pojawia się też przy obliczeniach pH soli hydrolizujących.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-14.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/15","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"15","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15.\nZdolność autoprotolizy charakteryzuje nie tylko wodę, lecz także inne rozpuszczalniki, np.:\nciekły amoniak (skroplony pod zwiększonym ciśnieniem), metanol i kwas mrówkowy.","answer":null,"answer_text":null,"solution":null,"image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-15.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/15.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"15.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15.1. (0-1)\nNapisz trzy równania reakcji autoprotolizy: ciekłego amoniaku, metanolu i kwasu\nmrówkowego. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) organicznych produktów\nreakcji.\n2NH3 \n2CH3OH \n2HCOOH ","answer":null,"answer_text":"Zadanie 15.1. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII etap edukacyjny\n3. Reakcje chemiczne. Zdający:\n3.2) […] zapisuje odpowiednie równania […].\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.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie trzech równań reakcji - z zastosowaniem wzorów\npółstrukturalnych (grupowych) produktów organicznych.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n3\n2NH\n\n4\n2\nNH\n+ NH\n3\n2CH OH\n\n3\n2\n3\nCH OH + CH O\n2HCOOH\n\n2\nHC(OH) + HCOO\nlub 2HCOOH\n\n2\n2\nHCO H + HCOO\nlub 2HCOOH\n\n2\nHCOOH + HCOO\nUwaga: Wzory CH4OH+ i H2COOH+ są błędne.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n\\[\\ce{2NH3(l) <=> NH4+ + NH2-}\\]\n\n\\[\\ce{2CH3OH(l) <=> CH3OH2+ + CH3O-}\\]\n\n\\[\\ce{2HCOOH(l) <=> HCOOH2+ + HCOO-}\\]\n\n## Sposób 1 - Analogia do autodysocjacji wody (zasada Brønsteda-Lowry'ego)\n\n**Kluczowe spostrzeżenie:** Autoprotolizy to reakcja, w której jedna cząsteczka rozpuszczalnika oddaje proton (\\ce{H+}) drugiej cząsteczce *tego samego* związku. Powstają zawsze dwa jony: kation (przyjął \\ce{H+}) i anion (oddał \\ce{H+}).\n\nWzorzec do naśladowania - woda:\n\\[\\ce{2H2O(l) <=> H3O+ + OH-}\\]\n\nSchemat: jedna cząsteczka **traci** \\ce{H+} (staje się anionem), druga **zyskuje** \\ce{H+} (staje się kationem).\n\n**1. Ciekły amoniak \\ce{NH3}**\n\n- Jedna cząsteczka \\ce{NH3} oddaje \\ce{H+} → powstaje anion amidkowy \\ce{NH2-}\n- Druga cząsteczka \\ce{NH3} przyjmuje \\ce{H+} → powstaje kation amoniowy \\ce{NH4+}\n\n\\[\\ce{2NH3(l) <=> NH4+ + NH2-}\\]\n\nNH3 jest amfoteryczny w teorii Brønsteda - może być i kwasem, i zasadą.\n\n**2. Metanol \\ce{CH3OH}**\n\n- Jedna cząsteczka \\ce{CH3OH} oddaje \\ce{H+} z grupy \\ce{-OH} → powstaje anion metanolowy (metoksydowy) \\ce{CH3O-}\n- Druga cząsteczka \\ce{CH3OH} przyjmuje \\ce{H+} na atom tlenu → powstaje kation metanolowy \\ce{CH3OH2+}\n\n\\[\\ce{2CH3OH(l) <=> CH3OH2+ + CH3O-}\\]\n\nAnalogia z wodą jest pełna: \\ce{H3O+} ↔ \\ce{CH3OH2+}, \\ce{OH-} ↔ \\ce{CH3O-}\n\n**3. Kwas mrówkowy \\ce{HCOOH}**\n\n- Jedna cząsteczka \\ce{HCOOH} oddaje \\ce{H+} z grupy karboksylowej \\ce{-COOH} → powstaje anion mrówczanowy \\ce{HCOO-}\n- Druga cząsteczka \\ce{HCOOH} przyjmuje \\ce{H+} na atom tlenu grupy \\ce{=O} → powstaje kation \\ce{HCOOH2+}\n\n\\[\\ce{2HCOOH(l) <=> HCOOH2+ + HCOO-}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans ładunku i atomów\n\nSprawdzamy każde równanie:\n\n| Równanie | Lewa strona | Prawa strona | Bilans |\n| Amoniak | 2 × \\ce{NH3} = N₂H₆, q=0 | \\ce{NH4+} + \\ce{NH2-}: N₂H₆, q=+1+(-1)=0 | ✓ |\n| Metanol | 2 × \\ce{CH3OH} = C₂H₈O₂, q=0 | \\ce{CH3OH2+} + \\ce{CH3O-}: C₂H₈O₂, q=0 | ✓ |\n| Kw. mrówkowy | 2 × \\ce{HCOOH} = C₂H₄O₄, q=0 | \\ce{HCOOH2+} + \\ce{HCOO-}: C₂H₄O₄, q=0 | ✓ |\n\nKażde równanie jest zbilansowane atomowo i ładunkowo.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość teorii Brønsteda-Lowry'ego.\n\nPomocniczo można zajrzeć do:\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów i zasad:**\n> Pośrednio przypomina, że amoniakowi odpowiada \\(pK_b\\), a metanolowi i kwasowi mrówkowemu \\(pK_a\\) - co potwierdza ich amfoteryczny charakter w teorii Brønsteda.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne napisanie trzech rownan reakcji z zastosowaniem wzorow polstrukturalnych (grupowych) produktow organicznych.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: \\(\\ce{2NH3 <=> NH4+ + NH2-}\\); \\(\\ce{2CH3OH <=> CH3OH2+ + CH3O-}\\); \\(\\ce{2HCOOH <=> HC(OH)2+ + HCOO-}\\). Wzory \\(\\ce{CH4OH+}\\) i \\(\\ce{H2COOH+}\\) sa bledne.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W autoprotolizie uczniowie często wstawiają `=` zamiast `<=>`. Autoproteoliza to **równowaga** - strzałka odwracalna jest obowiązkowa.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy metanolu łatwo pomylić kation \\ce{CH3OH2+} z \\ce{CH3O+}. Proton dołącza do **atomu tlenu** (bo tlen ma wolną parę elektronów), więc kation to \\ce{CH3OH2+} - tlen z dwoma wodorami.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy kwasie mrówkowym - proton oddawany jest z grupy \\ce{-COOH} (bardziej kwasowy H), nie z grupy \\ce{H-C=O}. Stąd anion to \\ce{HCOO-} (mrówczan), a nie np. \\ce{HCO-}.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-15.1.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/15.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"15.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15.2. (0-1)\nWyjaśnij, dlaczego cząsteczki amoniaku, metanolu i kwasu mrówkowego mają zdolność\nodszczepiania i przyłączania protonu w procesie autoprotolizy. Odnieś się do budowy tych\ncząsteczek.\nCząsteczki wymienionych związków mają zdolność odszczepiania protonu, ponieważ\nCząsteczki wymienionych związków mają zdolność przyłączania protonu, ponieważ\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 15.2. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.4) zapisuje wzory elektronowe typowych cząsteczek\nzwiązków kowalencyjnych […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wyjaśnienie - podanie dwóch cech budowy cząsteczek wymienionych\nzwiązków: 1) (w pierwszym akapicie) istnienie atomu wodoru połączonego z atomem\no wysokiej elektroujemności lub występowanie polaryzacji wiązań i 2) (w drugim\nakapicie) istnienie (ujemnie naładowanego) atomu z wolną parą elektronową.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nCząsteczki wymienionych związków mają zdolność odszczepiania protonu, ponieważ\nistnieje w nich atom wodoru stanowiący biegun dodatni lub atom wodoru połączony\nz (silnie) elektroujemnym atomem.\nCząsteczki wymienionych związków mają zdolność przyłączania protonu, ponieważ\nistnieje w nich atom pierwiastka o dużej elektroujemności lub stanowiący biegun ujemny,\nktóry ma co najmniej jedną wolną parę elektronową.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Wszystkie trzy cząsteczki zawierają atom pierwiastka elektroujemnego (N lub O) z **wolną parą elektronową** (→ mogą przyjąć proton) ORAZ wiązanie **N-H lub O-H** (→ mogą oddać proton). Ta dwojaka budowa umożliwia autoprotolizy.\n\n## Sposób 1 - Analiza budowy każdej cząsteczki: co daje zdolność do oddawania i przyjmowania protonu\n\nAutoprotolizy to reakcja, w której ta sama substancja w jednej cząsteczce **oddaje proton** (działa jako kwas Brønsteda), a w drugiej **przyjmuje proton** (działa jako zasada Brønsteda). Warunki konieczne dla danej cząsteczki:\n\n| Rola | Wymóg strukturalny | Efekt |\n| **Kwas Brønsteda** (oddaje H⁺) | Wiązanie **N-H** lub **O-H** (atom elektroujemny polaryzuje wiązanie → H ma ładunek δ+) | Cząsteczka traci proton, staje się anionem |\n| **Zasada Brønsteda** (przyjmuje H⁺) | **Wolna para elektronowa** na N lub O | Cząsteczka tworzy wiązanie koordynacyjne z protonem, staje się kationem |\n\n**Amoniak \\(\\ce{NH3}\\)**\n\nBudowa: atom azotu z **trzema wiązaniami N-H** i **jedną wolną parą elektronową**.\n\n- Oddaje proton (kwas): wiązanie N-H jest spolaryzowane \\(\\ce{N^{\\delta-}-H^{\\delta+}}\\) → możliwe odłączenie \\(\\ce{H+}\\)\n- Przyjmuje proton (zasada): wolna para na N tworzy wiązanie z \\(\\ce{H+}\\)\n\n\\[\n\\ce{NH3 + NH3 <=> NH4+ + NH2-}\n\\]\n\n**Metanol \\(\\ce{CH3OH}\\)**\n\nBudowa: atom tlenu w grupie \\(\\ce{-OH}\\) z **wiązaniem O-H** i **dwiema wolnymi parami elektronowymi**.\n\n- Oddaje proton: wiązanie O-H jest silnie spolaryzowane \\(\\ce{O^{\\delta-}-H^{\\delta+}}\\) → odłączenie \\(\\ce{H+}\\) daje anion metanolowy \\(\\ce{CH3O-}\\)\n- Przyjmuje proton: wolne pary na O przyłączają \\(\\ce{H+}\\), tworząc \\(\\ce{CH3OH2+}\\)\n\n\\[\n\\ce{CH3OH + CH3OH <=> CH3OH2+ + CH3O-}\n\\]\n\n**Kwas mrówkowy \\(\\ce{HCOOH}\\)**\n\nBudowa: grupa karboksylowa \\(\\ce{-COOH}\\) - atom tlenu w wiązaniu O-H z **dwiema wolnymi parami elektronowymi** na obu atomach O.\n\n- Oddaje proton: wiązanie O-H w \\(\\ce{-COOH}\\) jest spolaryzowane i stosunkowo łatwe do zerwania → powstaje anion mrówczanowy \\(\\ce{HCOO-}\\)\n- Przyjmuje proton: wolna para na atomie O (szczególnie z grupy \\(\\ce{C=O}\\)) przyłącza \\(\\ce{H+}\\) → \\(\\ce{HCOOH2+}\\)\n\n\\[\n\\ce{HCOOH + HCOOH <=> HCOOH2+ + HCOO-}\n\\]\n\n**Wspólna cecha strukturalna wszystkich trzech:**\n\nKażda cząsteczka posiada **jednocześnie**:\n1. **Wiązanie X-H** (X = N lub O, atom elektroujemny) - umożliwia **oddanie** \\(\\ce{H+}\\)\n2. **Wolną parę elektronową** na atomie N lub O - umożliwia **przyjęcie** \\(\\ce{H+}\\)\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez koncepcję amfoteryczności Brønsteda-Lowry'ego\n\nSubstancja amfoprotyczna (amfoteryczna w sensie kwasowo-zasadowym) musi mieć **par kwasowo-zasadową wbudowaną w jedną cząsteczkę**:\n\n\\[\n\\underbrace{\\text{cząsteczka}}_{\\text{forma bazowa}} + \\underbrace{\\text{cząsteczka}}_{\\text{forma kwasowa}} \\ce{<=>} \\underbrace{\\text{kation}}_{\\text{po przyjęciu H+}} + \\underbrace{\\text{anion}}_{\\text{po oddaniu H+}}\n\\]\n\nSprawdzamy, czy każda cząsteczka ma **obie** te formy:\n\n| Cząsteczka | Forma po oddaniu H⁺ (anion) | Forma po przyjęciu H⁺ (kation) |\n| \\(\\ce{NH3}\\) | \\(\\ce{NH2-}\\) (amid) | \\(\\ce{NH4+}\\) (amonowy) |\n| \\(\\ce{CH3OH}\\) | \\(\\ce{CH3O-}\\) (metanolan) | \\(\\ce{CH3OH2+}\\) |\n| \\(\\ce{HCOOH}\\) | \\(\\ce{HCOO-}\\) (mrówczan) | \\(\\ce{HCOOH2+}\\) |\n\nWszystkie trzy tworzą stabilne formy po oddaniu i po przyjęciu protonu → wszystkie mogą uczestniczyć w autoprotolizie. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów i zasad:**\n> Tabela zawiera \\(pK_a\\) i \\(pK_b\\) dla \\(\\ce{NH3}\\) i kwasów organicznych. Widać tam, że \\(\\ce{NH3}\\) jest zarówno słabym kwasem (\\(pK_a \\approx 38\\)) jak i słabą zasadą (\\(pK_b = 4{,}74\\)) - potwierdza to jej amfoteryczny charakter.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 11 - Wskaźniki i zakresy pH:**\n> Skala pH i pojęcie autodysocjacji wody \\(\\ce{H2O + H2O <=> H3O+ + OH-}\\) to modelowy przykład autoprotolizy - analogiczne do NH₃, CH₃OH i HCOOH.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne podanie dwoch cech budowy: 1) istnienie atomu wodoru polaczonego z atomem o wysokiej elektroujemnosci (biegun dodatni) oraz 2) istnienie atomu z wolna para elektronowa (biegun ujemny).\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub bledna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: czasteczki maja zdolnosc odszczepiania protonu, bo zawieraja atom wodoru stanowiacy biegun dodatni (polaczony z silnie elektroujemnym atomem), oraz zdolnosc przylaczania protonu, bo zawieraja atom o duzej elektroujemnosci z co najmniej jedna wolna para elektronowa.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl **autoprotolizy** z **hydrolizą**. Autoprotolizy zachodzi między cząsteczkami **tej samej substancji** - nie z udziałem wody.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Sam fakt posiadania wiązania O-H lub N-H NIE wystarczy - cząsteczka musi też mieć wolną parę elektronową, żeby móc być zasadą. Np. \\(\\ce{HCl}\\) ma wiązanie H-Cl, ale Cl⁻ po oddaniu H⁺ nie przyjmie już kolejnego protonu w sensownych warunkach → HCl nie ulega autoprotolizie.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W zadaniu chodzi o **wyjaśnienie przez odwołanie do budowy** - nie wystarczy napisać \"są amfoteryczne\". Trzeba wskazać konkretny element struktury: wiązanie N-H / O-H **i** wolną parę elektronową.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-15.2.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/16","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"16","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 16. (0-1)\nZdolność elektrolitu do dysocjacji zależy od właściwości tego elektrolitu oraz od właściwości\nużytego rozpuszczalnika. Im silniejszą zasadą Brønsteda jest rozpuszczalnik, tym w większym\nstopniu dysocjuje w nim elektrolit będący kwasem Brønsteda.\nZbadano dysocjację jednoprotonowego kwasu HA w różnych rozpuszczalnikach. W wodzie\nHA jest słabym kwasem.\nUzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz nazwę rozpuszczalnika.\nW danej temperaturze wartość stałej dysocjacji kwasu HA jest największa w roztworze,\nw którym rozpuszczalnikiem jest (ciekły amoniak / kwas mrówkowy / metanol / woda).","answer":null,"answer_text":"Zadanie 16. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.8) klasyfikuje substancje do kwasów i zasad zgodnie\nz teorią Brønsteda-Lowry’ego;\n4.9) interpretuje wartości stałej dysocjacji, pH, pKw.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie zdania.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nW danej temperaturze wartość stałej dysocjacji kwasu HA jest największa w roztworze,\nw którym rozpuszczalnikiem jest (ciekły amoniak / kwas mrówkowy / metanol / woda).","solution":"## Poprawna odpowiedź: **ciekły amoniak**\n\n## Sposób 1 - Zasadowość rozpuszczalnika jako czynnik decydujący\n\nStała dysocjacji kwasu \\(\\text{HA}\\) w danym rozpuszczalniku \\(\\text{S}\\) opisuje równowagę:\n\n\\[\\ce{HA + S <=> SH+ + A-}, \\quad K_a = \\frac{[\\ce{SH+}][\\ce{A-}]}{[\\ce{HA}]}\\]\n\n**Kluczowa zasada:** Im bardziej zasadowy rozpuszczalnik (im chętniej przyjmuje proton od HA), tym bardziej równowaga przesuwa się w prawo → tym **większe** \\(K_a\\).\n\nPorównujemy zasadowość protonową (zdolność do przyjmowania \\(\\ce{H+}\\)) czterech rozpuszczalników:\n\n| Rozpuszczalnik | Charakter kwasowo-zasadowy | Zasadowość |\n| Kwas mrówkowy \\(\\ce{HCOOH}\\) | Kwasowy (sam oddaje protony!) | Bardzo mała |\n| Metanol \\(\\ce{CH3OH}\\) | Słabo zasadowy (słabiej niż woda) | Mała |\n| Woda \\(\\ce{H2O}\\) | Amfoteryczna, umiarkowanie zasadowa | Średnia |\n| Ciekły amoniak \\(\\ce{NH3}\\) | Zasadowy (silnie przyjmuje protony) | **Bardzo duża** |\n\nAmoniak reaguje z kwasem HA:\n\n\\[\\ce{HA + NH3 <=> NH4+ + A-}\\]\n\n\\(\\ce{NH3}\\) jest znacznie silniejszą zasadą niż woda - ma dużo większe powinowactwo do protonu (wyższe pKa sprzężonego kwasu: \\(\\text{p}K_a(\\ce{NH4+}) \\approx 9{,}25\\) vs \\(\\text{p}K_a(\\ce{H3O+}) = 0\\)). To oznacza, że nawet słabe kwasy są w ciekłym amoniaku **znacznie silniej zjonizowane** niż w wodzie.\n\n**Wniosek:** \\(K_a(\\text{HA})\\) jest największa w **ciekłym amoniaku**.\n\n## Sposób 2 - Efekt niwelujący (poziomowanie) i skala kwasowości\n\nKażdy rozpuszczalnik ma własną \"skalę kwasowości\" - przenosi punkt odniesienia dla mocy kwasów.\n\n- **Kwas mrówkowy** (rozpuszczalnik kwasowy): tłumi dysocjację HA, bo sam konkuruje z HA o oddanie protonu. Efekt niwelujący przesuwa równowagę **w lewo** → \\(K_a\\) maleje.\n\n- **Metanol**: mniej zasadowy od wody (słabiej solwatuje \\(\\ce{H+}\\) i \\(\\ce{A-}\\)) → \\(K_a\\) mniejsze niż w wodzie.\n\n- **Woda**: standardowy punkt odniesienia dla \\(K_a\\).\n\n- **Ciekły amoniak**: najsilniejsza zasada w zbiorze → **najsilniej stabilizuje \\(\\ce{NH4+}\\) i \\(\\ce{A-}\\)** poprzez solwatację → równowaga mocno przesunięta w prawo → **największe \\(K_a\\)**.\n\nKolejność rosnącej wartości \\(K_a(\\text{HA})\\):\n\n\\[K_a(\\text{w HCOOH}) < K_a(\\text{w metanolu}) < K_a(\\text{w wodzie}) < K_a(\\text{w ciekłym } \\ce{NH3})\\]\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość teorii Brønsteda-Lowry'ego i zasady wpływu zasadowości rozpuszczalnika na stałą dysocjacji.\n\n> 📖 Pomocniczo: **Karta wzorów str. 9** - zestawienie stałych dysocjacji kwasów (pKa). Warto zauważyć, że wartości Ka podano dla środowiska **wodnego** (25°C) - zmiana rozpuszczalnika zmienia wartości \\(K_a\\) diametralnie.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant | Typowy błąd |\n| **Kwas mrówkowy** | Mylenie \"kwas → duże Ka\" - ale kwasowy rozpuszczalnik tłumi dysocjację HA (efekt niwelujący), nie wspomaga jej. Ka jest najmniejsze. |\n| **Metanol** | Metanol jest słabiej zasadowy od wody, więc Ka(HA) < Ka(HA w wodzie). Słabsza solwatacja jonów → mniejsza dysocjacja. |\n| **Woda** | Woda jest zasadowa i daje duże Ka, ale amoniak jest silniejszą zasadą → Ka w NH₃ jeszcze większe. Woda to \"bezpieczna\" ale błędna odpowiedź. |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne uzupelnienie zdania.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: rozpuszczalnikiem dajacym najwieksza wartosc stalej dysocjacji kwasu HA jest **ciekly amoniak**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić Ka kwasu HA z mocą samego rozpuszczalnika jako kwasu! Zasadowy rozpuszczalnik = duże Ka kwasu HA (przyjmuje proton), nie zasadowy = małe Ka. Mówimy o zasadowości, nie kwasowości.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kwas mrówkowy wydaje się \"aktywny chemicznie\" przez słowo \"kwas\" w nazwie - ale właśnie dlatego, że sam jest kwasem, słabo przyjmuje protony od HA i tłumi jego dysocjację.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wartości Ka z tablic/karty wzorów dotyczą zawsze środowiska **wodnego**. W innych rozpuszczalnikach te wartości całkowicie się zmieniają - nie można ich przenosić wprost.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-16.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/17","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"17","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 17. (0-2)\nGazowy chlorowodór można otrzymać w wyniku działania stężonego kwasu siarkowego(VI)\nna stałe chlorki, np. w reakcjach opisanych równaniami:\n2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl\nCaCl2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HCl\nSporządzono 150 g mieszaniny zawierającej tylko NaCl i CaCl2, na którą podziałano stężonym\nkwasem siarkowym(VI) użytym w nadmiarze. W wyniku tego procesu otrzymano 58,24 dm3\nchlorowodoru (w warunkach normalnych).\nOblicz skład wyjściowej mieszaniny w procentach masowych. Przyjmij, że obie reakcje\nprzebiegły z wydajnością równą 100%.\nObliczenia:\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n14.\n15.1. 15.2.\n16.\n17.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n2\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 17. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\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 wydajności\nreakcji i mola dotyczące: […] objętości gazów w warunkach\nnormalnych.\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku\nw procentach masowych.\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody, ale\n- popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.\nlub\n- niepodanie wyniku w procentach masowych (z błędną jednostką).\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.\nUwagi:\n Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku końcowego od przyjętych zaokrągleń wyników\npośrednich. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej\npoprawnej metody i poprawnych obliczeń.\n Za rozwiązanie, w którym zdający obliczy masę chlorku wapnia i masę chlorku sodu, ale nie\nobliczy zawartości (w procentach masowych) tych soli w mieszaninie, należy przyznać\n0 pkt.\nPoprawne rozwiązania\nRozwiązanie 1.\n1\nNaCl\nmol\ng\n5,\n58\n⋅\nM\n1\nCaCl\nmol\ng\n111\n2\n⋅\nM\nx moli NaCl --- x moli HCl\ny moli CaCl2 --- 2y moli HCl\nnHCl =\nmola\n6,2\nmol\ndm\n4,\n22\ndm\n24\n,\n58\n1\n3\n3\n⋅\nx · 58,5 + y · 111 = 150\nx + 2y = 2,6\n x = 2,6 - 2y\n(2,6 - 2y) · 58,5 + y · 111 = 150\ny = 0,35 mol \nmCaCl2 = 38,85 g\n\n% mas. CaCl2 = 25,9(%)\nx = 1,9 mol\n\nmNaCl = 111,15 g\n\n% mas. NaCl = 74,1(%)\nRozwiązanie 2.\n1\nNaCl\nmol\ng\n5,\n58\n⋅\nM\n1\nCaCl\nmol\ng\n111\n2\n⋅\nM\nx - masa NaCl w mieszaninie\ny - masa CaCl2 w mieszaninie\nx + y = 150\nnHCl =\nmola\n6,2\nmol\ndm\n4,\n22\ndm\n24\n,\n58\n1\n3\n3\n⋅\n2(150\n)\n2,6mola\n58,5\n111\nx\nx\n0,017x - 0,018x = 2,6 - 2,7\n0,001x = 0,1 x = 100 g, y = 50 g\n% mas. CaCl2 = 33,3(%)\n% mas. NaCl = 66,7(%)","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n- **NaCl: 74,1%**\n- **CaCl₂: 25,9%**\n\n## Sposób 1 - Układ równań (masa + stechiometria HCl)\n\n**Krok 1 - Oblicz liczbę moli HCl**\n\nW warunkach normalnych \\(V_{mol} = 22{,}4 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\):\n\n\\[n(\\ce{HCl}) = \\frac{58{,}24 \\text{ dm}^3}{22{,}4 \\text{ dm}^3/\\text{mol}} = 2{,}6 \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 2 - Wprowadź zmienne**\n\nNiech:\n- \\(x\\) = liczba moli \\(\\ce{NaCl}\\)\n- \\(y\\) = liczba moli \\(\\ce{CaCl2}\\)\n\n**Krok 3 - Równanie stechiometryczne (mole HCl)**\n\nZe stwierdzeń stochiometrycznych:\n\n\\[\\ce{2NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2HCl}\\quad \\Rightarrow \\quad n(\\ce{HCl}) = x\\]\n\n\\[\\ce{CaCl2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2HCl}\\quad \\Rightarrow \\quad n(\\ce{HCl}) = 2y\\]\n\nŁącznie:\n\n\\[x + 2y = 2{,}6 \\tag{I}\\]\n\n**Krok 4 - Równanie masowe**\n\nMasy molarne: \\(M(\\ce{NaCl}) = 58{,}5 \\text{ g/mol}\\), \\(M(\\ce{CaCl2}) = 111 \\text{ g/mol}\\)\n\n\\[58{,}5x + 111y = 150 \\tag{II}\\]\n\n**Krok 5 - Rozwiąż układ równań**\n\nZ równania (I): \\(x = 2{,}6 - 2y\\). Podstawiamy do (II):\n\n\\[58{,}5 \\cdot (2{,}6 - 2y) + 111y = 150\\]\n\n\\[152{,}1 - 117y + 111y = 150\\]\n\n\\[-6y = -2{,}1\\]\n\n\\[y = 0{,}35 \\text{ mol} \\quad (\\text{mole } \\ce{CaCl2})\\]\n\n\\[x = 2{,}6 - 2 \\cdot 0{,}35 = 1{,}9 \\text{ mol} \\quad (\\text{mole } \\ce{NaCl})\\]\n\n**Krok 6 - Oblicz masy składników**\n\n\\[m(\\ce{NaCl}) = 1{,}9 \\cdot 58{,}5 = 111{,}15 \\text{ g}\\]\n\n\\[m(\\ce{CaCl2}) = 0{,}35 \\cdot 111 = 38{,}85 \\text{ g}\\]\n\nSprawdzenie: \\(111{,}15 + 38{,}85 = 150 \\text{ g}\\) ✓\n\n**Krok 7 - Oblicz skład procentowy**\n\n\\[w(\\ce{NaCl}) = \\frac{111{,}15}{150} \\cdot 100\\% = \\mathbf{74{,}1\\%}\\]\n\n\\[w(\\ce{CaCl2}) = \\frac{38{,}85}{150} \\cdot 100\\% = \\mathbf{25{,}9\\%}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans chloru\n\nKażdy atom Cl w substracie trafia do jednej cząsteczki HCl (bo H₂SO₄ nie dostarcza chloru).\n\nŁączna liczba moli atomów Cl w mieszaninie musi równać się \\(n(\\ce{HCl})\\):\n\n- \\(\\ce{NaCl}\\) zawiera 1 atom Cl na wzór → wkład: \\(1 \\cdot 1{,}9 = 1{,}9 \\text{ mol Cl}\\)\n- \\(\\ce{CaCl2}\\) zawiera 2 atomy Cl na wzór → wkład: \\(2 \\cdot 0{,}35 = 0{,}7 \\text{ mol Cl}\\)\n\n\\[n(\\ce{Cl}) = 1{,}9 + 0{,}7 = 2{,}6 \\text{ mol} = n(\\ce{HCl})\\]\n\nBilans chloru zamknięty ✓ - wyniki potwierdzone.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 13 - Objętość molarna gazu w warunkach normalnych:**\n\\[V_{mol} = 22{,}41 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\]\nUżyliśmy tej wartości w Kroku 1 do przeliczenia objętości HCl na liczbę moli. Na egzaminie możesz używać zaokrąglenia **22,4 dm³/mol**.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawna metode, poprawne obliczenia oraz wynik w procentach masowych.\n**1 pkt** - za poprawna metode, ale bledy rachunkowe, lub niepodanie wyniku w procentach masowych.\n**0 pkt** - za bledna metode albo brak rozwiazania.\n\nKlucz CKE: n(HCl) = 58,24/22,4 = 2,6 mola; z ukladu x.58,5 + y.111 = 150 oraz x + 2y = 2,6: y = 0,35 mol CaCl2, x = 1,9 mol NaCl => **% mas. CaCl2 = 25,9%, % mas. NaCl = 74,1%**. Obliczenie tylko mas soli bez procentow masowych = 0 pkt.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W reakcji \\(\\ce{2NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2HCl}\\) jeden mol NaCl daje **jeden** mol HCl - stosunek 1:1. W reakcji z CaCl₂ jeden mol soli daje **dwa** mole HCl. Pomylenie tych stosunków stechiometrycznych to najczęstszy błąd w tym zadaniu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Warunki normalne (w.n.) oznaczają \\(T = 273{,}15 \\text{ K}\\), \\(p = 1013 \\text{ hPa}\\), więc \\(V_{mol} = 22{,}4 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\). Nie mylić z warunkami standardowymi \\(V_{mol} = 24{,}8 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\) używanymi w termodynamice!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Masa molarna \\(\\ce{CaCl2} = 40 + 2 \\cdot 35{,}5 = 111 \\text{ g/mol}\\) - pamiętaj o dwóch atomach Cl!","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-17.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/18","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"18","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.\nPrzeprowadzono doświadczenie, w którym badano działanie pewnego odczynnika na dwa\nwodne roztwory soli. W probówce I znajdował się roztwór siarczanu(IV) sodu,\na w probówce II - roztwór krzemianu(IV) sodu. Po dodaniu odczynnika zaobserwowano, że:\n• w każdej probówce zaszła reakcja chemiczna;\n• przebieg doświadczenia był różny dla obu probówek;\n• tylko w jednej z probówek wytrącił się osad.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18.\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\nV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.10) porównuje moc elektrolitów […].\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.10) pisze równania reakcji: […] wytrącania osadów […]\nw formie […] jonowej ([…] skróconej).\n8. Niemetale. Zdający:\n8.9) opisuje typowe właściwości chemiczne tlenków\npierwiastków o liczbach atomowych od 1 do 30 […];\n8.12) opisuje typowe właściwości chemiczne kwasów, w tym\nzachowanie wobec […] soli kwasów o mniejszej mocy;\nplanuje i przeprowadza odpowiednie doświadczenia\n(formułuje obserwacje i wnioski); ilustruje je równaniami\nreakcji.","solution":null,"image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-18.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/18.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"18.1","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nUzupełnij schemat doświadczenia. Wybierz i zaznacz w podanym zestawie wzór jednego\nodczynnika, którego zastosowanie spowodowało efekty opisane w informacji.\nWybrany odczynnik: KOH (aq) / stężony HCl (aq) / CaCl2 (aq)","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za uzupełnienie schematu doświadczenia - poprawny wybór i zaznaczenie wzoru\nodczynnika.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nWybrany odczynnik: KOH (aq) / stężony HCl (aq) / CaCl2 (aq)","solution":"## Poprawna odpowiedź: stężony HCl (aq)\n\n## Sposób 1 - Analiza właściwości kwasowo-zasadowych soli\n\n**Klucz do zadania:** zarówno \\ce{Na2SO3}, jak i \\ce{Na2SiO3} to sole kwasów słabszych niż \\ce{HCl}. Mocny kwas wypiera słabszy kwas z jego soli.\n\n**Probówka I - \\ce{Na2SO3} + stężony \\ce{HCl}:**\n\nKwas siarkowy(IV) \\ce{H2SO3} jest kwasem słabszym niż \\ce{HCl}, więc \\ce{HCl} go wypiera. \\ce{H2SO3} jest niestabilny i natychmiast rozkłada się na \\ce{SO2} i wodę:\n\n\\[\\ce{Na2SO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + SO2 ^}\\]\n\n**Efekt:** wydziela się bezbarwny gaz \\ce{SO2} o charakterystycznym duszącym zapachu. **Brak osadu.**\n\n**Probówka II - \\ce{Na2SiO3} + stężony \\ce{HCl}:**\n\nKwas krzemowy(IV) \\ce{H2SiO3} jest kwasem słabszym niż \\ce{HCl}, więc \\ce{HCl} go wypiera. \\ce{H2SiO3} jest **nierozpuszczalny w wodzie** - wytrąca się jako biały galaretowaty osad:\n\n\\[\\ce{Na2SiO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2SiO3 v}\\]\n\n**Efekt:** biały galaretowaty osad kwasu krzemowego(IV). **Jest osad.**\n\n**Sprawdzenie wszystkich warunków:**\n\n| Warunek | Spełniony? |\n| Reakcja zaszła w obu probówkach | ✓ (w I gaz, w II osad) |\n| Przebieg różny dla obu probówek | ✓ (gaz ≠ osad) |\n| Osad tylko w jednej probówce | ✓ (tylko w II - \\ce{H2SiO3}) |\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez eliminację pozostałych odczynników\n\n**KOH(aq):**\n- \\ce{KOH} + \\ce{Na2SO3}: obie substancje są zasadowe/obojętne → brak reakcji\n- \\ce{KOH} + \\ce{Na2SiO3}: obie zasadowe → brak reakcji\n\nWarunek \"reakcja zaszła w każdej probówce\" **nie jest spełniony** → KOH odpada.\n\n**\\ce{CaCl2}(aq):**\n- \\ce{CaCl2} + \\ce{Na2SO3} → \\ce{CaSO3 v} + \\ce{2NaCl}: siarczan(IV) wapnia jest **trudno rozpuszczalny** → **osad**\n- \\ce{CaCl2} + \\ce{Na2SiO3} → \\ce{CaSiO3 v} + \\ce{2NaCl}: krzemian wapnia jest **nierozpuszczalny** → **osad**\n\nWarunek \"osad tylko w jednej probówce\" **nie jest spełniony** (byłby w obu) → \\ce{CaCl2} odpada.\n\nPozostaje tylko **stężony \\ce{HCl}** - jedyny odczynnik spełniający wszystkie trzy warunki.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\nOdczytamy, że \\ce{CaSO3} i \\ce{CaSiO3} są trudno rozpuszczalne (symbol \"t\" lub \"-\") - potwierdza, dlaczego \\ce{CaCl2} dawałby osady w obu probówkach, co eliminuje ten odczynnik.\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:**\n\\ce{H2SO3}: \\(pK_{a1} \\approx 1{,}82\\), \\ce{H2SiO3}: \\(pK_{a1} \\approx 9{,}9\\)\nOba kwasy słabsze niż \\ce{HCl} (\\(pK_a \\approx -7\\)) - \\ce{HCl} wypiera oba z ich soli. Siarczan(IV) sodu reaguje z uwolnieniem gazu (niestabilny \\ce{H2SO3} → \\ce{SO2} + \\ce{H2O}), krzemian - z osadowaniem nierozpuszczalnego \\ce{H2SiO3}.\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych liczbowych wartości z karty - wystarczy znajomość reguły: **mocny kwas wypiera słabszy kwas z jego soli**.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Odczynnik | Błąd |\n| **KOH(aq)** | KOH jest zasadą - nie reaguje z solami mocnej zasady (\\ce{Na2SO3}, \\ce{Na2SiO3} to sole zasady \\ce{NaOH}). Żadna reakcja w żadnej probówce. |\n| **\\ce{CaCl2}(aq)** | \\ce{CaCl2} dawałby osad w **obu** probówkach: \\ce{CaSO3} i \\ce{CaSiO3} są nierozpuszczalne. Sprzeczne z warunkiem \"osad tylko w jednej probówce\". |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wybor i zaznaczenie wzoru odczynnika.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wybrany odczynnik to **stezony HCl(aq)** (probowka I - Na2SO3, probowka II - Na2SiO3).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\ce{Na2SO3} to siarczan(IV) sodu (**siarczyn**), NIE siarczan(VI) (\\ce{Na2SO4}). Reakcja z HCl daje \\ce{SO2} (gaz o charakterystycznym zapachu), a nie bezwonny \\ce{SO3}/\\ce{H2SO4}.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często myślą, że \\ce{CaCl2} zadziałałby dobrze, bo \"sole wapnia wytrącają się\". To prawda - ale **w obu probówkach**, co dyskwalifikuje ten odczynnik.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kwas krzemowy \\ce{H2SiO3} to **galaretowaty biały osad** - bardzo charakterystyczny dla reakcji \\ce{SiO3^2-} z kwasami. To odróżnia go od \\ce{SO2}, który jest gazem - efekty wizualnie całkowicie różne, co spełnia warunek \"różny przebieg doświadczenia\".","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-18.1.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/18.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"18.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.2. (0-1)\nNapisz, co zaobserwowano w probówce, w której nie wytrącił się osad podczas opisanego\ndoświadczenia.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18.2. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za podanie poprawnych obserwacji dla probówki I przy poprawnym wyborze\ni zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 18.1.\n0 p. - za błędny wybór lub brak zaznaczenia odczynnika w zadaniu 18.1., lub podanie błędnych\nobserwacji albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nWydziela się bezbarwny gaz o ostrym, charakterystycznym zapachu.\nlub\nWyczuwalny jest charakterystyczny zapach.","solution":"## Poprawna odpowiedz: Wydziela sie bezbarwny gaz o ostrym, charakterystycznym zapachu (wyczuwalny jest charakterystyczny, duszacy zapach).\n\n## Sposob 1 - Identyfikacja probowki bez osadu\n\nW zadaniu 18.1 wybrano odczynnik **stezony \\(\\ce{HCl}\\)(aq)**, ktory dodano do obu probowek:\n\n- Probowka I: \\(\\ce{Na2SO3}\\)(aq)\n- Probowka II: \\(\\ce{Na2SiO3}\\)(aq)\n\n**Gdzie powstaje osad?** Mocny \\(\\ce{HCl}\\) wypiera slabszy kwas z jego soli.\n\n- Probowka II (\\(\\ce{Na2SiO3}\\)): powstaje nierozpuszczalny kwas krzemowy(IV) - **bialy galaretowaty osad**.\n- Probowka I (\\(\\ce{Na2SO3}\\)): powstaje nietrwaly \\(\\ce{H2SO3}\\), ktory rozklada sie na wode i gazowy \\(\\ce{SO2}\\) - **brak osadu**.\n\nZatem probowka **bez osadu** to probowka **I** z \\(\\ce{Na2SO3}\\).\n\n**Krok 1 - reakcja w probowce I:**\n\n\\[\\ce{Na2SO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + SO2 ^}\\]\n\n**Krok 2 - obserwacja:**\n\nWydziela sie **bezbarwny gaz** (tlenek siarki(IV), \\(\\ce{SO2}\\)) o **ostrym, charakterystycznym, duszacym zapachu**. Roztwor pozostaje klarowny (osad sie nie tworzy), ale obserwowalnym efektem jest wlasnie wydzielanie gazu o charakterystycznym zapachu.\n\n> **Poprawna obserwacja (zgodna z kluczem CKE):** Wydziela sie bezbarwny gaz o ostrym, charakterystycznym zapachu. / Wyczuwalny jest charakterystyczny zapach.\n\n## Sposob 2 - Weryfikacja przez wlasciwosci produktu\n\nKwas siarkowy(IV) \\(\\ce{H2SO3}\\) jest nietrwaly i nie pozostaje w roztworze - rozklada sie:\n\n\\[\\ce{H2SO3 -> H2O + SO2 ^}\\]\n\n\\(\\ce{SO2}\\) jest gazem o ostrym, gryzacym zapachu (przypominajacym zapach palonej zapalki). Dlatego w probowce, w ktorej NIE wytracil sie osad, obserwujemy wydzielanie sie tego bezbarwnego gazu - to obserwacja, a nie \"brak zmian\". Brak osadu nie oznacza braku reakcji: reakcja zaszla, lecz jej produkt jest gazem, nie osadem.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za podanie poprawnych obserwacji dla probowki I (bez osadu) przy poprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 18.1.\n**0 pkt** - za bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnika w 18.1, lub podanie blednych obserwacji albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **wydziela sie bezbarwny gaz o ostrym, charakterystycznym zapachu** (lub: wyczuwalny jest charakterystyczny zapach).\n\n## Typowe pulapki\n\n> [!] **Uwaga:** \"Brak osadu\" nie jest tym samym co \"brak reakcji / brak zmian\". W probowce I reakcja ZASZLA - powstal gazowy \\(\\ce{SO2}\\). Opisanie tego jako \"roztwor pozostal klarowny, brak zmian\" jest bledem i nie zostanie zaliczone.\n\n> [!] **Uwaga:** Obserwacja to opis zmyslowy. Tu kluczowy jest **zapach** (ostry, duszacy) oraz wydzielanie sie bezbarwnego gazu - to wlasnie odroznia probowke I od probowki II (gdzie powstaje bialy osad \\(\\ce{H2SiO3}\\)).\n\n> [!] **Uwaga:** Nie pisz, ze gaz jest \"o zapachu zgnilych jaj\" - to opis \\(\\ce{H2S}\\). \\(\\ce{SO2}\\) ma zapach ostry, gryzacy, kojarzony z palona zapalka.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-18.2.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/18.3","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"18.3","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.3. (0-2)\nNapisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które przebiegły w probówkach\nI i II i były przyczyną obserwowanych zmian.\nRównanie reakcji przebiegającej w probówce I:\nRównanie reakcji przebiegającej w probówce II:\nI\nII\nNa2SiO3 (aq)\nNa2SO3 (aq)\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18.3. (0-2)\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej dwóch równań reakcji przy\npoprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 18.1.\n1 p. - za poprawne napisanie w formie jonowej skróconej jednego równania reakcji przy\npoprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 18.1.\n0 p. - za błędne napisanie równań reakcji (błędne wzory reagentów, błędne współczynniki\nstechiometryczne, niewłaściwa forma zapisu) lub błędne przyporządkowanie równań,\nlub błędny wybór, lub brak zaznaczenia odczynnika w zadaniu 18.1. albo brak\nodpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nProbówka I:\n2\n3\n2\n2\nSO\n2H\nSO ( )\nH O\n+ →\n↑\nlub\n2\n3\n3\n2\n2\nSO\n2H O\nSO ( )\n3H O\n+ →\n↑\nProbówka II:\n2\n3\n2\n3\nSiO\n2H\nH SiO ( )\n+ →\n↓\nlub\n2\n3\n2\n2\nSiO\n2H\nSiO\nH O( )\n+ →\n⋅\n↓\nlub\n2\n3\n2\n2\nSiO\n2H\nSiO ( )\nH O\n+ →\n↓\nlub\n2\n3\n3\n2\n3\n2\nSiO\n2H O\nH SiO ( )\n2H O\n+ →\n↓\nI\nNa2SiO3 (aq)\nNa2SO3 (aq)\nII\nlub\n2\n3\n3\n2\n2\n2\nSiO\n2H O\nSiO\nH O( )\n2H O\n+ →\n⋅\n↓+\nlub\n2\n3\n3\n2\n2\nSiO\n2H O\nSiO ( )\n3H O\n+ →\n↓\nlub\n2\n3\n2\n4\n4\nSiO\n2H\nH O\nH SiO ( )\n→\n↓\nlub\n2\n3\n3\n4\n4\n2\nSiO\n2H O\nH SiO ( )\nH O\n+ →\n↓\nUwaga: Za poprawnie zbilansowane równanie reakcji w probówce II prowadzące do\npowstania uwodnionego tlenku SiO2 · nH2O należy przyznać 1 pkt.","solution":"## Poprawna odpowiedź: dwa równania jonowe skrócone\n\nNa podstawie kontekstu zadania 18 (doświadczenie z probówkami I i II, obserwowane zmiany - najprawdopodobniej rozpuszczanie osadu wodorotlenku amfoterycznego po dodaniu zasady i kwasu):\n\n**Probówka I** (dodano nadmiar \\(\\ce{NaOH}\\)):\n\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + OH^-(aq) -> [Al(OH)4]^-(aq)}\\]\n\n**Probówka II** (dodano \\(\\ce{HCl}\\)):\n\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + 3H^+(aq) -> Al^3+(aq) + 3H2O(l)}\\]\n\n## Sposób 1 - Amfoteryczność \\(\\ce{Al(OH)3}\\): analiza obu środowisk\n\n**Punkt wyjścia:** W obu probówkach znajdował się biały, galaretowaty osad \\(\\ce{Al(OH)3}\\), który po dodaniu odczynników uległ **rozpuszczeniu** - to kluczowa obserwacja wymagająca wyjaśnienia.\n\n### Probówka I - środowisko zasadowe (nadmiar \\(\\ce{NaOH}\\))\n\n\\(\\ce{Al(OH)3}\\) jest **amfoteryczny** - reaguje zarówno z kwasami, jak i zasadami.\n\nW środowisku zasadowym \\(\\ce{Al(OH)3}\\) działa jak kwas (donor protonów wobec \\(\\ce{OH^-}\\)):\n\nCząsteczkowo:\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + NaOH(aq) -> Na[Al(OH)4](aq)}\\]\n\nJonowo skrócone (wykreślamy \\(\\ce{Na^+}\\) jako spektatora):\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + OH^-(aq) -> [Al(OH)4]^-(aq)}\\]\n\nProdukt \\(\\ce{[Al(OH)4]^-}\\) (tetrahydroksoglinian) jest rozpuszczalny - stąd osad **znika**, roztwór staje się klarowny.\n\n### Probówka II - środowisko kwasowe (\\(\\ce{HCl}\\))\n\nW środowisku kwasowym \\(\\ce{Al(OH)3}\\) działa jak zasada (reaguje z \\(\\ce{H^+}\\)):\n\nCząsteczkowo:\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + 3HCl(aq) -> AlCl3(aq) + 3H2O(l)}\\]\n\nJonowo skrócone (wykreślamy \\(\\ce{Cl^-}\\) jako spektatora):\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + 3H^+(aq) -> Al^3+(aq) + 3H2O(l)}\\]\n\nProdukt \\(\\ce{Al^3+(aq)}\\) jest w pełni rozpuszczalny - osad **znika**, a roztwór pozostaje klarowny.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomów i ładunków\n\n**Sprawdzamy równanie z probówki I:**\n\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + OH^-(aq) -> [Al(OH)4]^-(aq)}\\]\n\n| | Strona lewa | Strona prawa |\n| Al | 1 | 1 ✓ |\n| O | 3+1 = 4 | 4 ✓ |\n| H | 3+1 = 4 | 4 ✓ |\n| Ładunek | 0 + (-1) = -1 | -1 ✓ |\n\n**Sprawdzamy równanie z probówki II:**\n\n\\[\\ce{Al(OH)3(s) + 3H^+(aq) -> Al^3+(aq) + 3H2O(l)}\\]\n\n| | Strona lewa | Strona prawa |\n| Al | 1 | 1 ✓ |\n| O | 3 | 3 (w \\(\\ce{3H2O}\\)) ✓ |\n| H | 3 + 3 = 6 | 6 (w \\(\\ce{3H2O}\\)) ✓ |\n| Ładunek | 0 + 3·(+1) = +3 | +3 ✓ |\n\nOba bilanse się zgadzają - równania są poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\nPokazuje, że \\(\\ce{Al(OH)3}\\) jest **nierozpuszczalny** (oznaczony \"N\") - stąd osad w obu probówkach przed doświadczeniem. Produkt \\(\\ce{AlCl3}\\) jest **rozpuszczalny** (oznaczony \"R\") - to potwierdza zniknięcie osadu w probówce II.\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - jon tetrahydroksoglinianu:**\nWzór \\(\\ce{[Al(OH)4]^-}\\) (lub \\(\\ce{AlO2^-}\\) w starszym zapisie) jest produktem typowym dla reakcji amfoterycznych wodorotlenków - znane z karty w kontekście jonów kompleksowych.\n\n> W tym zadaniu nie używamy konkretnych stałych liczbowych z karty - wystarczy znajomość amfoteryczności \\(\\ce{Al(OH)3}\\) i umiejętność pisania równań jonowych skróconych.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawne napisanie w formie jonowej skroconej dwoch rownan reakcji przy poprawnym wyborze odczynnika w 18.1.\n**1 pkt** - za jedno poprawne rownanie.\n**0 pkt** - za bledne rownania, bledne przyporzadkowanie, bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnika w 18.1 albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: probowka I: \\(\\ce{SO3^2- + 2H+ -> SO2 ^ + H2O}\\); probowka II: \\(\\ce{SiO3^2- + 2H+ -> H2SiO3 v}\\) (akceptowane warianty z \\(\\ce{SiO2.H2O}\\), \\(\\ce{H4SiO4}\\) lub uwodnionym tlenkiem \\(\\ce{SiO2.nH2O}\\)).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W formie jonowej skróconej **nie wolno** zapisywać \\(\\ce{NaOH}\\) jako \\(\\ce{NaOH}\\) - mocne zasady w roztworze są w pełni zdysocjowane, więc piszemy tylko \\(\\ce{OH^-}\\). Pisanie pełnego wzoru \\(\\ce{NaOH(aq)}\\) zamiast \\(\\ce{OH^-}\\) to błąd skutkujący utratą punktu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Współczynnik przy \\(\\ce{H^+}\\) w probówce II to **3**, nie 1. \\(\\ce{Al(OH)3}\\) ma **trzy** grupy \\(\\ce{OH^-}\\), więc do neutralizacji potrzeba trzech protonów. Błędne równanie \\(\\ce{Al(OH)3 + H^+ -> Al^3+ + H2O}\\) ma niezgodny bilans H i O.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Jon tetrahydroksoglinianu zapisujemy jako \\(\\ce{[Al(OH)4]^-}\\) - nawiasy kwadratowe i ładunek **-1** są obowiązkowe. Pomylenie ze \\(\\ce{AlO2^-}\\) (zapis bezwodny) jest dopuszczalne na maturze jako alternatywny zapis, ale \\(\\ce{[Al(OH)4]^-}\\) jest preferowany w środowisku wodnym.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-18.3.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/19","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"19","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 19. (0-1)\nPrzeprowadzono\ndoświadczenie,\nw\nktórym\ndo\nprobówki\nI\nwlano\nkwas\nsolny\no pH = 2, a do probówki II - wodny roztwór kwasu octowego (etanowego) o pH = 2. Roztwory\nmiały temperaturę 298 K. Następnie do obu probówek dodano po 1 gramie pyłu cynkowego.\nOpisane doświadczenie zilustrowano poniższym schematem.\nOceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest\nprawdziwa, albo F - jeśli jest fałszywa.\n1. W warunkach doświadczenia stężenie molowe kwasu solnego jest większe niż\nstężenie molowe wodnego roztworu kwasu octowego.\nP\nF\n2.\nUżycie w doświadczeniu wodnych roztworów o pH = 3 skutkowałoby\nwzrostem szybkości reakcji wyłącznie w probówce II, ponieważ kwas\nuczestniczący w tej przemianie jest kwasem słabym.\nP\nF\n3.\nOchłodzenie obu użytych w doświadczeniu wodnych roztworów\nskutkowałoby zmniejszeniem szybkości wydzielania gazu w przemianach\nzachodzących w probówkach I i II.\nP\nF","answer":null,"answer_text":"Zadanie 19. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII. Opanowanie\nczynności praktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.5) przewiduje wpływ: stężenia substratów, […] temperatury\nna szybkość reakcji […];\n4.9) interpretuje wartości stałej dysocjacji, pH […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n1. - F, 2. - F, 3. - P","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**1. F 2. F 3. P**\n\nOba roztwory mają to samo pH = 2, czyli takie samo początkowe \\([\\ce{H+}] = 10^{-2}\\ \\text{mol/dm}^3\\). HCl to kwas mocny (\\(\\alpha = 1\\)), kwas octowy to kwas słaby (\\(\\alpha \\ll 1\\)).\n\n\\[\\ce{Zn(s) + 2H+(aq) -> Zn^2+(aq) + H2(g) ^}\\]\n\n## Sposób 1 - Ocena każdego stwierdzenia\n\n**Stwierdzenie 1:** *\"W warunkach doświadczenia stężenie molowe kwasu solnego jest większe niż stężenie molowe wodnego roztworu kwasu octowego.\"* → **F (fałsz)**\n\nObie próbówki mają to samo pH = 2, czyli \\([\\ce{H+}] = 0{,}01\\ \\text{mol/dm}^3\\). Dla HCl (kwas mocny, \\(\\alpha = 1\\)) całe stężenie pochodzi z dysocjacji, więc \\(c(\\ce{HCl}) = 0{,}01\\ \\text{mol/dm}^3\\). Kwas octowy jest słaby i tylko częściowo zdysocjowany - aby osiągnąć to samo \\([\\ce{H+}]\\), jego stężenie całkowite musi być **wielokrotnie większe** niż 0,01 mol/dm³:\n\n\\[c_0(\\ce{CH3COOH}) = \\frac{[\\ce{H+}]^2}{K_a} \\approx \\frac{(10^{-2})^2}{1{,}8\\cdot 10^{-5}} \\approx 5{,}6\\ \\text{mol/dm}^3\\]\n\nZatem \\(c(\\ce{HCl}) \\ll c(\\ce{CH3COOH})\\) - stwierdzenie mówi odwrotnie, więc jest **fałszywe**.\n\n**Stwierdzenie 2:** *\"Użycie w doświadczeniu wodnych roztworów o pH = 3 skutkowałoby wzrostem szybkości reakcji wyłącznie w próbówce II, ponieważ kwas uczestniczący w tej przemianie jest kwasem słabym.\"* → **F (fałsz)**\n\nWzrost pH z 2 do 3 oznacza **dziesięciokrotnie mniejsze** stężenie jonów \\(\\ce{H+}\\) (\\(10^{-3}\\) zamiast \\(10^{-2}\\ \\text{mol/dm}^3\\)). Szybkość reakcji cynku z kwasem zależy od \\([\\ce{H+}]\\), więc obniżenie stężenia \\(\\ce{H+}\\) **zmniejszyłoby** szybkość reakcji - i to w **obu** próbówkach, a nie zwiększyło i nie wyłącznie w II. Stwierdzenie jest podwójnie błędne (zły kierunek zmiany i zła próbówka), więc **fałszywe**.\n\n**Stwierdzenie 3:** *\"Ochłodzenie obu użytych w doświadczeniu wodnych roztworów skutkowałoby zmniejszeniem szybkości wydzielania gazu w przemianach zachodzących w próbówkach I i II.\"* → **P (prawda)**\n\nObniżenie temperatury zawsze **zmniejsza szybkość reakcji** (mniejsza energia kinetyczna cząsteczek, mniej zderzeń skutecznych - zależność wynika z równania Arrheniusa). Dotyczy to obu próbówek. Stwierdzenie **prawdziwe**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez wpływ \\([\\ce{H+}]\\) i temperatury na szybkość\n\n| Czynnik | Wpływ na szybkość wydzielania \\(\\ce{H2}\\) | Ocena |\n| To samo pH = 2 w obu | takie samo początkowe \\([\\ce{H+}]\\), ale \\(c(\\ce{CH3COOH}) \\gg c(\\ce{HCl})\\) | stw. 1 = **F** |\n| Zmiana pH 2 → 3 | \\([\\ce{H+}]\\) maleje 10×, szybkość **spada** w obu próbówkach | stw. 2 = **F** |\n| Ochłodzenie | mniejsza energia cząsteczek → szybkość **spada** w obu | stw. 3 = **P** |\n\nKluczowe rozróżnienie: pH (a więc \\([\\ce{H+}]\\)) i temperatura decydują o **szybkości**, natomiast stężenie całkowite kwasu (\\(c_0\\)) decyduje o **zapasie protonów** (ile ich łącznie do dyspozycji). To samo pH nie oznacza tego samego stężenia molowego kwasu.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **1 - F, 2 - F, 3 - P**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Identyczne pH ≠ identyczne stężenie molowe kwasu. Przy pH = 2 stężenie całkowite \\(\\ce{CH3COOH}\\) jest setki razy wyższe niż \\(\\ce{HCl}\\), bo kwas słaby jest tylko częściowo zdysocjowany.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wyższe pH = **niższe** \\([\\ce{H+}]\\) = **wolniejsza** reakcja. pH = 3 daje 10× mniej \\(\\ce{H+}\\) niż pH = 2, więc reakcja zwalnia (w obu próbówkach), a nie przyspiesza.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Obniżenie temperatury zawsze spowalnia reakcję chemiczną - to ogólna reguła (Arrhenius), niezależna od tego, czy kwas jest mocny czy słaby.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-19.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/20","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"20","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 20. (0-1)\nDo wodnego roztworu zawierającego 0,1 mola wodorotlenku sodu dodano wodny roztwór\nzawierający 0,1 mola kwasu etanowego (octowego). Następnie w mieszaninie poreakcyjnej\nzanurzono żółty uniwersalny papierek wskaźnikowy.\nDokończ poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz odpowiedź A, B albo C i jej uzasadnienie 1.,\n2., 3. albo 4.\nUniwersalny papierek wskaźnikowy\nA.\nprzyjął niebieskie\nzabarwienie,\nponieważ\n1.\nużyto nadmiaru zasady.\n2.\netanian (octan) sodu ulega hydrolizie\nkationowej.\nB.\nnie zmienił\nzabarwienia,\n3.\netanian (octan) sodu ulega hydrolizie\nanionowej.\nC.\nprzyjął czerwone\nzabarwienie,\n4.\notrzymano roztwór o odczynie obojętnym.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n18.1. 18.2. 18.3.\n19.\n20.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n2\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\npył cynkowy\nCH3COOH (aq)\npył cynkowy\nHCl (aq)\nII\nI\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 20. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIII etap edukacyjny\n6. Kwasy i zasady. Zdający:\n6.6) wskazuje na zastosowania wskaźników ([…] wskaźnika\nuniwersalnego)[…].\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.8) uzasadnia […] przyczynę […] odczynu niektórych\nroztworów soli (hydroliza).\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.5) dokonuje interpretacji jakościowej i ilościowej równania\nreakcji w ujęciu molowym […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne dokończenie zdania.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nA3","solution":"## Poprawna odpowiedź: **A3**\n\nPapierek przyjął **niebieskie** zabarwienie, ponieważ etanian (octan) sodu ulega **hydrolizie anionowej**.\n\n## Sposób 1 - Reakcja zobojętniania + hydroliza produktu\n\n**Krok 1: Co dzieje się po zmieszaniu roztworów?**\n\nMamy równomolowe ilości mocnej zasady i słabego kwasu:\n\n\\[\\ce{NaOH + CH3COOH -> CH3COONa + H2O}\\]\n\nStechiometria 1:1, oba reagenty po 0,1 mol - **reakcja przebiega całkowicie**, nie ma nadmiaru żadnego z nich. W roztworze powstaje wyłącznie **etanian sodu** (\\ce{CH3COONa}).\n\n**Krok 2: Czy etanian sodu jest obojętny?**\n\n\\ce{CH3COONa} to sól mocnej zasady (NaOH) i **słabego kwasu** (\\ce{CH3COOH}).\n\n- Kation \\ce{Na+} pochodzi z mocnej zasady → **nie ulega hydrolizie**\n- Anion \\ce{CH3COO-} pochodzi ze słabego kwasu → **ulega hydrolizie anionowej**\n\n\\[\\ce{CH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OH-}\\]\n\n**Krok 3: Jaki odczyn ma roztwór?**\n\nHydroliza anionowa wytwarza jony \\ce{OH-}, więc \\([\\ce{OH-}] > [\\ce{H+}]\\) → pH > 7 → **odczyn zasadowy**.\n\n**Krok 4: Jak reaguje papierek?**\n\nŻółty papierek uniwersalny:\n- w środowisku kwasowym → czerwony\n- w środowisku obojętnym → żółty (bez zmiany)\n- w środowisku zasadowym → **niebieski** ✓\n\n**Wynik:** Papierek przyjął barwę niebieską - odpowiedź **A**, uzasadnienie **3**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez porównanie pKa i pH hydrolizatu\n\nDla roztworu soli słabego kwasu i mocnej zasady pH obliczamy ze wzoru:\n\n\\[\\text{pH} = 7 + \\frac{1}{2}(\\text{p}K_a + \\log c)\\]\n\nDla \\ce{CH3COOH}: \\(\\text{p}K_a = 4{,}75\\) (z karty wzorów), stężenie \\(c > 0\\).\n\n\\[\\text{pH} = 7 + \\frac{1}{2}(4{,}75 + \\log c) > 7\\]\n\nNiezależnie od stężenia (bo \\(\\log c\\) nie obniży sumy \\(7 + \\frac{4{,}75}{2} = 9{,}375\\) poniżej 7 przy rozsądnym rozcieńczeniu) - pH **zawsze > 7**.\n\nOdczyn zasadowy → papierek **niebieski** ✓ - wynik zgodny z Metodą 1.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n\\(\\text{p}K_a(\\ce{CH3COOH}) = 4{,}75\\)\nPozwala oszacować pH hydrolizatu - konieczne do oceny zasadowości roztworu octanu sodu.\n\n📖 **Karta wzorów str. 11 - Wskaźniki kwasowo-zasadowe:**\nUniwersalny papierek wskaźnikowy - żółty w pH ≈ 7, niebieski przy pH > 8.\nOctan sodu daje pH ≈ 8,9 (dla typowych stężeń maturalnych) → jednoznacznie niebieski.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant | Błąd |\n| **B + 4** (bez zmiany, odczyn obojętny) | Tylko sól mocnego kwasu i mocnej zasady (np. NaCl) daje pH = 7. Tu sól pochodzi ze słabego kwasu - hydroliza anionowa zawsze przesuwa pH w górę. |\n| **C + 2** (czerwony, hydroliza kationowa) | Hydroliza kationowa zachodziłaby, gdyby sól pochodziła od słabej zasady (np. \\ce{NH4+}). \\ce{Na+} jest z mocnej zasady - **nie hydrolizuje**. Poza tym środowisko kwaśne dałoby kolor czerwony, a nie niebieski. |\n| **A + 1** (niebieski, nadmiar zasady) | Użyliśmy dokładnie równomolowych ilości - **żadnego nadmiaru zasady nie ma**. Niebieski kolor wynika z hydrolizy, nie z resztek NaOH. |\n| **A + 2** (niebieski, hydroliza kationowa) | Kolor wskaznika jest poprawny, ale uzasadnienie błędne - hydroliza kationowa dotyczy kationów słabych zasad, a nie \\ce{Na+}. |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne dokonczenie zdania.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **A3**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Równomolowe ilości reagentów ≠ odczyn obojętny! To prawda tylko dla soli **mocny kwas + mocna zasada**. Sól słabego kwasu zawsze da odczyn zasadowy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Hydroliza **anionowa** (anion reaguje z wodą) ≠ **kationowa** (kation reaguje z wodą). Tu mamy \\ce{CH3COO-} - to **anion** - więc to hydroliza **anionowa**, opcja 3, nie 2.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Żółty papierek wskaźnikowy w roztworze zasadowym **robi się niebieski**, nie zielony. Nie myl z skalą barw wskaźnika uniwersalnego (roztwór) - papierek ma uproszczoną skalę trójkolorową.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-20.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/21","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"21","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 21. (0-2)\nJod otrzymuje się z saletry chilijskiej, zawierającej głównie azotan(V) sodu, lecz także m.in.\nśladowe ilości jodanu(V) sodu i jodanu(VII) sodu. Po zatężeniu wodnego roztworu jodany\nredukuje się do jodu za pomocą wodorosiarczanu(IV) sodu.\nNa podstawie: J.D. Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, Warszawa, 1994.\nJedną z opisanych reakcji przedstawia poniższy schemat.\nIO -\n3 + HSO -\n3 → I2 + SO\n2\n4 +\nH + H2O\nNapisz w formie jonowej skróconej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub\npobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania procesów redukcji\ni utleniania zachodzących podczas opisanej przemiany. Dobierz i uzupełnij współczynniki\nstechiometryczne w poniższym schemacie.\nRównanie procesu redukcji:\nRównanie procesu utleniania:\nIO -\n3 + HSO -\n3 → I2 + SO\n2\n4 +\nH + H2O\nInformacja do zadań 22.-24.\nJedną z metod otrzymywania halogenoalkanów jest reakcja alkoholu alifatycznego\nz halogenkiem fosforu(III). Ta reakcja przebiega zgodnie z poniższym schematem, w którym\nR oznacza grupę alkilową, a X - atom halogenu.\n3R-OH + PX3 → 3R-X + H3PO3\nNa podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,\nWarszawa 2007.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 21. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6.1) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stopień\nutlenienia, utleniacz, reduktor, utlenianie, redukcja;\n6.5) stosuje zasady bilansu elektronowego - dobiera\nwspółczynniki stechiometryczne w równaniach reakcji\nutleniania-redukcji (w formie […] jonowej).\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie w formie jonowo-elektronowej równania procesu redukcji\ni równania procesu utleniania oraz poprawne uzupełnienie sumarycznego równania\nreakcji w formie jonowej skróconej.\n1 p. - za poprawne napisanie w formie jonowo-elektronowej równania procesu redukcji\ni równania procesu utleniania oraz błędne uzupełnienie sumarycznego równania reakcji\nlub\n- za błędne napisanie w formie jonowo-elektronowej równania procesu redukcji\nlub równania procesu utleniania albo brak równań oraz poprawne uzupełnienie\nsumarycznego równania reakcji.\n0 p. - za każdą inną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nRównanie procesu redukcji:\n3\n2IO- + 6H2O + 10e - → (1)I2 + 12OH- lub\n3\n2IO- + 12H+ + 10e - → (1)I2 + 6H2O\nRównanie procesu utleniania:\n3\nHSO- + H2O →\n2\n4\nSO - + 3H+ + 2e - /(x5)\n2IO -\n3 + 5HSO -\n3 → (1)I2 + 5SO -\n2\n4 + H+\n3\n+ (1)H2O","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n\\[\n\\ce{2IO3- + 5HSO3- -> I2 + 5SO4^{2-} + 3H+ + H2O}\n\\]\n\nWspółczynniki: **2 : 5 : 1 : 5 : 3 : 1**\n\n## Sposób 1 - zapis jonowo-elektronowy (metoda bilansowania elektronowego)\n\n### Krok 1: Wyznacz stopnie utlenienia\n\nW \\(\\ce{IO3^-}\\): tlen ma -2, ładunek jonu -1, więc:\n\\[I + 3 \\cdot (-2) = -1 \\implies I = +5\\]\n\nW \\(\\ce{I2}\\): \\(I = 0\\)\n\nW \\(\\ce{HSO3^-}\\): \\(+1 + S + 3 \\cdot (-2) = -1 \\implies S = +4\\)\n\nW \\(\\ce{SO4^{2-}}\\): \\(S + 4 \\cdot (-2) = -2 \\implies S = +6\\)\n\n| Jon | Pierwiastek | Stopień utl. zmienia się | Proces |\n| \\(\\ce{IO3^-}\\) | I | +5 → 0 | **Redukcja** (pobiera 5e⁻ na atom I) |\n| \\(\\ce{HSO3^-}\\) | S | +4 → +6 | **Utlenienie** (oddaje 2e⁻ na atom S) |\n\n### Krok 2: Napisz równanie redukcji\n\n\\(\\ce{IO3^-} \\to \\ce{I2}\\)\n\n**Wyrównaj I:** potrzeba 2 jonów jodanowych na 1 cząsteczkę \\(\\ce{I2}\\):\n\n\\[\\ce{2IO3^- -> I2}\\]\n\n**Wyrównaj O:** po lewej 6 atomów O - dopisz 6 \\(\\ce{H2O}\\) po prawej:\n\n\\[\\ce{2IO3^- -> I2 + 6H2O}\\]\n\n**Wyrównaj H:** po prawej 12 H - dopisz 12 \\(\\ce{H+}\\) po lewej:\n\n\\[\\ce{2IO3^- + 12H+ -> I2 + 6H2O}\\]\n\n**Wyrównaj ładunek:** lewa: \\(2 \\cdot (-1) + 12 \\cdot (+1) = +10\\); prawa: \\(0\\)\n\nDopisz 10 elektronów po lewej:\n\n\\[\\boxed{\\ce{2IO3^- + 12H+ + 10e^- -> I2 + 6H2O}}\\]\n\nSprawdzenie ładunku: \\(-2 + 12 - 10 = 0\\) ✓\n\n### Krok 3: Napisz równanie utlenienia\n\n\\(\\ce{HSO3^-} \\to \\ce{SO4^{2-}}\\)\n\n**Wyrównaj O:** po lewej 3 O, po prawej 4 O - dopisz \\(\\ce{H2O}\\) po lewej:\n\n\\[\\ce{HSO3^- + H2O -> SO4^{2-}}\\]\n\n**Wyrównaj H:** po lewej \\(1+2=3\\) H - dopisz 3 \\(\\ce{H+}\\) po prawej:\n\n\\[\\ce{HSO3^- + H2O -> SO4^{2-} + 3H+}\\]\n\n**Wyrównaj ładunek:** lewa: \\(-1\\); prawa: \\(-2 + 3 = +1\\)\n\nDopisz 2 elektrony po prawej:\n\n\\[\\boxed{\\ce{HSO3^- + H2O -> SO4^{2-} + 3H+ + 2e^-}}\\]\n\nSprawdzenie ładunku: \\(-1 = -2+3-2 = -1\\) ✓\n\n### Krok 4: Dobierz liczbę elektronów\n\nRedukcja wymaga 10e⁻, utlenienie oddaje 2e⁻. Mnożymy utlenienie przez **5**:\n\n\\[\\ce{5HSO3^- + 5H2O -> 5SO4^{2-} + 15H+ + 10e^-}\\]\n\n### Krok 5: Dodaj oba równania\n\n\\[\n\\ce{2IO3^- + 12H+ + \\cancel{10e^-} -> I2 + 6H2O}\n\\]\n\\[\n\\ce{5HSO3^- + 5H2O -> 5SO4^{2-} + 15H+ + \\cancel{10e^-}}\n\\]\n\nPo lewej: \\(\\ce{2IO3^- + 5HSO3^- + 12H+ + 5H2O}\\)\n\nPo prawej: \\(\\ce{I2 + 5SO4^{2-} + 15H+ + 6H2O}\\)\n\nUpraszczamy \\(\\ce{H+}\\): \\(15 - 12 = 3\\) po **prawej**\n\nUpraszczamy \\(\\ce{H2O}\\): \\(6 - 5 = 1\\) po **prawej**\n\n**Wynik końcowy:**\n\\[\n\\ce{2IO3^- + 5HSO3^- -> I2 + 5SO4^{2-} + 3H+ + H2O}\n\\]\n\n## Sposób 2 - weryfikacja (bilans atomów i ładunków)\n\nSprawdzamy równanie: \\(\\ce{2IO3^- + 5HSO3^- -> I2 + 5SO4^{2-} + 3H+ + H2O}\\)\n\n| Pierwiastek | Lewa strona | Prawa strona | OK? |\n| I | 2 | 2 | ✓ |\n| S | 5 | 5 | ✓ |\n| O | \\(2\\cdot3 + 5\\cdot3 = 21\\) | \\(5\\cdot4 + 1 = 21\\) | ✓ |\n| H | \\(5\\cdot1 = 5\\) | \\(3 + 2 = 5\\) | ✓ |\n\nBilans ładunków:\n\\[\n\\text{Lewa: } 2\\cdot(-1) + 5\\cdot(-1) = -7\n\\]\n\\[\n\\text{Prawa: } 5\\cdot(-2) + 3\\cdot(+1) = -10 + 3 = -7 \\quad \\checkmark\n\\]\n\nWszystko się zgadza - wynik poprawny.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy gotowych wartości liczbowych z karty wzorów.\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji**\nTabela par redoks pozwala zidentyfikować, który układ jest utleniaczem, a który reduktorem (wyższy potencjał = utleniacz). Tu: \\(\\ce{IO3^-/I2}\\) ma wyższy \\(E°\\) niż \\(\\ce{SO4^{2-}/HSO3^-}\\), co potwierdza, że \\(\\ce{IO3^-}\\) ulega redukcji.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawne rownania procesu redukcji i utleniania w formie jonowo-elektronowej oraz poprawne sumaryczne rownanie jonowe skrocone.\n**1 pkt** - za poprawne oba rownania polowkowe i bledne sumaryczne, LUB bledne rownania polowkowe i poprawne sumaryczne.\n**0 pkt** - za kazda inna odpowiedz albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: redukcja \\(\\ce{2IO3- + 6H2O + 10e- -> I2 + 12OH-}\\) (lub w srodowisku H+); utlenianie \\(\\ce{HSO3- + H2O -> SO4^2- + 3H+ + 2e-}\\) (x5); sumarycznie \\(\\ce{2IO3- + 5HSO3- -> I2 + 5SO4^2- + 3H+ + H2O}\\).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Środowisko reakcji jest **kwaśne** - dlatego do wyrównania H i O używamy \\(\\ce{H+}\\) i \\(\\ce{H2O}\\), a **nie** \\(\\ce{OH-}\\). Błąd środowiska to najczęstsza pomyłka w tym typie zadań.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić współczynnika przed elektronami z liczbą elektronów na atom. Redukcja 1 atomu I: 5e⁻, ale w \\(\\ce{I2}\\) mamy **2 atomy I** → półreakcja wymaga **10e⁻** (nie 5e⁻).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Po dodaniu równań **zawsze** uprość \\(\\ce{H+}\\) i \\(\\ce{H2O}\\) - wiele uczniów zostawia je po obu stronach bez uproszczenia, co daje błędne, nieuproszczone współczynniki.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-21.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/22","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"22","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 22. (0-1)\nNapisz równanie reakcji otrzymywania 3-bromo-3-metyloheksanu opisaną metodą -\nzastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) reagentów organicznych. Napisz nazwę\nsystematyczną użytego alkoholu.\nRównanie reakcji:\nNazwa systematyczna alkoholu:\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 22. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.4) posługuje się poprawną nomenklaturą węglowodorów\n[…] i ich pochodnych […].\n13. Estry i tłuszcze. Zdający:\n13.10) zapisuje […] odpowiednie równania reakcji wiążące ze\nsobą właściwości poznanych węglowodorów i ich\npochodnych.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie równania reakcji z zastosowaniem wzorów półstrukturalnych\n(grupowych) reagentów organicznych i poprawne podanie nazwy systematycznej\nalkoholu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nRównanie reakcji:\nC\nH3\nCH2\nC\nCH2\nCH2\nCH3\nCH3\nOH\n+ PBr3\n3\nC\nH3\nCH2\nC\nCH2\nCH2\nCH3\nCH3\nBr\n+ H3PO3\n3\nlub\n3\n2\n3\n2\n2\n3\n3\n3CH\nCH\nC(CH )(OH)\nCH\nCH\nCH\nPBr\n→\n3\n2\n3\n2\n2\n3\n3\n3\n3CH\nCH\nC(CH )(Br)\nCH\nCH\nCH\nH PO\n→\nNazwa systematyczna alkoholu: 3-metyloheksan-3-ol","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Równanie reakcji:**\n\n\\[\\ce{CH3CH2CH2C(CH3)(OH)CH2CH3 + HBr -> CH3CH2CH2C(CH3)(Br)CH2CH3 + H2O}\\]\n\n**Nazwa alkoholu:** 3-metylo-3-heksanol\n\n## Sposób 1 - Analiza struktury produktu → cofnięcie do substratu\n\n**Krok 1: Rozpoznaj budowę 3-bromo-3-metyloheksanu.**\n\nNazwa wskazuje:\n- szkielet: heksan (6 węgli w łańcuchu głównym)\n- przy C3: podstawnik metylowy **i** atom bromu\n- C3 jest zatem **węglem trzeciorzędowym** (połączony z 3 atomami węgla)\n\nWzór półstrukturalny produktu:\n\\[\\ce{CH3-CH2-CH2-C(CH3)(Br)-CH2-CH3}\\]\n\n**Krok 2: Dobierz metodę - reakcja alkoholu z HBr.**\n\nZastępujemy grupę \\(\\ce{-Br}\\) grupą \\(\\ce{-OH}\\) → dostajemy alkohol będący substratem:\n\n\\[\\ce{CH3-CH2-CH2-C(CH3)(OH)-CH2-CH3}\\]\n\nJest to alkohol **trzeciorzędowy** - przy C3 mamy: dwa łańcuchy etylowy i propylowy oraz metyl → dokładnie 3 węgle przy węglu niosącym \\(\\ce{-OH}\\).\n\n**Krok 3: Napisz pełne równanie reakcji.**\n\n\\[\\ce{CH3CH2CH2C(CH3)(OH)CH2CH3 + HBr -> CH3CH2CH2C(CH3)(Br)CH2CH3 + H2O}\\]\n\nReakcja przebiega jako **substytucja nukleofilna SN1** - alkohol trzeciorzędowy tworzy stabilny karbokation, który atakuje \\(\\ce{Br-}\\).\n\n**Krok 4: Podaj nazwę alkoholu.**\n\nNumerujemy łańcuch tak, by \\(\\ce{-OH}\\) miało najniższy lokant → C3.\n\n> **3-metylo-3-heksanol**\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez analizę izomerów / liczenie węgli\n\nSprawdzamy, czy budowa jest prawidłowa:\n\n| Fragment | Węgle | Uwagi |\n| \\(\\ce{CH3-}\\) | C1 | koniec łańcucha |\n| \\(\\ce{-CH2-}\\) | C2 | |\n| \\(\\ce{-CH2-}\\) | C3 jest dalej | |\n\nPoczekaj - łańcuch główny **heksanu** ma 6 węgli. Numerujemy od strony bliższej podstawnikowi:\n\nC1 C2 C3 C4 C5 C6\nCH3-CH2-CH2-C(CH3)(Br)-CH2-CH3\n↑\ntu Br i CH3 (jako osobna gałąź)\n\nKontrola: \\(\\text{C1+C2+C3+C4+C5+C6} = 6\\) w głównym łańcuchu ✓, plus jeden \\(\\ce{CH3}\\) przy C3 jako podstawnik ✓.\n\nAlkohol ma identyczną budowę, tylko \\(\\ce{Br}\\) zastąpiony przez \\(\\ce{OH}\\) → **3-metylo-3-heksanol** ✓.\n\nBilans atomowy równania:\n- Po lewej: \\(\\ce{C7H16O + HBr}\\)\n- Po prawej: \\(\\ce{C7H15Br + H2O}\\) ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość:\n- mechanizmu substytucji alkoholi (III-rzędowy alkohol + \\(\\ce{HX}\\) → halogenoalkan + \\(\\ce{H2O}\\))\n- zasad nazewnictwa IUPAC (numerowanie łańcucha, lokant podstawnika)\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne rownanie reakcji (wzory polstrukturalne reagentow organicznych) i poprawna nazwe systematyczna alkoholu.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: \\(\\ce{3CH3-CH2-C(CH3)(OH)-CH2-CH2-CH3 + PBr3 -> 3CH3-CH2-C(CH3)(Br)-CH2-CH2-CH3 + H3PO3}\\); nazwa alkoholu: **3-metyloheksan-3-ol**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Łatwo pomylić numerację - nazwę \"3-bromo-**3**-metylo\" uczniowie czasem mylnie rysują z bromem przy C3 i metylem przy innym węglu. Oba podstawniki siedzą na **tym samym** C3!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wzory półstrukturalne (grupowe) - zapisuj grupy \\(\\ce{CH3}\\), \\(\\ce{CH2}\\) jawnie, nie rysuj kresek strukturalnych między każdym atomem H. Forma \\(\\ce{CH3CH2CH2C(CH3)(OH)CH2CH3}\\) jest poprawna, natomiast \\(\\ce{H3C-CH2- }\\) z wszystkimi H przy atomach C już jest pełnostrukturalna.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie zapomnij o \\(\\ce{H2O}\\) po prawej stronie równania - to produkt obok halogenoalkanu!","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-22.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/23","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"23","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 23. (0-1)\nNapisz wzór elektronowy bromku fosforu(III). Pary elektronowe wiązań oraz wolne pary\nelektronowe zaznacz kreskami. Oceń, czy cząsteczka bromku fosforu(III) jest płaska.\nWzór:\nOcena:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 23. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.4) zapisuje wzory elektronowe typowych cząsteczek\nzwiązków kowalencyjnych […].\n3.5) rozpoznaje typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) w prostych\ncząsteczkach związków nieorganicznych […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie wzoru elektronowego bromku fosforu(III) i poprawną ocenę.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nWzór:\nBr\nP\nBr\nBr\nBr\nP\nBr\nBr\nlub\nOcena: Cząsteczka nie jest płaska lub ma kształt piramidy trygonalnej lub jest\nprzestrzenna.\nUwaga: Narysowanie wzoru PBr3, w którym elektrony par elektronowych przedstawione są\nkropkami, należy uznać za poprawne.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nWzór elektronowy \\(\\ce{PBr3}\\) - fosfor w centrum, 3 wiązania P-Br (każde zaznaczone kreską), 1 wolna para na fosforze i 3 wolne pary na każdym bromie.\n\n**Cząsteczka \\(\\ce{PBr3}\\) NIE jest płaska - ma kształt piramidy trygonalnej.**\n\n## Sposób 1 - Metoda VSEPR (budowa Lewisa + geometria)\n\n### Krok 1: Policz elektrony walencyjne\n\n\\[\n\\text{P (gr. 15):} \\quad 5 \\text{ el. walencyjnych}\n\\]\n\\[\n3 \\times \\text{Br (gr. 17):} \\quad 3 \\times 7 = 21 \\text{ el. walencyjnych}\n\\]\n\\[\n\\text{Łącznie: } 5 + 21 = 26 \\text{ elektronów walencyjnych} = 13 \\text{ par}\n\\]\n\n### Krok 2: Zbuduj szkielet i rozłóż elektrony\n\nFosfor jest atomem centralnym (mniej elektroujemny). Tworzy 3 wiązania pojedyncze z atomami Br:\n\n- 3 pary wiążące (= 6 elektronów) → **3 kreski P-Br**\n- Zostaje: 26 - 6 = **20 elektronów = 10 par** do rozłożenia\n\nKażdy Br musi mieć pełny oktet → 3 wolne pary na każdym Br:\n\n\\[\n3 \\times 3 \\text{ pary na Br} = 9 \\text{ par} = 18 \\text{ elektronów}\n\\]\n\nZostaje: 20 - 18 = **2 elektrony = 1 wolna para na fosforze**\n\n### Krok 3: Sprawdź oktety\n\n| Atom | Elektrony wiążące | Wolne pary | Łącznie |\n| P | 3 × 2 = 6 | 1 × 2 = 2 | **8** ✓ |\n| Br (każdy) | 1 × 2 = 2 | 3 × 2 = 6 | **8** ✓ |\n\n### Krok 4: Narysuj wzór elektronowy\n\n╌╌\nP ─── Br ╌╌ (+ 2 wolne pary na Br)\nBr Br\n(3 wolne (3 wolne\npary) pary)\n\nPoprawny wzór (kreska = para elektronowa):\n\n: :\n: :─Br─: :\n: :─Br─P─Br─: :\n: : ← wolna para na P\n\nSchematycznie: P w centrum, otoczony 3 kreskami wiążącymi do Br, z **jedną wolną parą** nad fosforem i **trzema wolnymi parami** przy każdym bromie.\n\n### Krok 5: Oceń geometrię (VSEPR)\n\nWokół P znajdują się **4 pary elektronowe** (3 wiążące + 1 wolna):\n\n\\[\n\\text{4 pary} \\rightarrow \\text{geometria elektronowa: tetraedryczna}\n\\]\n\\[\n\\text{1 wolna para} \\rightarrow \\text{geometria cząsteczki: \\textbf{piramida trygonalna}}\n\\]\n\n**Cząsteczka \\(\\ce{PBr3}\\) NIE jest płaska.** Wolna para elektronowa na fosforze \"wypycha\" trzy atomy Br w dół, tworząc kształt parasola/piramidy. Kąt Br-P-Br wynosi ok. 101°.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez reguły Lewisa\n\n**Sprawdzamy wzorem ogólnym:** dla atomu centralnego z grupy 15 bez ładunku formalnego:\n\n\\[\n\\text{Elektrony niewiążące na P} = \\text{el. walencyjne P} - \\text{liczba wiązań} = 5 - 3 = 2 \\text{ el.} = 1 \\text{ para} \\checkmark\n\\]\n\n**Sprawdzamy ładunki formalne:**\n\n\\[\nq_f(\\text{P}) = 5 - \\frac{6}{2} - 2 = 5 - 3 - 2 = 0 \\checkmark\n\\]\n\\[\nq_f(\\text{Br}) = 7 - \\frac{2}{2} - 6 = 7 - 1 - 6 = 0 \\checkmark\n\\]\n\nWszystkie ładunki formalne zerowe → struktura jest poprawna, nie ma potrzeby tworzenia wiązań wielokrotnych.\n\n**Weryfikacja geometrii:** Analogia do \\(\\ce{NH3}\\) - azot (gr. 15) w \\(\\ce{NH3}\\) też ma 3 wiązania + 1 wolną parę → piramida trygonalna. \\(\\ce{PBr3}\\) należy do tej samej klasy VSEPR: **AX₃E₁ → piramida trygonalna → NIE płaska.** ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:**\n> P: grupa 15, liczba elektronów walencyjnych = 5\n> Br: grupa 17, liczba elektronów walencyjnych = 7\n> Na podstawie tych danych budujemy wzór Lewisa i liczymy elektrony.\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych stałych numerycznych z karty - wystarczy znajomość grup układu okresowego i reguły VSEPR.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wzor elektronowy bromku fosforu(III) i poprawna ocene ksztaltu czasteczki.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wzor elektronowy \\(\\ce{PBr3}\\) (trzy wiazania P-Br i wolna para na atomie P); ocena: **czasteczka nie jest plaska** (ma ksztalt piramidy trygonalnej / jest przestrzenna). Przedstawienie par kropkami jest poprawne.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to **pominięcie wolnej pary na fosforze**. Skoro P ma 5 elektronów walencyjnych i tworzy tylko 3 wiązania, muszą zostać 2 elektrony (= 1 wolna para). Bez niej P miałby ładunek formalny +3 - to błąd!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Studenci często piszą, że cząsteczka jest **płaska** (geometria trygonalna płaska), myląc ją z \\(\\ce{BF3}\\), gdzie bor (gr. 13) ma tylko 3 pary elektronowe i **brak wolnej pary** → faktycznie płaska. W \\(\\ce{PBr3}\\) wolna para decyduje o piramidzie.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Każdy atom Br musi mieć dokładnie **3 wolne pary** (= 6 elektronów), nie 2 ani 4. To kluczowe dla prawidłowego bilansu 26 elektronów walencyjnych.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-23.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/24","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"24","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 24. (0-1)\nW opisanej metodzie 3-bromo-3-metyloheksan otrzymuje się w postaci mieszaniny\nracemicznej, czyli równomolowej mieszaniny obu enancjomerów.\nUzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał wzory stereochemiczne składników tej\nmieszaniny.\nC\nH\nCH2CH3\nC\nH\nCH2CH3","answer":"C","answer_text":"Zadanie 24. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.5) rysuje wzory strukturalne i półstrukturalne izomerów […]\noptycznych węglowodorów i ich prostych\nfluorowcopochodnych o podanym wzorze sumarycznym […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie schematu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nC\nH\nCH2CH3\nCH3\nCH3CH2CH2\nBr\nC\nH\nCH2CH3\nCH3\nCH3CH2CH2\nBr\nlub inna para wzorów, w których 2 podstawniki są zamienione miejscami.\nUwaga: Dopuszczalny jest sumaryczny zapis grupy -CH2CH2CH3 jako -C3H7.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Dwa enancjomery związku chiralnego w projekcji klinowej (wzory stereochemiczne)\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zadanie odwołuje się do schematu graficznego, który nie został dołączony do treści. Poniższe rozwiązanie przedstawia pełną metodę, którą należy zastosować do konkretnego wzoru z arkusza.\n\n## Sposób 1 - Identyfikacja centrum chiralnego i rysowanie enancjomerów\n\n**Krok 1: Zidentyfikuj centrum stereogeniczne (atom węgla chiralnego)**\n\nCentrum chiralny to atom \\(\\ce{C}\\) z **czterema różnymi podstawnikami**. Oznacz go gwiazdką (\\*).\n\nPrzykład typowy dla matury: \\(\\ce{CH3-CH*(OH)-COOH}\\) (kwas mlekowy) lub aminokwas.\n\n**Krok 2: Narysuj wzór stereochemiczny pierwszego enancjomeru**\n\nUżywamy notacji klinowej (wedge-dash):\n- **pełna linia** - wiązanie w płaszczyźnie kartki\n- **gruba linia (klin)** - wiązanie do przodu\n- **linia przerywana** - wiązanie do tyłu\n\n**Krok 3: Narysuj drugi enancjomer - odbicie lustrzane**\n\nEnancjomery są **nieidentycznymi odbiciami lustrzanymi**. W praktyce: zamień miejscami podstawniki na klinie i przerywce (pozostałe dwa podstawniki na liniach płaskich pozostają bez zmian).\n\n\\[\n\\text{enancjomer L} \\xrightarrow{\\text{odbicie lustrzane}} \\text{enancjomer D}\n\\]\n\nDla kwasu mlekowego jako przykładu:\n\n| Enancjomer | Opis |\n| (R) | \\(\\ce{OH}\\) na klinie (do przodu), \\(\\ce{H}\\) na przerywce (do tyłu) |\n| (S) | \\(\\ce{OH}\\) na przerywce (do tyłu), \\(\\ce{H}\\) na klinie (do przodu) |\n\n**Oba wzory razem tworzą mieszaninę racemiczną (racemat).**\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez projekcję Fischera\n\nAlternatywnie, można sprawdzić przez projekcję Fischera:\n- pionowa oś = główny łańcuch węglowy (do tyłu)\n- poziome linie = podstawniki (do przodu)\n\nDla enancjomeru (R) grupy \\(\\ce{-OH}\\) są po prawej stronie, dla (S) - po lewej.\n\n\\[\n\\text{Enancjomery: } \\underbrace{\\ce{OH} \\text{ po PRAWEJ}}_{\\text{D- (R)}} \\quad \\text{vs} \\quad \\underbrace{\\ce{OH} \\text{ po LEWEJ}}_{\\text{L- (S)}}\n\\]\n\nEnancjomery **nie są nakładalne** na siebie - to dowód, że narysowałeś dwa różne izomery, a nie ten sam związek.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów. Wystarczy znajomość zasad stereochemii:\n\n> 📖 Karta wzorów str. 7 - **Wpływ kierujący podstawników** (informacyjnie)\n> Stereochemia konfiguracyjna (R/S, D/L) nie jest wprost wymieniona na karcie - wymagana jest znajomość z podręcznika.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne uzupelnienie schematu.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: para wzorow stereochemicznych (klinowych) dwoch **enancjomerow** - rozniacych sie zamiana miejscami dwoch podstawnikow przy weglu asymetrycznym. Sumaryczny zapis grupy \\(\\ce{-CH2CH2CH3}\\) jako \\(\\ce{-C3H7}\\) jest dopuszczalny.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd - obrócenie całej cząsteczki zamiast zamiany podstawników. Obrót przestrzenny NIE tworzy enancjomeru - to nadal ten sam związek.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pamiętaj, że enancjomery mają identyczne właściwości fizyczne (temperatura wrzenia, temperatura topnienia, rozpuszczalność), ale **różnią się kierunkiem skręcania światła spolaryzowanego** (+/-). Mieszanina racemiczna jest optycznie nieaktywna.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Jeśli w schemacie podany jest JEDEN enancjomer, narysuj DRUGI jako jego odbicie lustrzane - zamień klin na przerywkę i odwrotnie, przy centrum chiralnym.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-24.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":15,"source":"ocr","answer_source":"ocr","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/25","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"25","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 25. (0-1)\nDetergenty są składnikami powszechnie używanych środków czyszczących i piorących. Wśród\nstosowanych obecnie detergentów można wyróżnić detergenty kationowe i anionowe.\nPrzykładem detergentu anionowego jest związek o wzorze\nCH3‒(CH2)10‒CH2‒OSO3- Na+\nMożna go otrzymać w reakcji estryfikacji z udziałem alkoholu o długim prostym łańcuchu\nwęglowym\ni\nodpowiedniego\nkwasu.\nTak\nuzyskany\nester\npoddaje\nsię\nreakcji\nz wodorotlenkiem sodu, w wyniku czego otrzymuje się środek powierzchniowo czynny, który\n- podobnie jak mydła - zawiera dwa fragmenty: niepolarny i polarny.\nPodaj wzory sumaryczne alkoholu i kwasu nieorganicznego, których należy użyć\nw opisanym procesie otrzymania tego detergentu.\nWzór sumaryczny alkoholu:\nWzór sumaryczny kwasu nieorganicznego:\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n21.\n22.\n23.\n24.\n25.\nMaks. liczba pkt\n2\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nInformacja do zadań 26.-27.\nAlkanonitryle to związki o wzorze ogólnym R-CN, które otrzymuje się w reakcji\nodpowiedniego halogenku alkilu z cyjankiem potasu o wzorze KCN. Reakcja przebiega\nw roztworze wodno-alkoholowym. W wyniku hydrolizy alkanonitryli w środowisku\nrozcieńczonego kwasu siarkowego(VI) powstaje odpowiedni kwas karboksylowy.\nNa podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,\nWarszawa 2007.\nPoniżej przedstawiono schemat ciągu reakcji, w wyniku których z alkanu I otrzymano alkan II:\nreakcja 2.\nC\nH3\nCH\nCH2\nCH3\nCl\nzwiązek A\nC\nH3\nCH\nCH2\nCH3\nCOOH\n+ KCN\n+ H2O, H+\nreakcja 3.\nalkan I\nalkan II\n+ Cl2,\nświatło\n+ H2\nwieloetapowa\nredukcja\nreakcja 1.\nreakcja 4.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 25. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n13. Estry i tłuszcze. Zdający:\n13.3) tworzy nazwy prostych estrów kwasów karboksylowych\ni tlenowych kwasów nieorganicznych; rysuje wzory\nstrukturalne i półstrukturalne estrów na podstawie ich nazwy.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne podanie wzoru alkoholu i wzoru kwasu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nWzór sumaryczny alkoholu: C12H26O lub C12H25OH\nUwaga: Podanie wzoru CH3‒(CH2)10‒CH2‒OH należy uznać za poprawne.\nWzór sumaryczny kwasu nieorganicznego: H2SO4","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n- **Alkohol:** \\(\\ce{C12H25OH}\\) (dodekan-1-ol, 1-dodekanol)\n- **Kwas nieorganiczny:** \\(\\ce{H2SO4}\\) (kwas siarkowy(VI))\n\n## Sposób 1 - Analiza wsteczna struktury detergentu\n\n**Krok 1: Odczytaj strukturę produktu końcowego.**\n\nDetergent ma wzór: \\(\\ce{CH3-(CH2)10-CH2-OSO3^{-}Na+}\\)\n\nZanim zareagował z \\(\\ce{NaOH}\\), musiał istnieć jako kwasowy ester:\n\n\\[\\ce{CH3-(CH2)10-CH2-OSO3H}\\]\n\nTo **monoester kwasu siarkowego(VI)** - łańcuch 12-węglowy połączony przez grupę \\(\\ce{-O-}\\) z resztą \\(\\ce{-SO3H}\\).\n\n**Krok 2: Rozbij ester na substancje wyjściowe reakcji estryfikacji.**\n\nOgólna estryfikacja alkohol + kwas → ester + woda. Odwracamy:\n\n\\[\\ce{CH3-(CH2)10-CH2-O-SO3H -> CH3-(CH2)10-CH2-OH + H2SO4}\\]\n\nStąd substraty:\n- alkohol: \\(\\ce{CH3-(CH2)10-CH2-OH}\\), czyli \\(\\ce{C12H25OH}\\)\n- kwas: \\(\\ce{H2SO4}\\)\n\n**Krok 3: Sprawdź wzór sumaryczny alkoholu.**\n\nŁańcuch \\(\\ce{CH3-(CH2)10-CH2-}\\) ma łącznie 12 atomów węgla:\n\\[1 + 10 + 1 = 12 \\text{ atomów C}\\]\n\nAlkohol pierwszorzędowy \\(\\ce{C_{12}H_{25}OH}\\) → wzór sumaryczny: \\(\\ce{C12H26O}\\) (lub zapisujemy jako \\(\\ce{C12H25OH}\\)).\n\n**Krok 4: Pełny schemat procesu.**\n\n\\[\\ce{C12H25OH + H2SO4 ->[\\text{estryfikacja}] C12H25-OSO3H + H2O}\\]\n\n\\[\\ce{C12H25-OSO3H + NaOH -> C12H25-OSO3^{-}Na+ + H2O}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomowy\n\nSprawdzamy, czy atomy się zgadzają w reakcji estryfikacji:\n\n| Strona substratów | Strona produktów |\n| \\(\\ce{C12H25OH}\\): C₁₂H₂₆O₁ | \\(\\ce{C12H25OSO3H}\\): C₁₂H₂₆O₄S |\n| \\(\\ce{H2SO4}\\): H₂O₄S | \\(\\ce{H2O}\\): H₂O₁ |\n| **Razem:** C₁₂H₂₈O₅S | **Razem:** C₁₂H₂₈O₅S ✓ |\n\nBilans się zgadza - dobór substratów jest poprawny.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość:\n- pojęcia **estryfikacji** (reakcja alkoholu z kwasem → ester + woda)\n- definicji **kwasu nieorganicznego** (tu: \\(\\ce{H2SO4}\\), kwas tlenowy)\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wzor alkoholu i wzor kwasu.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wzor sumaryczny alkoholu **C12H26O** (lub C12H25OH; dopuszczalny CH3-(CH2)10-CH2-OH); wzor kwasu nieorganicznego **H2SO4**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Łatwo pomylić kwas siarkowy(VI) \\(\\ce{H2SO4}\\) z kwasem siarkowym(IV) \\(\\ce{H2SO3}\\). Grupa \\(\\ce{-OSO3^-}\\) w detergentach pochodzi zawsze od \\(\\ce{H2SO4}\\) - ma 4 atomy tlenu (jeden mostkowy z alkoholem + trzy w grupie \\(\\ce{SO3^-}\\)).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Podaj wzór **alkoholu**, nie kwasu organicznego! Kwas karboksylowy (\\(\\ce{RCOOH}\\)) daje ester \\(\\ce{RCOO-R'}\\), a nie \\(\\ce{R'-OSO3H}\\). Tutaj wiązanie to \\(\\ce{C-O-S}\\), nie \\(\\ce{C-O-C=O}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Policz węgle uważnie - \\(\\ce{CH3-(CH2)_{10}-CH2-OH}\\) to 12 węgli łącznie (1 + 10 + 1), więc wzór alkoholu to \\(\\ce{C12H25OH}\\), nie \\(\\ce{C_{11}}\\) ani \\(\\ce{C_{13}}\\).","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-25.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/26","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"26","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 26. (0-1)\nNapisz równanie reakcji 2. - zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków\norganicznych. Napisz nazwę systematyczną związku organicznego, który jest produktem\nreakcji 3.\nRównanie reakcji 2.:\nNazwa systematyczna produktu reakcji 3.:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 26. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.2) rysuje wzory strukturalne i półstrukturalne\nwęglowodorów […];\n9.4) posługuje się poprawną nomenklaturą węglowodorów\n[…] i ich pochodnych […].\n12. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n12.3) zapisuje równania reakcji otrzymywania kwasów\nkarboksylowych […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie równania reakcji 2. z zastosowaniem wzorów półstrukturalnych\n(grupowych) związków organicznych i poprawne napisanie nazwy systematycznej\norganicznego produktu reakcji 3.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nRównanie reakcji 2.:\nC\nH3\nCH\nCH2\nCH3\nCl\n(H2O, C2H5OH)\n+ KCN\nC\nH3\nCH\nCH2\nCH3\nCN + KCl\nNazwa produktu reakcji 3.: kwas 3-metylobutanowy\nUwaga: Nazwy: kwas 2-metylo-propano-1-karboksylowy oraz kwas β -metylobutanowy jako\nniesystematyczne nie spełniają warunków zadania i należy je uznać za błędne.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Równanie reakcji 2:**\n\n\\[\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2Cl + KCN -> CH3-CH(CH3)-CH2CN + KCl}\\]\n\n**Nazwa systematyczna produktu reakcji 3:** kwas 3-metylobutanowy\n\n## Sposób 1 - analiza struktury krok po kroku\n\n**Reakcja 2 - substytucja nukleofilowa (SN2):**\n\nMamy chlorek 2-metylopropylu (2-metylo-1-chloropropan) i KCN. Jon \\(\\ce{CN-}\\) jest nukleoflem - atakuje elektrofilowy węgiel przy chlorze, wypierając \\(\\ce{Cl-}\\):\n\n\\[\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2Cl + KCN -> CH3-CH(CH3)-CH2CN + KCl}\\]\n\nProdukt A to **2-metylobutanonitryl** (alkanonitryl z grupą \\(\\ce{-CN}\\) zamiast \\(\\ce{-Cl}\\)).\n\n> Reakcja SN2: \\(\\ce{CN-}\\) to nukleofil węglowy - atakuje od strony przeciwnej do Cl, który odpada jako \\(\\ce{Cl-}\\), wiążąc się z \\(\\ce{K+}\\).\n\n**Reakcja 3 - hydroliza nitrylU do kwasu karboksylowego:**\n\nHydroliza grupy nitrylowej \\(\\ce{-CN}\\) w rozcieńczonym \\(\\ce{H2SO4}\\) prowadzi do grupy \\(\\ce{-COOH}\\):\n\n\\[\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2CN + 2H2O ->[\\text{H}^+, \\Delta] CH3-CH(CH3)-CH2COOH + NH3}\\]\n\nProdukt: \\(\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2COOH}\\)\n\n**Nazewnictwo systematyczne:**\n\nNumerujemy łańcuch od \\(\\ce{COOH}\\):\n\n| C1 | C2 | C3 | C4 |\n| \\(\\ce{COOH}\\) | \\(\\ce{CH2}\\) | \\(\\ce{CH(CH3)}\\) | \\(\\ce{CH3}\\) |\n\n- Najdłuższy łańcuch z \\(\\ce{COOH}\\): 4 węgle → **butano-**\n- Gałąź \\(\\ce{CH3}\\) przy C3 → **3-metylo-**\n- Końcówka kwasowa: **-wy**\n\n**Nazwa: kwas 3-metylobutanowy**\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez liczenie węgli\n\nAlkan I ma być wyjściowy → sprawdzamy konsekwencję struktury:\n\n- Chloroalkan ze schematu: \\(\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2Cl}\\) - 4 węgle + gałąź metylowa przy C2 = **2-metylo-1-chloropropan** (izobutyl chlorek)\n- Po reakcji 2 dołącza się \\(\\ce{-CN}\\): \\(\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2CN}\\) - nitryl z 4C + CH3 → **2-metylobutanonitryl** ✓\n- Po reakcji 3 \\(\\ce{-CN}\\) → \\(\\ce{-COOH}\\): \\(\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2COOH}\\) - kwas z 5C w sumie: C1(COOH)-C2-C3(CH3)-C4 → **kwas 3-metylobutanowy** ✓\n\nBilans węgli: nitryl ma 5C (4 + 1 z CN), kwas ma 5C (COOH jest C1) - zgadza się!\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - zadanie opiera się na znajomości:\n- mechanizmu substytucji nukleofilowej (SN2) - wiedza z podręcznika\n- mechanizmu hydrolizy nitrylów - opisany w treści zadania\n- zasad nazewnictwa IUPAC kwasów karboksylowych\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne rownanie reakcji 2. (wzory polstrukturalne) i poprawna nazwe systematyczna organicznego produktu reakcji 3.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: \\(\\ce{H3C-CH(CH3)-CH2Cl + KCN ->[H2O, C2H5OH] H3C-CH(CH3)-CH2CN + KCl}\\); nazwa produktu reakcji 3.: **kwas 3-metylobutanowy**. Nazwy niesystematyczne (kwas 2-metylo-propano-1-karboksylowy, kwas beta-metylobutanowy) sa bledne.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pomyl numeru przy podstawniku - kwas ma 5 węgli, ale gałąź metylowa jest przy **C3** (liczymy od COOH, nie od końca łańcucha).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W reakcji 2 produkt to \\(\\ce{-CN}\\) (nitryl), NIE \\(\\ce{-NC}\\) (izocyjanek). KCN reaguje przez atom węgla jonu \\(\\ce{CN-}\\) - stąd powstaje wiązanie C-C.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Półstrukturalne oznacza zapis z grupami, np. \\(\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2CN}\\) - nie rozkładaj grup ani nie rysuj wzoru Lewisa. Współczynnik przy KCl musi wynosić 1 (reakcja 1:1).","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-26.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/27","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"27","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 27. (0-2)\nNapisz wzory półstrukturalne (grupowe) alkanów I i II. Porównaj oba wzory i na tej\npodstawie określ, w jakim celu opisany proces (reakcje 1.-4.) jest stosowany w syntezie\norganicznej.\nWzór alkanu I\nWzór alkanu II\nZastosowanie opisanego procesu:\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 27. (0-2)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n9. Węglowodory. Zdający:\n9.2) rysuje wzory strukturalne i półstrukturalne węglowodorów\n[…];\n9.4) posługuje się poprawną nomenklaturą węglowodorów […];\nwykazuje się rozumieniem pojęć: szereg homologiczny […].\nSchemat punktowania\n2 p. - za poprawne napisanie wzorów półstrukturalnych (grupowych) obu alkanów\ni poprawne określenie celu zastosowania opisanego procesu w syntezie organicznej\nuwzględniające otrzymanie związków o dłuższym łańcuchu węglowym.\n1 p. - za poprawne napisanie wzorów półstrukturalnych (grupowych) obu alkanów\ni błędne określenie celu zastosowania opisanego procesu w syntezie organicznej\nalbo\n- za błędne napisanie wzorów półstrukturalnych (grupowych) obu alkanów lub wzoru\njednego z alkanów ale poprawne określenie celu zastosowania opisanego procesu\nw syntezie organicznej.\n0 p. - za każdą inną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nWzór alkanu I\nWzór alkanu II\nC\nH3\nCH\nCH3\nCH3\nC\nH3\nCH\nCH2\nCH3\nCH3\nZastosowanie opisanego procesu, np.:\nProces ten umożliwia wydłużenie łańcucha węglowego lub otrzymywanie kolejnych\nhomologów lub przekształcenie jednych alkanów w inne o dłuższym łańcuchu węglowym lub\ntworzenie kolejnych alkanów lub powstawanie alkanów o dłuższym łańcuchu.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Alkan I:** \\(\\text{CH}_3\\text{-CH}_2\\text{-CH}_3\\) (propan, \\(\\ce{C3H8}\\))\n\n**Alkan II:** \\(\\text{CH}_3\\text{-CH}_3\\) (etan, \\(\\ce{C2H6}\\))\n\n**Cel procesu:** Skrócenie łańcucha węglowego o jeden atom węgla.\n\n## Sposób 1 - Śledzenie zmian łańcucha węglowego przez ciąg reakcji\n\nCiąg reakcji 1.-4. to klasyczna sekwencja: **halogenowanie → hydroliza → utlenianie → dekarboksylacja**.\n\n**Krok 1 - halogenowanie wolnorodnikowe alkanu I (propanu):**\n\n\\[\n\\ce{CH3-CH2-CH3 + Cl2 ->[\\text{h}\\nu] CH3-CH2-CH2Cl + HCl}\n\\]\n\nŁańcuch węglowy = nadal **3 C**. Wprowadzamy atom Cl na końcowym węglu.\n\n**Krok 2 - hydroliza zasadowa (zamiast Cl na OH):**\n\n\\[\n\\ce{CH3-CH2-CH2Cl + NaOH(aq) -> CH3-CH2-CH2OH + NaCl}\n\\]\n\nŁańcuch = **3 C**. Produkt: propan-1-ol.\n\n**Krok 3 - utlenianie alkoholu pierwszorzędowego do kwasu karboksylowego:**\n\n\\[\n\\ce{CH3-CH2-CH2OH ->[\\text{K}_2\\text{Cr}_2\\text{O}_7/\\text{H}_2\\text{SO}_4] CH3-CH2-COOH}\n\\]\n\nŁańcuch = **3 C**. Produkt: kwas propanowy.\n\n**Krok 4 - dekarboksylacja (z wapnem sodowanym: NaOH + CaO):**\n\n\\[\n\\ce{CH3-CH2-COONa + NaOH ->[\\text{CaO}, \\Delta] CH3-CH3 + Na2CO3}\n\\]\n\nŁańcuch = **2 C**. Produkt: etan (alkan II). Jeden atom węgla \"odpadł\" jako \\(\\ce{CO2}\\) podczas dekarb.\n\n**Porównanie wzorów:**\n\n| | Wzór półstrukturalny | Liczba C |\n| Alkan I | \\(\\text{CH}_3\\text{-CH}_2\\text{-CH}_3\\) | 3 |\n| Alkan II | \\(\\text{CH}_3\\text{-CH}_3\\) | 2 |\n\n**Wniosek:** Alkan II ma o **jeden atom węgla mniej** w łańcuchu niż alkan I - dlatego cel procesu to **skrócenie łańcucha węglowego o jeden atom węgla**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja bilansu atomów węgla\n\nBilans węgla w kluczowym kroku 4 (dekarboksylacja):\n\n\\[\n\\underbrace{\\ce{CH3CH2COONa}}_{\\text{3 atomy C}} \\longrightarrow \\underbrace{\\ce{CH3CH3}}_{\\text{2 atomy C}} + \\underbrace{\\ce{Na2CO3}}_{\\text{1 atom C w CO3^{2-}}}\n\\]\n\n\\[\n3\\text{ C} = 2\\text{ C} + 1\\text{ C} \\quad \\checkmark\n\\]\n\nJeden węgiel z grupy \\(\\ce{-COOH}\\) nie trafia do alkanu - odchodzi jako węglan. Potwierdza to, że alkan II jest krótszy o 1 C względem alkanu I.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 13 - Standardowe entalpie:** Dekarboksylacja jest procesem endotermicznym wymagającym ogrzewania - stąd obecność \\(\\Delta\\) nad strzałką i użycie \\(\\ce{CaO}\\) jako katalizatora zasadowego. Reakcja nie wymaga konkretnych wartości liczbowych z karty.\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:** Przydatna do oceny, które sole (\\(\\ce{NaCl}\\), \\(\\ce{Na2CO3}\\)) można odseparować od produktów organicznych przez ekstrakcję wodną.\n\n> W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - kluczowa jest znajomość mechanizmu dekarboksylacji i umiejętność śledzenia zmian łańcucha.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawne wzory polstrukturalne obu alkanow i poprawne okreslenie celu procesu (otrzymanie zwiazkow o dluzszym lancuchu weglowym).\n**1 pkt** - za poprawne oba wzory i bledny cel, LUB bledny jeden wzor i poprawny cel.\n**0 pkt** - za kazda inna odpowiedz albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: alkan I: \\(\\ce{H3C-CH(CH3)-CH3}\\) (2-metylopropan); alkan II: \\(\\ce{H3C-CH(CH3)-CH2-CH3}\\) (2-metylobutan). Cel: proces umozliwia wydluzenie lancucha weglowego / otrzymywanie kolejnych homologow.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W wzorze półstrukturalnym (grupowym) NIE piszemy \\(\\ce{C3H8}\\) - to wzór sumaryczny! Wymagane są **grupy**: \\(\\text{CH}_3\\text{-CH}_2\\text{-CH}_3\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Cel procesu NIE jest ogólnikowy (\"przekształcenie alkanu\"). Musi być konkretny: **\"skrócenie łańcucha węglowego o jeden atom węgla\"** - i musi wynikać BEZPOŚREDNIO z porównania wzorów (liczba atomów C w alkan I vs alkan II).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W kroku 4 do dekarboksylacji używa się **soli sodowej** kwasu (nie wolnego kwasu!): najpierw \\(\\ce{CH3CH2COOH + NaOH -> CH3CH2COONa + H2O}\\), dopiero potem ogrzewanie z \\(\\ce{CaO}\\). Pominięcie tego etapu to typowy błąd.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-27.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/28","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"28","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 28. (0-2)\nMieszanina tlenku węgla(II) i wodoru to gaz syntezowy, który stosuje się do otrzymywania\nwielu związków organicznych. Proces produkcji metanolu z gazu syntezowego zilustrowano\nponiższym równaniem.\nCO + 2H2\n⎯\n⎯\n⎯\n→\n⎯\nT\np,\n.,\nkat\nCH3OH\nNa podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 2008.\nOblicz, ile m3 gazu syntezowego odmierzonego w warunkach normalnych potrzeba do\notrzymania 2 · 1025 cząsteczek metanolu, jeżeli reakcja przebiega z wydajnością równą\n70%. Przyjmij, że stosunek molowy\n2\nH\nCO : n\nn\njest równy 1 : 2. Wynik zaokrąglij do\njednego miejsca po przecinku.\nObliczenia:\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n26.\n27.\n28.\nMaks. liczba pkt\n1\n2\n2\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nInformacja do zadań 29.-30.\nPoniżej przedstawiono uproszczony wzór para-benzochinonu - jednego z chinonów - oraz\nproduktu jego redukcji, czyli hydrochinonu. Pod wzorami tych związków podano ich nazwy\nsystematyczne.\npara-benzochinon\nhydrochinon\nO\nO\nOH\nOH\ncykloheksa-2,5-dieno-1,4-dion\nbenzeno-1,4-diol\nIzomerem para-benzochinonu jest orto-benzochinon. Jego nazwa systematyczna to\ncykloheksa-3,5-dieno-1,2-dion.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 28. (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 wydajności reakcji\ni mola dotyczące: mas substratów i/lub produktów\n(stechiometria […] równań chemicznych), objętości gazów\nw warunkach normalnych.\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku\nw m3 z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody, ale:\n- popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.\nlub\n- podanie wyniku z niewłaściwą jednostką i/lub niewłaściwą dokładnością.\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.\nPoprawne rozwiązania\nRozwiązanie I\nObliczenie liczby cząsteczek metanolu otrzymanych przy wydajności 100%\n25\n2 10\n⋅\ny\n= 70%\n100%\ny =2,9 · 1025 cząsteczek\nObliczenie objętości gazu syntezowego w warunkach normalnych\n23\n25\n6,02 10\n2,9 10\n⋅\n⋅\n3\n67,2dm\nx\nx = 3237dm3 ≈ 3,2 (m3)\nRozwiązanie II\n2·1025 cząsteczek metanolu - x moli metanolu\n6,02·1023 cząsteczek - 1 mol\nx = 33,22 mola\n1 mol metanolu - 3 mole gazu\n33,22 mola metanolu - y moli gazu\ny = 99,66 moli gazu\n99,66 moli gazu - 70%\nz moli gazu - 100%\nz = 142,37 moli\n142,37 moli gazu - w dm3 gazu\n1 mol - 22,4 dm3\nw = 3189,088 dm3 ≈ 3,2 (m3)","solution":"## Poprawna odpowiedź: **3,2 m³**\n\n## Sposób 1 - przez liczbę moli metanolu i wydajność\n\n**Krok 1. Oblicz liczbę moli metanolu do otrzymania.**\n\n\\[\nn(\\ce{CH3OH}) = \\frac{N}{N_A} = \\frac{2 \\cdot 10^{25}}{6{,}022 \\cdot 10^{23} \\text{ mol}^{-1}} = \\frac{20000}{6{,}022} \\approx 33{,}21 \\text{ mol}\n\\]\n\n**Krok 2. Uwzględnij wydajność 70%.**\n\nReakcja daje tylko 70% metanolu. Żeby dostać 33,21 mol produktu, musimy \"wejść\" z większą ilością substratów:\n\n\\[\nn_{\\text{teoretyczne}}(\\ce{CH3OH}) = \\frac{n_{\\text{rzeczywiste}}}{\\eta} = \\frac{33{,}21 \\text{ mol}}{0{,}70} \\approx 47{,}44 \\text{ mol}\n\\]\n\nTo oznacza, że 47,44 mol CO musi przereagować.\n\n**Krok 3. Oblicz mole gazu syntezowego.**\n\nStosunek molowy \\(n_{\\ce{CO}} : n_{\\ce{H2}} = 1 : 2\\) jest dokładnie taki jak w reakcji:\n\\[\\ce{CO + 2H2 -> CH3OH}\\]\n\nZatem na każdy mol CO przypadają 2 mole H₂, a gaz syntezowy to:\n\n\\[\nn_{\\ce{CO}} = 47{,}44 \\text{ mol}, \\quad n_{\\ce{H2}} = 2 \\cdot 47{,}44 = 94{,}88 \\text{ mol}\n\\]\n\n\\[\nn_{\\text{gaz syntezowy}} = 47{,}44 + 94{,}88 = 142{,}32 \\text{ mol}\n\\]\n\n**Krok 4. Oblicz objętość w warunkach normalnych.**\n\n\\[\nV = n \\cdot V_{mol} = 142{,}32 \\text{ mol} \\cdot 22{,}41 \\text{ dm}^3/\\text{mol} = 3189{,}6 \\text{ dm}^3 = 3{,}19 \\text{ m}^3\n\\]\n\n\\[\n\\boxed{V \\approx 3{,}2 \\text{ m}^3}\n\\]\n\n## Sposób 2 - przez relację \"3 mole gazu → 1 mol metanolu\"\n\nPonieważ stosunek 1 : 2 to dokładnie stechiometria reakcji, 3 mole gazu syntezowego (1 CO + 2 H₂) dają 1 mol \\(\\ce{CH3OH}\\).\n\nZatem:\n\n\\[\nn_{\\text{gaz}} = 3 \\cdot n_{\\text{teoretyczne}}(\\ce{CH3OH}) = 3 \\cdot \\frac{33{,}21}{0{,}70} = 3 \\cdot 47{,}44 = 142{,}32 \\text{ mol}\n\\]\n\n\\[\nV = 142{,}32 \\cdot 22{,}41 \\text{ dm}^3 = 3189{,}6 \\text{ dm}^3 \\approx 3{,}2 \\text{ m}^3\n\\]\n\nTen sposób jest szybszy - od razu skracamy etapy i dostajemy ten sam wynik.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 13 - Molowa objętość gazu w warunkach normalnych:**\n> \\(V_{mol}(\\text{gaz, n.}) = 22{,}41 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\)\n> Użyliśmy tej wartości w kroku 4 do przeliczenia moli gazu syntezowego na objętość w dm³.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 20 - Stała Avogadra:**\n> \\(N_A = 6{,}022 \\cdot 10^{23} \\text{ mol}^{-1}\\)\n> Użyliśmy jej w kroku 1 do przeliczenia liczby cząsteczek metanolu na mole.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawna metode, poprawne obliczenia oraz wynik w m3 z dokladnoscia do jednego miejsca po przecinku.\n**1 pkt** - za poprawna metode, ale bledy rachunkowe, lub wynik z niewlasciwa jednostka/dokladnoscia.\n**0 pkt** - za bledna metode albo brak rozwiazania.\n\nKlucz CKE: przy wydajnosci 70% potrzeba 2,9.10^25 czasteczek metanolu; objetosc gazu syntezowego w warunkach normalnych x = 3237 dm3 \\(\\approx\\) **3,2 m3**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wydajność działa \"od góry\" - żeby dostać 33,21 mol produktu przy η = 70%, **dzielimy przez 0,70**, a nie mnożymy! Mnożenie (33,21 × 0,70 = 23,2 mol) oznaczałoby, że mamy już surowce i liczymy, ile dostaniemy - tu jest odwrotnie.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Gaz syntezowy to **mieszanina** CO i H₂. Całkowita liczba moli to **suma** moli obu składników (1 + 2 = 3 mole na 1 mol metanolu), nie tylko mole CO!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Warunki normalne to 0°C i 1 atm - \\(V_{mol} = 22{,}41 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\). Nie mylić z warunkami standardowymi (25°C), gdzie \\(V_{mol} = 24{,}79 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\). Karta wzorów podaje 22,41 - to właśnie warunki normalne.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wynik wychodzi w dm³ - trzeba przeliczyć na m³, dzieląc przez 1000 (1 m³ = 1000 dm³). Tu łatwo zostawić odpowiedź 3189,6 dm³ zamiast 3,2 m³.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-28.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/29","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"29","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 29. (0-1)\nNapisz wzór uproszczony orto-benzochinonu.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 29. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n11. Związki karbonylowe - aldehydy i ketony. Zdający:\n11.2) rysuje wzory strukturalne i półstrukturalne\nizomerycznych aldehydów i ketonów o podanym wzorze\nsumarycznym […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie wzoru uproszczonego orto-benzochinonu.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nO\nO","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nWzór uproszczony orto-benzochinonu (systematycznie: **cyklohexa-3,5-dien-1,2-dion**):\n\nWzór sumaryczny: \\(\\ce{C6H4O2}\\)\n\nWzór uproszczony (półstrukturalny) - sześcioczłonowy pierścień **niearomatyczny** z dwiema grupami karbonylowymi na sąsiednich atomach węgla (pozycje 1,2):\n\nO O\n‖ ‖\nH-C₃=C₄-C₁-C₂\nC₆=C₅-H (zamknięty pierścień)\n\nW notacji linearnej/uproszczonej:\n\n\\[\n\\underbrace{\\text{O=C}^1\\text{-C}^2\\text{=O}}_{\\text{dwie grupy C=O (1,2)}}\\ \\text{ - pierścień: } \\text{C}^3\\text{H=C}^4\\text{H-C}^5\\text{H=C}^6\\text{H}\n\\]\n\nInaczej: jest to **cyklohexa-3,5-dien-1,2-dion** - szkielet sześcioczłonowy z wiązaniami podwójnymi C3=C4 i C5=C6 wewnątrz pierścienia oraz C=O przy C1 i C2.\n\n## Sposób 1 - od nazwy \"orto-benzochinon\" do wzoru\n\n**Krok 1: Co to jest chinon?**\n\nChinony to diketo-pochodne pierścienia sześcioczłonowego, gdzie dwie grupy \\(\\ce{=O}\\) zastępują dwa atomy \\(\\ce{=CH2}\\), a pierścień traci aromatyczność. Związek wyjściowy to benzochinon (pochodna benzenu, \\(\\ce{C6H6}\\)).\n\n**Krok 2: Prefix \"orto-\" → grupy \\(\\ce{C=O}\\) w pozycjach 1,2 (sąsiednich)**\n\nGdyby były w 1,4 → para-benzochinon (żółty, najczęściej spotykany).\nGdyby były w 1,2 → orto-benzochinon (czerwony, mniej stabilny).\n\n**Krok 3: Ile H zostaje?**\n\nBenzen \\(\\ce{C6H6}\\) → zastępujemy 2 grupy \\(\\ce{=CH}\\) grupami \\(\\ce{=C(=O)}\\):\n- Zostają 4 atomy H przy C3, C4, C5, C6\n- Wzór sumaryczny: \\(\\ce{C6H4O2}\\)\n\n**Krok 4: Ułożenie wiązań w pierścieniu**\n\nPierścień nie jest aromatyczny - mamy układ **sprzężony** (keto-dienowy):\n\n\\[\n\\text{O=C}^1\\text{-C}^2\\text{=O z wiązaniami: C}^3\\text{=C}^4\\text{-C}^5\\text{=C}^6\n\\]\n\nczyli formalnie dien-1,2-dion:\n\n\\[\n\\ce{O=C-C(=O)-CH=CH-CH=CH-} \\text{ (pierścień zamknięty C}^1\\text{-C}^6\\text{)}\n\\]\n\n## Sposób 2 - przez utlenianie katecholu (potwierdzenie struktury)\n\nOrto-benzochinon powstaje przez utlenianie **katecholu** (benzeno-1,2-diolu):\n\n\\[\n\\ce{C6H4(OH)2 ->[\\text{utleniacz}] C6H4O2 + 2[H]}\n\\]\n\nKatechol ma dwie grupy \\(\\ce{-OH}\\) w pozycji 1,2 → utleniamy do \\(\\ce{C=O}\\) → dokładnie te same pozycje → **orto-układ** grup karbonylowych. To potwierdza, że wzór to rzeczywiście 1,2-diketo pochodna.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE - wystarczy znajomość nomenklatury chinonów i zasad budowy wzorów półstrukturalnych.\n\n📖 Pomocniczo: **Karta wzorów str. 7** - wpływ kierujący podstawników w pierścieniu aromatycznym (orto/para vs meta) - rozumienie pojęcia \"orto\" (pozycje 1,2 względem siebie).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne napisanie wzoru uproszczonego orto-benzochinonu.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wzor **orto-benzochinonu** - pierscien szescioczlonowy z dwoma grupami C=O w pozycjach sasiednich (1,2) oraz dwoma wiazaniami podwojnymi C=C.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie rysuj benzochinonu jako pierścienia aromatycznego z kółkiem wewnątrz! Pierścień **traci aromatyczność** - powinien mieć zaznaczone wiązania podwójne C=C w konkretnych miejscach.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Orto oznacza pozycje **1,2** (sąsiednie), nie 1,3 (meta) ani 1,4 (para). Para-benzochinon jest bardziej znany i stabilny - nie pomyl tych dwóch!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wzór sumaryczny \\(\\ce{C6H4O2}\\) jest taki sam dla orto- i para-benzochinonu - różnią się **tylko wzorem strukturalnym** (położeniem grup \\(\\ce{C=O}\\)).","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-29.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/30","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"30","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 30. (0-1)\nOkreśl formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali\nwalencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczce para-benzochinonu\ni w cząsteczce hydrochinonu. Uzupełnij tabelę.\nStopień utlenienia\nTyp hybrydyzacji\npara-benzochinon\nhydrochinon","answer":null,"answer_text":"Zadanie 30. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.5) rozpoznaje typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) w prostych\ncząsteczkach związków nieorganicznych […].\n6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6.1) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stopień\nutlenienia, utleniacz, reduktor, utlenianie, redukcja;\n6.2) oblicza stopnie utlenienia pierwiastków w […] cząsteczce\nzwiązku […] organicznego.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie tabeli: poprawne określenie stopnia utlenienia oraz poprawne\nokreślenie hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a\nw cząsteczce para-benzochinonu i w cząsteczce hydrochinonu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nStopień utlenienia\nTyp hybrydyzacji\npara-benzochinon\n(+) II lub (+) 2\nsp2\nhydrochinon\n(+) I lub (+) 1\nsp2","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n| | Stopień utlenienia | Typ hybrydyzacji |\n| para-benzochinon | **+2** | **sp2** |\n| hydrochinon | **+1** | **sp2** |\n\n## Sposób 1 - Analiza struktury i metoda przypisania elektronów\n\n### Krok 1: Ustalenie struktury obu cząsteczek\n\nAtom **a** to w obu przypadkach ten sam węgiel - ten, który nosi grupę tlenową:\n- w **para-benzochinonie**: węgiel karbonylowy \\(\\ce{C=O}\\)\n- w **hydrochinonie**: węgiel aromatyczny \\(\\ce{C-OH}\\)\n\nStruktury (wzór Kekulégo):\n\n**Para-benzochinon** (cykloheksa-2,5-dien-1,4-dion):\n\n\\[\\ce{O=\\underset{a}{C}1-CH=CH-C(=O)-CH=CH-1}\\]\n\nAtom **a** (C1): otoczenie - \\(\\ce{=O}\\), \\(\\ce{-C}\\), \\(\\ce{-C}\\) (trzy grupy → **sp2**)\n\n**Hydrochinon** (benzen-1,4-diol):\n\n\\[\\ce{HO-\\underset{a}{C}1=C2H-C3H=C4(-OH)-C5H=C6H-}\\]\n\nAtom **a** (C1): otoczenie - \\(\\ce{-OH}\\), \\(\\ce{-C}\\), \\(\\ce{-C}\\) (trzy grupy → **sp2**)\n\n### Krok 2: Hybrydyzacja\n\nOba atomy **a** mają **3 grupy podstawnikowe** (brak wolnych par walencyjnych na C, trzy kierunki wiązań) → układ trygonalny → **sp2**.\n\n- W benzochinonie: geometria taka sama jak w \\(\\ce{C=O}\\) aldehydu/ketonu.\n- W hydrochinonie: węgiel aromatyczny, udział w układzie π pierścienia → sp2.\n\n### Krok 3: Stopień utlenienia - reguła przypisania elektronów\n\nReguła: elektrony w wiązaniu przypisujemy do **bardziej elektroujemnego** atomu; elektrony w wiązaniu C-C dzielimy po połowie.\n\n**Para-benzochinon, atom a (C=O):**\n\nWiązania atomu a:\n- \\(\\ce{C=O}\\) (podwójne, 4e⁻): O jest bardziej elektroujemny → obydwa pary idą do O → C dostaje **0 e⁻**\n- \\(\\ce{C-C}\\) × 2 (po 2e⁻): ta sama elektroujemność → każde wiązanie daje C **po 1 e⁻** → razem **2 e⁻**\n\n\\[\\text{e}^- \\text{ przy C} = 0 + 1 + 1 = 2\\]\n\n\\[\\text{st. utl.}(\\text{C}) = \\underbrace{4}_{\\text{el. walenc.}} - \\underbrace{2}_{\\text{przypisane}} = \\mathbf{+2}\\]\n\n**Hydrochinon, atom a (C-OH):**\n\nKorzystamy z wzoru Kekulégo (np. C1=C2, C2-C3, C3=C4, C4-C5, C5=C6, C6-C1):\n\nWiązania atomu a = C1:\n- \\(\\ce{C1=C2}\\) (podwójne, 4e⁻): ta sama EN → C1 dostaje **2 e⁻**\n- \\(\\ce{C1-C6}\\) (pojedyncze, 2e⁻): ta sama EN → C1 dostaje **1 e⁻**\n- \\(\\ce{C1-OH}\\) (pojedyncze, 2e⁻): O bardziej elektroujemny → C1 dostaje **0 e⁻**\n\n\\[\\text{e}^- \\text{ przy C} = 2 + 1 + 0 = 3\\]\n\n\\[\\text{st. utl.}(\\text{C}) = 4 - 3 = \\mathbf{+1}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans redoks\n\nPara-benzochinon i hydrochinon tworzą układ redoks:\n\n\\[\\ce{C6H4O2 + 2H+ + 2e- -> C6H4(OH)2}\\]\n\nW reakcji redukcji: benzochinon **przyjmuje 2 elektrony** przy dwóch atomach karbonylowych (C1 i C4). Każdy z tych atomów **zmniejsza stopień utlenienia o 1**.\n\n\\[\\Delta \\text{st. utl.} = (+2) - (+1) = -1 \\text{ na każdym z 2 atomów C}\\]\n\n\\[\\text{łącznie: } 2 \\times (-1) = -2 \\text{ e}^- \\text{ przyjęte}\\]\n\nZgadza się z równaniem elektrochemicznym (2e⁻) ✓ - wynik **+2** i **+1** poprawny.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów. Zadanie opiera się wyłącznie na:\n- definicji formalnego stopnia utlenienia (przypisanie elektronów wg elektroujemności),\n- regule hybrydyzacji sp/sp2/sp3 (liczba grup wokół atomu C).\n\nPomocniczo można zajrzeć do:\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy:**\n> Elektroujemność O > C > H (EN: O = 3,44; C = 2,55; H = 2,20)\n> Użyliśmy tego faktu przy ustalaniu, któremu atomowi przypisać elektrony z każdego wiązania.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne okreslenie stopnia utlenienia oraz hybrydyzacji atomu wegla a w para-benzochinonie i w hydrochinonie.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: para-benzochinon: stopien utlenienia **(+)II**, hybrydyzacja **sp2**; hydrochinon: stopien utlenienia **(+)I**, hybrydyzacja **sp2**.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Węgiel karbonylowy \\(\\ce{C=O}\\) ma stopień utlenienia **+2**, NIE +1 - bo podwójne wiązanie do O \"oddaje\" 4 elektrony (oba pary), nie dwie. Mylenie wiązania podwójnego z pojedynczym przy liczeniu to częsty błąd!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Oba węgle (w benzochinonie i w hydrochinonie) są **sp2**, mimo że wyglądają różnie. Węgiel aromatyczny C-OH ma 3 podstawniki (bez H na tym węglu!) → trygonalny → sp2. Uczniowie błędnie przypisują sp3, myląc z C-OH w alkoholu alifatycznym (np. etanol, gdzie C jest sp3 bo ma 4 pojedyncze wiązania).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Stopień utlenienia to pojęcie **formalne** - w hydrochinonie C naprawdę nie \"traci\" elektronu, to tylko narzędzie do śledzenia redoks. Nie mylić z ładunkiem formalnym!","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-30.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/31","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"31","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 31.\nKetony, których cząsteczki zawierają grupę hydroksylową -OH przy atomie węgla połączonym\nz atomem węgla grupy karbonylowej (α-hydroksyketony), w wodnym roztworze\no odczynie zasadowym ulegają izomeryzacji. Tę przemianę ilustruje poniższy schemat.\nCH2OH\nC\nR\nO\nOH\n⎯⎯⎯→\n←⎯⎯⎯\nCHOH\nC\nR\nOH\nOH\n⎯⎯⎯→\n←⎯⎯⎯\nCHO\nC\nH\nOH\nR\nα-hydroksyketon\nenodiol\nα-hydroksyaldehyd\na\na\nMCH_1R\nD-tagatoza jest monosacharydem o wzorze\nC\nC\nC\nCH2OH\nO\nH\nH\nO\nH\nH\nH\nOH\nC\nO\nCH2OH","answer":null,"answer_text":"Zadanie 31. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\n16. Cukry. Zdający:\n16.1) […] klasyfikuje cukry proste ze względu na grupę\nfunkcyjną […];\n16.4) projektuje […] doświadczenie, którego wynik\npotwierdzi obecność grupy aldehydowej w cząsteczce\nglukozy;\n16.5) opisuje właściwości glukozy i fruktozy; wskazuje na\npodobieństwa i różnice; planuje […] doświadczenie\npozwalające na odróżnienie tych cukrów.","solution":null,"image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-31.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":18,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/31.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"31.1","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 31.1. (0-1)\nWybierz jedną parę odczynników, które umożliwią odróżnienie D-glukozy od D-tagatozy.\nUzupełnij schemat doświadczenia - podkreśl wzory wybranych odczynników.\nwodny roztwór D-glukozy wodny roztwór D-tagatozy\nOdczynniki: AgNO3 (aq) i NH3 (aq) / CuSO4 (aq) i KOH (aq) / Br2 (aq) i KHCO3 (aq)","answer":"D","answer_text":"Zadanie 31.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za uzupełnienie schematu doświadczenia - poprawny wybór i zaznaczenie wzorów\nodczynników\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nwodny roztwór D-glukozy wodny roztwór D-tagatozy\nAgNO3 (aq) i NH3 (aq) / CuSO4 (aq) i KOH (aq) / Br2 (aq) i KHCO3 (aq)","solution":"## Poprawna odpowiedź: \\(\\ce{Br2}\\)(aq) i \\(\\ce{KHCO3}\\)(aq)\n\nOdczynnik bromowy (woda bromowa z wodorowęglanem potasu) odróżnia D-glukozę (aldozę) od D-tagatozy (ketozy), bo odbarwia się tylko w kontakcie z glukozą.\n\n## Sposób 1 - Analiza grup funkcyjnych: aldoza vs ketoza\n\n**Krok 1: Zidentyfikuj grupy funkcyjne obu cukrów**\n\n- **D-glukoza** - aldoheksoza: posiada grupę **aldehydową** \\(\\ce{-CHO}\\) przy C-1\n- **D-tagatoza** - ketoheksoza: posiada grupę **ketonową** \\(\\ce{C=O}\\) przy C-2 (epimer D-fruktozy w pozycji C-4)\n\n**Krok 2: Sprawdź selektywność każdej pary odczynników**\n\nPytanie kluczowe: *który odczynnik reaguje z aldehydami, ale NIE reaguje z ketonami?*\n\n\\(\\ce{Br2}\\)(aq) jest takim odczynnikiem - utlenia **wyłącznie** aldehydy do kwasów karboksylowych:\n\n\\[\n\\ce{R-CHO + Br2 + H2O -> R-COOH + 2HBr}\n\\]\n\nDla D-glukozy:\n\\[\n\\ce{CH2OH-(CHOH)4-CHO + Br2 + H2O ->[\\text{KHCO3}] CH2OH-(CHOH)4-COOH + 2HBr}\n\\]\n\n**Obserwacja:** roztwór brązowopomarańczowy → **bezbarwny** (bromowanie zachodzi)\n\nDla D-tagatozy: ketony **nie reagują** z \\(\\ce{Br2}\\)(aq) w łagodnych warunkach.\n\n**Obserwacja:** roztwór pozostaje **brązowopomarańczowy** (brak reakcji)\n\n**Krok 3: Rola \\(\\ce{KHCO3}\\)**\n\n\\(\\ce{KHCO3}\\) buforuje środowisko - neutralizuje wydzielający się \\(\\ce{HBr}\\) i zapobiega zakwaszeniu, które mogłoby hamować reakcję:\n\\[\n\\ce{HBr + KHCO3 -> KBr + H2O + CO2 ^}\n\\]\n\n**Wynik:** Glukoza odbarwia wodę bromową → **odróżnienie jest możliwe**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez eliminację pozostałych par\n\n**Odczynnik Tollensa** (\\(\\ce{AgNO3}\\) + \\(\\ce{NH3}\\)):\n\nReagent Tollensa działa w środowisku **zasadowym**. W warunkach zasadowych ketoheksozy (tagatoza, fruktoza) **izomeryzują** do form aldehydowych przez enediol (przegrupowanie Lobry de Bruyna-van Ekenberga):\n\n\\[\n\\text{ketoza} \\xrightarrow{\\text{zasada}} \\text{enediol} \\rightarrow \\text{aldoza}\n\\]\n\nStąd **oba cukry** dają srebrne zwierciadło. Odróżnienie niemożliwe. ✗\n\n**Fehling/Benedict** (\\(\\ce{CuSO4}\\) + \\(\\ce{KOH}\\)):\n\nAnalogicznie - środowisko silnie zasadowe → izomeryzacja ketozy → **oba cukry** redukują \\(\\ce{Cu^{2+}}\\) do \\(\\ce{Cu2O}\\) (czerwony osad). Odróżnienie niemożliwe. ✗\n\n**Woda bromowa** (\\(\\ce{Br2}\\) + \\(\\ce{KHCO3}\\)):\n\nŚrodowisko lekko zasadowe (łagodne) - **izomeryzacja nie zachodzi** w tym pH. Selektywna reakcja tylko z grupą \\(\\ce{-CHO}\\). Odróżnienie możliwe. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z liczbowych stałych z karty wzorów CKE.\n\nZadanie opiera się na znajomości **chemii organicznej funkcjonalnej** (właściwości grupy aldehydowej vs ketonowej) oraz mechanizmu izomeryzacji cukrów w środowisku zasadowym - to wiedza podręcznikowa, nie tabelaryczna.\n\n## Dlaczego inne pary odczynników są błędne\n\n| Para odczynników | Wynik dla D-glukozy | Wynik dla D-tagatozy | Czy odróżnia? |\n| \\(\\ce{AgNO3}\\)(aq) + \\(\\ce{NH3}\\)(aq) | Srebrne zwierciadło ✓ | Srebrne zwierciadło ✓ (izomeryzacja w zasadzie) | **NIE** |\n| \\(\\ce{CuSO4}\\)(aq) + \\(\\ce{KOH}\\)(aq) | Czerwony osad \\(\\ce{Cu2O}\\) ✓ | Czerwony osad \\(\\ce{Cu2O}\\) ✓ (izomeryzacja w zasadzie) | **NIE** |\n| \\(\\ce{Br2}\\)(aq) + \\(\\ce{KHCO3}\\)(aq) | Odbarwienie ✓ | Brak reakcji ✗ | **TAK** ✓ |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wybor i zaznaczenie wzorow odczynnikow.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **Br2(aq) i KHCO3(aq)** (probowka I - D-glukoza, probowka II - D-tagatoza).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Fruktozy i inne ketozy dają **pozytywny wynik z Fehlingiem i Tollensem** - nie dlatego, że ketony redukują \\(\\ce{Cu^{2+}}\\), ale dlatego że **zasadowe środowisko tych odczynników powoduje izomeryzację** ketozy do aldozy. To jedna z najczęstszych pułapek w zadaniach o cukrach!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Woda bromowa (\\(\\ce{Br2}\\)/\\(\\ce{H2O}\\)) bez buforu też odróżni, ale wydzielający się \\(\\ce{HBr}\\) zakwasza środowisko - dodatek \\(\\ce{KHCO3}\\) jest praktyczną poprawką, nie \"dodatkowym odczynnikiem\".\n\n> ⚠️ **Uwaga:** D-tagatoza to **ketoheksoza** (nie mylić z D-galaktozą, która jest aldoheksozą!). Tagatoza to C-4 epimer D-fruktozy - obie mają keton przy C-2.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-31.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":19,"source":"ocr","answer_source":"ocr","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/31.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"31.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 31.2. (0-1)\nOpisz możliwe do zaobserwowania różnice w przebiegu doświadczenia dla obu\nmonosacharydów - uzupełnij tabelę.\nNumer\nprobówki\nOpis zawartości probówki\nprzed wprowadzeniem roztworu\nmonosacharydu\npo wprowadzeniu roztworu\nmonosacharydu\nI\nII","answer":null,"answer_text":"Zadanie 31.2. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny opis możliwych do zaobserwowania różnic w przebiegu doświadczenia dla\nobu monosacharydów - przy poprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynników\nw zadaniu 31.1.\n0 p. - za błędny lub niepełny opis zmian, lub błędny wybór, lub brak zaznaczenia odczynników\nw zadaniu 31.1. albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nNumer\nprobówki\nOpis zawartości probówki\nprzed wprowadzeniem roztworu\nmonosacharydu\npo wprowadzeniu roztworu\nmonosacharydu\nI\nżółty lub pomarańczowy\nlub czerwony lub brunatny roztwór\nbezbarwny roztwór lub roztwór\nodbarwia się (i wydziela się\nbezbarwny gaz)\nII\nżółty lub pomarańczowy\nlub czerwony lub brunatny roztwór\nI\nII","solution":"## Poprawna odpowiedź: Uzupełniona tabela\n\n> **Kontekst:** Zadanie 31.2 jest kontynuacją doświadczenia z 31.1. Najbardziej typowy scenariusz maturalny dla \"różnic między monosacharydami\" to **próba Seliwanowa** (odczynnik Seliwanowa = rezorcynol w stężonym HCl, ogrzewany) - rozróżnia aldozy (glukozę) od ketoz (fruktozy).\n\n| Numer probówki | przed wprowadzeniem roztworu monosacharydu | po wprowadzeniu roztworu monosacharydu |\n| **I** (fruktoza) | bezbarwny (lub jasnożółty) roztwór odczynnika Seliwanowa | **intensywnie czerwone / wiśniowe zabarwienie** (szybko, ~1 min ogrzewania) |\n| **II** (glukoza) | bezbarwny (lub jasnożółty) roztwór odczynnika Seliwanowa | **brak wyraźnej zmiany barwy** (lub bardzo słabe różowe zabarwienie po długim ogrzewaniu) |\n\n## Sposób 1 - Mechanizm próby Seliwanowa\n\n**Co to za odczynnik?**\nOdczynnik Seliwanowa to roztwór rezorcynolu (\\ce{C6H4(OH)2}) w stężonym \\ce{HCl}.\n\n**Krok 1 - Obydwie probówki przed dodaniem cukru:**\nOdczynnik jest bezbarwny lub jasnożółty. Obie probówki wyglądają tak samo.\n\n**Krok 2 - Dlaczego fruktoza daje czerwony kolor?**\n\nFruktoza to **ketoza** - ma grupę ketonową \\(\\ce{C=O}\\) przy \\ce{C-2}.\nW stężonym \\ce{HCl}, pod wpływem ciepła:\n\n\\[\n\\text{fruktoza} \\xrightarrow{\\text{HCl, } \\Delta} \\text{hydroksymetylofurfural (HMF)}\n\\]\n\nHMF reaguje z rezorcynolem → **intensywnie czerwony/wiśniowy kompleks** (tworzenie się barwnego produktu kondensacji).\n\n**Krok 3 - Dlaczego glukoza NIE daje wyraźnego koloru?**\n\nGlukoza to **aldoza** - ma grupę aldehydową \\(\\ce{CHO}\\) przy \\ce{C-1}.\nAldozy reagują znacznie wolniej z rezorcynolem (trudniejsza dehydratacja do furfuralu).\nW praktycznym czasie ogrzewania (~1-2 min) - **brak wyraźnej zmiany barwy** lub bardzo słabe zaróżowienie.\n\n**Wniosek - obserwowalna różnica:**\n> Probówka I (fruktoza): **czerwona** → ketoza\n> Probówka II (glukoza): **bezbarwna** → aldoza\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez mechanizm chemiczny\n\nSprawdźmy dlaczego ketoza reaguje szybciej:\n\n**Fruktoza** (ketoza, \\ce{C-2}):\n\\[\\ce{C6H12O6 ->[\\text{HCl}, \\Delta] C6H6O3 + 3H2O}\\]\nProdukt - **5-hydroksymetylofurfural (HMF)** - powstaje już w ~60°C.\nHMF + rezorcynol → barwny produkt addycji (czerwony).\n\n**Glukoza** (aldoza, \\ce{C-1}):\nDehydratacja do furfuralu wymaga wyższej temperatury i dłuższego czasu.\nW standardowych warunkach próby - reakcja **nie zachodzi** w obserwowanym czasie.\n\nTo potwierdza, że obserwowalna różnica wynika bezpośrednio z pozycji grupy karbonylowej w cząsteczce.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów.\n\nJednak pomocne jest:\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy** (pośrednio)\n> Znajomość wzorów strukturalnych monosacharydów (glukoza vs fruktoza) - to wiedza z materiału nauczania, nie z karty.\n\nKarta nie zawiera wzorów cukrów ani reagentów organicznych - tu liczy się znajomość reakcji charakterystycznych.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny opis roznic w przebiegu doswiadczenia dla obu monosacharydow przy poprawnym wyborze odczynnikow w 31.1.\n**0 pkt** - za bledny/niepelny opis, bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnikow w 31.1 albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: probowka I (glukoza) - poczatkowo zolty/pomaranczowy/brunatny roztwor odbarwia sie (Br2 reaguje z grupa aldehydowa); probowka II (tagatoza) - barwa nie zanika (brak grupy aldehydowej).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Próba Seliwanowa jest **specyficzna dla ketoz** - nie dla wszystkich cukrów redukujących. Nie myl jej z próbą Fehlinga (reaguje z **każdym** cukrem redukującym) ani próbą Tollensa (srebro amoniakalnej - też niespecyficzna).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Glukoza **może** dać słabo różowe zabarwienie po bardzo długim ogrzewaniu - ale w warunkach próby (krótkie ogrzewanie) różnica jest wyraźna: fruktoza = czerwona, glukoza = bezbarwna.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przed dodaniem monosacharydu **obie probówki wyglądają tak samo** (bezbarwny odczynnik) - to ważna obserwacja dla tabeli, którą uczniowie często pomijają.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-31.2.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/31.3","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"31.3","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 31.3. (0-1)\nWskaż różnicę w budowie cząsteczek D-glukozy i D-tagatozy umożliwiającą odróżnienie\nich zaproponowaną metodą.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n29.\n30.\n31.1. 31.2.\n31.3\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nI\nII\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 31.3. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny opis różnicy w budowie cząsteczek odwołujący się do obu\nmonosacharydów przy poprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynników w zadaniu 31.1.\n0 p. - za błędny lub niepełny opis, lub błędny wybór, lub brak zaznaczenia odczynników\nw zadaniu 31.1. albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nGlukoza jest aldozą, a tagatoza jest ketozą.\nlub\nW cząsteczce glukozy występuje grupa aldehydowa, a w cząsteczce tagatozy - ketonowa.\nlub\nCząsteczki glukozy zawierają grupę aldehydową, a tagatozy - nie.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nD-glukoza jest **aldozą** (posiada grupę aldehydową \\(\\ce{-CHO}\\) przy C-1), natomiast D-tagatoza jest **ketozą** (posiada grupę ketonową \\(\\ce{C=O}\\) przy C-2). Tylko aldehyd ulega utlenieniu przez wodę bromową (łagodny utleniacz), co pozwala odróżnić te cukry.\n\n## Sposób 1 - Analiza grup funkcyjnych i reaktywności\n\n**Krok 1: Porównanie struktur szkieletowych**\n\nD-glukoza (aldoheksoza):\n\n\\[\\ce{OHC-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH}\\]\n\nPrzy C-1 znajduje się **grupa aldehydowa** \\(\\ce{-CHO}\\).\n\nD-tagatoza (ketoheksoza):\n\n\\[\\ce{HOCH2-CO-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH}\\]\n\nPrzy C-2 znajduje się **grupa ketonowa** \\(\\ce{C=O}\\), a C-1 to \\(\\ce{-CH2OH}\\) (alkohol).\n\n**Krok 2: Reaktywność z proponowaną metodą - woda bromowa**\n\nWoda bromowa \\(\\ce{Br2(aq)}\\) jest **łagodnym utleniaczem** - reaguje selektywnie z aldehydami, nie z ketonami.\n\nDla D-glukozy (aldoza):\n\n\\[\\ce{R-CHO + Br2 + H2O -> R-COOH + 2HBr}\\]\n\nAldehyd zostaje utleniony do kwasu - **woda bromowa odbarwia się**.\n\nDla D-tagatozy (ketoza):\n\n\\[\\ce{R-CO-R' + Br2(aq) -> \\text{brak reakcji}}\\]\n\nKeton nie ulega utlenieniu przez \\(\\ce{Br2(aq)}\\) w łagodnych warunkach - **woda bromowa pozostaje brunatna**.\n\n**Wniosek:** Różnica umożliwiająca odróżnienie to obecność **grupy aldehydowej** w D-glukozie wobec **grupy ketonowej** w D-tagatozie.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez analizę stopni utlenienia\n\nUtlenianie \\(\\ce{Br2(aq)}\\) zachodzi tylko wtedy, gdy węgiel reaktywny może podwyższyć swój stopień utlenienia:\n\n- W D-glukozie C-1: stopień utlenienia = \\(+1\\) (w \\(\\ce{-CHO}\\)), po utlenieniu do \\(\\ce{-COOH}\\) → stopień \\(+3\\). **Możliwe - jest co oddać elektrony.**\n\n- W D-tagatozie C-1: stopień utlenienia = \\(-1\\) (w \\(\\ce{-CH2OH}\\)), C-2 w \\(\\ce{C=O}\\) = \\(0\\). Brak atomu wodoru przy karbonylu - **ketonowego C=O nie można utlenić \\(\\ce{Br2(aq)}\\) bez zerwania wiązania C-C.**\n\nWynik zgodny z metodą 1 - różnica strukturalna jest jednoznaczna.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE - zadanie opiera się na znajomości grup funkcyjnych cukrów i właściwości chemicznych aldehydów vs ketonów.\n\nWarto jednak pamiętać:\n> 📖 **Karta wzorów str. 4 - Biochemia:**\n> Wymienione są kwasy organiczne i grupy funkcyjne - znajomość wzoru aldehydu i ketonu jest podstawą tej analizy.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny opis roznicy w budowie czasteczek odwolujacy sie do obu monosacharydow przy poprawnym wyborze odczynnikow w 31.1.\n**0 pkt** - za bledny/niepelny opis, bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnikow w 31.1 albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **glukoza jest aldoza, a tagatoza jest ketoza** (glukoza zawiera grupe aldehydowa, tagatoza - ketonowa).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl wody bromowej z odczynnikiem Tollensa/Fehlinga - tamte utleniają **oba** cukry (glukozę i tagatozę), bo ketoza tautomeryzuje w środowisku zasadowym (przegrupowanie Lobryde Bruyna). Woda bromowa działa w **środowisku kwaśnym/neutralnym**, gdzie tautomeryzacja nie zachodzi - dlatego jest selektywna.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** D-tagatoza posiada grupę \\(\\ce{-CH2OH}\\) przy C-1 (alkohol pierwszorzędowy) - nie myl tego z grupą aldehydową. Oba to węgle na końcu łańcucha, ale tylko \\(\\ce{-CHO}\\) reaguje z \\(\\ce{Br2(aq)}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Odpowiedź musi jasno wskazywać RÓŻNICĘ, a nie tylko opisywać jedną z cząsteczek. Sformułuj: \"D-glukoza ma grupę aldehydową, D-tagatoza - ketonową\" - tak egzaminator przyzna punkt.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-31.3.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/32","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"32","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 32. (0-1)\nKwas L-askorbinowy, zwany witaminą C, może być otrzymywany z glukozy\nw czteroetapowym procesie (I, II, III i IV) zgodnie z poniższym schematem.\nglukoza\nCH2OH\nC\nH\nO\nH\nC\nH\nO\nH\nC\nOH\nC\nH\nCH2OH\nH\nO\nH\n⎯→\n⎯II\nCH2OH\nC\nO\nC\nH\nO\nH\nC\nOH\nC\nH\nCH2OH\nH\nO\nH\n⎯→\n⎯III\nC\nO\nC\nH\nO\nH\nC\nOH\nC\nH\nCH2OH\nH\nO\nH\nCOOH\n⎯→\n⎯IV\nC\nH\nO\nC\nC\nC\nO\nH\nOH\nO\nC\nOH\nCH2OH\nH\nNa podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1986.\nUzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych\nw każdym nawiasie.\n1. Glukoza w etapie I jest (redukowana / utleniana) do związku o nazwie sorbitol.\n2. W\netapie\nII\nsorbitol\njest\n(redukowany / utleniany)\nbiotechnologicznie\nprzez\nmikroorganizmy.\n3. Podczas etapu III następuje zmiana stopnia utlenienia tylko jednego atomu węgla.\nW tej przemianie stopień utlenienia atomu węgla (maleje / rośnie).\n4. Podczas etapu IV, w którym powstaje kwas askorbinowy, zachodzi m.in. reakcja\n(estryfikacji wewnątrzcząsteczkowej / hydrolizy / polimeryzacji).","answer":null,"answer_text":"Zadanie 32. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\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.\n16. Cukry. Zdający:\n16.5) opisuje właściwości glukozy […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich zdań.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n1. Glukoza w etapie I jest (redukowana / utleniana) do związku o nazwie sorbitol.\n2. W etapie II sorbitol jest (redukowany / utleniany) biotechnologicznie przez\nmikroorganizmy.\n3. Podczas etapu III następuje zmiana stopnia utlenienia tylko jednego atomu węgla.\nW tej przemianie stopień utlenienia atomu węgla (maleje / rośnie).\n4. Podczas etapu IV, w którym powstaje kwas askorbinowy, zachodzi m.in. reakcja\n(estryfikacji wewnątrzcząsteczkowej / hydrolizy / polimeryzacji).","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n1. **redukowana**\n2. **utleniany**\n3. **rośnie**\n4. **estryfikacji wewnątrzcząsteczkowej**\n\n## Sposób 1 - analiza zmian stopni utlenienia i typów reakcji\n\n### Zdanie 1 - etap I: glukoza → sorbitol\n\nGlukoza to **aldehyd** (aldoza) - ma grupę \\ce{-CHO} przy C1.\nSorbitol to **alkohol** - ma grupę \\ce{-CH2OH} przy C1.\n\nPorównajmy grupę funkcyjną:\n\n\\[\\ce{-CHO -> -CH2OH}\\]\n\nDodano atomy wodoru (addycja \\ce{H2} na wiązanie C=O). To typowa **redukcja**.\n\n> Stopień utlenienia C1: w \\ce{CHO} wynosi **+1**, w \\ce{CH2OH} wynosi **-1** → maleje → C1 zostaje **zredukowany**.\n\nGlukoza jest **redukowana** do sorbitolu (reakcja katalitycznego uwodornienia).\n\n### Zdanie 2 - etap II: sorbitol → kwas karboksylowy (biotechnologicznie)\n\nSorbitol ma dwie grupy \\ce{-CH2OH} (na C1 i C6). Mikroorganizmy (bakterie, np. *Gluconobacter*) **utleniają** końcową grupę alkoholową:\n\n\\[\\ce{-CH2OH -> -COOH}\\]\n\nStopień utlenienia C: w \\ce{CH2OH} wynosi **-1**, w \\ce{COOH} wynosi **+3** → rośnie → to **utlenianie**.\n\nSorbitol jest **utleniany**.\n\n### Zdanie 3 - etap III: kwas karboksylowy → produkt pośredni\n\nW etapie III zmienia się stopień utlenienia **tylko jednego atomu węgla**. Z wiedzy o syntezie witaminy C wynika, że ten etap polega na utlenieniu jednej grupy \\ce{-CHOH} do grupy ketonowej \\ce{>C=O}:\n\n\\[\\ce{-CH(OH)- -> -C(=O)-}\\]\n\nObliczmy stopnie utlenienia tego węgla:\n\n- W \\ce{-CH(OH)-}: C połączony z O, H i dwoma C:\n\\[\\text{s.u.} = 4 - (0_{\\text{C-O}} + 2_{\\text{C-H}} + 1_{\\text{C-C}} + 1_{\\text{C-C}}) = 4 - 4 = 0\\]\n\n- W \\ce{>C=O}: C połączony z O (wiązanie podwójne) i dwoma C:\n\\[\\text{s.u.} = 4 - (0_{\\text{C=O}} + 1_{\\text{C-C}} + 1_{\\text{C-C}}) = 4 - 2 = +2\\]\n\nStopień utlenienia wzrósł z **0 do +2** → **rośnie**.\n\n### Zdanie 4 - etap IV: produkt pośredni → kwas askorbinowy (witamina C)\n\nWitamina C to **γ-lakton** - cząsteczka zawiera **5-członowy pierścień estrowy** (furanowy) zbudowany z grupy \\ce{-COOH} i pobliskiej grupy \\ce{-OH} tej samej cząsteczki:\n\n\\[\\ce{-COOH + HO- ->[\\Delta] -CO-O- + H2O}\\]\n\nPierścień tworzy się przez **wewnątrzcząsteczkową estryfikację** (laktonizację) - reakcję grupy hydroksylowej i grupy karboksylowej *w tej samej cząsteczce*.\n\nOdpowiedź: **estryfikacja wewnątrzcząsteczkowa**.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez wzory struktury witaminy C\n\nWzór strukturalny kwasu askorbinowego potwierdza każdy krok:\n\nO\n‖\nHO-C₂\nHO-C₃ C₁=O ← pierścień laktonowy (C1-O-C4)\nC₄-O--C₅\nCHOH\nCH₂OH\n\n- **C1** to węgiel karbonylowy laktonu \\ce{-CO-O-} → potwierdza etap IV jako laktonizację\n- **Brak wolnej grupy \\ce{COOH}** → pierścień powstał przez estryfikację wewnątrzcząsteczkową ✓\n- **C2-C3 tworzą enodiol** \\ce{C(OH)=C(OH)} → wynika z enolizacji grupy ketonowej z etapu III ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy liczbowych stałych z karty wzorów CKE. Stosujemy wyłącznie:\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy:** elektroujemności i właściwości C, O, H - pomocne przy wyznaczaniu stopni utlenienia metodą formalną (elektrony przypisujemy pierwiastkowi o wyższej elektroujemności).\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Zdanie | Błędna opcja | Typowy błąd |\n| 1 | *utleniana* | Mylenie: glukoza **jest reduktorem** (redukuje inne związki), ale sama zostaje **zredukowana** - redukcja i \"substancja redukująca\" to różne pojęcia! |\n| 2 | *redukowany* | Intuicja \"mikroby rozkładają = redukują\". Ale tu mikroorganizmy **odbierają elektrony** sorbitolowi (utleniają go) - to dla nich źródło energii. |\n| 3 | *maleje* | Pomylenie kierunku: \\ce{-CHOH- -> >C=O} to **utlenianie** (s.u. rośnie). Maleje stopień utlenienia przy **redukcji** (np. \\ce{>C=O -> -CHOH-}). |\n| 4 | *hydrolizy* | Hydroliza to rozerwanie wiązania estrowego z udziałem wody - tu wiązanie estrowe **tworzy się**. Hydroliza laktonu zachodziłaby w odwrotnym kierunku. |\n| 4 | *polimeryzacji* | Polimeryzacja łączy wiele cząsteczek monomeru - tu chodzi o **intramolekularną** reakcję jednej cząsteczki. |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne uzupelnienie wszystkich zdan.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: 1. glukoza jest **redukowana** do sorbitolu; 2. sorbitol jest **utleniany** biotechnologicznie; 3. stopien utlenienia atomu wegla **rosnie**; 4. zachodzi reakcja **estryfikacji wewnatrzczasteczkowej**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Substancja redukująca\" i \"substancja redukowana\" to nie to samo! Glukoza jest **reduktorem** (oddaje elektrony) w teście Fehlinga, ale w etapie I sama zostaje **zredukowana** (przyjmuje elektrony z H₂). Uczeń często te pojęcia odwraca.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy wyznaczaniu stopnia utlenienia węgla w związkach organicznych pamiętaj, że każde wiązanie C-O \"kosztuje\" węgiel +1 (elektrony do O), każde C-H \"daje\" węglowi -1 (elektrony do C), a C-C się zeruje.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Laktonizacja (estryfikacja wewnątrzcząsteczkowa) i polimeryzacja kondensacyjna przebiegają podobnie chemicznie (odłączenie wody, tworzenie wiązania estrowego), ale laktonizacja zachodzi **wewnątrz** jednej cząsteczki i nie wydłuża łańcucha.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-32.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":20,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/33","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"33","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 33. (0-1)\nWitaminę C otrzymano w czteroetapowym procesie. Poszczególne etapy miały wydajność:\nWI = 92,0%, WII = 91,0%, WIII = 92,0% i WIV = 91,0%.\nNa podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2005.\nWybierz i zaznacz poprawne dokończenie zdania.\nCałkowita wydajność procesu otrzymywania witaminy C była równa\nA. 91,5%\nB. 90,0%\nC. 80,0%\nD. 70,1%\nInformacja do zadań 34.-35.\nZawartość kwasu askorbinowego w próbce wyznacza się na podstawie stechiometrii jego\nreakcji z jodem. Do roztworu zawierającego nieznaną ilość kwasu askorbinowego i niewielką\nilość skrobi dodaje się kroplami roztwór jodu w roztworze jodku potasu. Stężenie roztworu\njodu musi być dokładnie znane, a jego objętość - mierzona. Mówimy, że roztwór kwasu\naskorbinowego miareczkuje się roztworem jodu. Dopóki kwas askorbinowy jest obecny\nw roztworze, zachodzi reakcja, którą można w uproszczeniu opisać równaniem:\nC\nH\nO\nC\nC\nC\nO\nH\nOH\nO\nC\nOH\nCH2OH\nH\nI2\n→\nC\nH\nO\nC\nC\nC\nO\nO\nO\nC\nOH\nCH2OH\nH\n+ 2H +\n2I -\nI\nMCH_1R\nGdy cały kwas askorbinowy przereaguje, jod dostarczony w nadmiarowej kropli poskutkuje\nzabarwieniem skrobi. W tym momencie kończy się miareczkowanie, co oznacza, że osiągnięto\npunkt końcowy i należy odczytać objętość zużytego roztworu jodu. Gdy zna się jego stężenie,\nmożna obliczyć, ile kwasu askorbinowego zawierała próbka.","answer":"D","answer_text":"Zadanie 33. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem wydajności\nreakcji […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną odpowiedź.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nD","solution":"## Poprawna odpowiedź: D - 70,1%\n\n## Sposób 1 - Mnożenie wydajności kolejnych etapów\n\nWydajność całkowita procesu wieloetapowego to **iloczyn wydajności wszystkich etapów** (nie średnia!). Jeśli każdy etap \"przepuszcza\" tylko część substratu, to straty się mnożą.\n\n\\[\nW_{całk.} = W_I \\cdot W_{II} \\cdot W_{III} \\cdot W_{IV}\n\\]\n\n\\[\nW_{całk.} = 0{,}920 \\cdot 0{,}910 \\cdot 0{,}920 \\cdot 0{,}910\n\\]\n\nLiczymy parami:\n\n\\[\n0{,}920 \\cdot 0{,}910 = 0{,}8372\n\\]\n\n\\[\n0{,}920 \\cdot 0{,}910 = 0{,}8372\n\\]\n\n\\[\nW_{całk.} = 0{,}8372 \\cdot 0{,}8372 = 0{,}7009 \\approx \\mathbf{70{,}1\\%}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez śledzenie masy substratu\n\nPrzyjmijmy, że zaczynamy od **100 jednostek** substratu:\n\n| Etap | Wydajność | Masa po etapie |\n| Start | - | 100,0 |\n| I | 92,0% | 92,0 |\n| II | 91,0% | \\(92{,}0 \\cdot 0{,}91 = 83{,}72\\) |\n| III | 92,0% | \\(83{,}72 \\cdot 0{,}92 = 77{,}02\\) |\n| IV | 91,0% | \\(77{,}02 \\cdot 0{,}91 = 70{,}09\\) |\n\nZe 100 jednostek substratu otrzymujemy **70,09 jednostek** witaminy C → wydajność całkowita \\(\\approx \\mathbf{70{,}1\\%}\\).\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości z karty wzorów - wystarczy znajomość zasady obliczania wydajności procesu wieloetapowego (mnożenie ułamkowych wydajności).\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant | Błąd |\n| **A. 91,5%** | Średnia arytmetyczna czterech wydajności: \\(\\frac{92+91+92+91}{4} = 91{,}5\\%\\). Typowy błąd - **średnia dotyczy jednego etapu**, nie sumarycznej wydajności procesu. |\n| **B. 90,0%** | Prawdopodobnie \"na oko\" - pośrodku między 91 a 92. Zupełnie bez uzasadnienia matematycznego. |\n| **C. 80,0%** | Możliwe przez pomnożenie tylko dwóch etapów: \\(0{,}92 \\cdot 0{,}91 \\approx 0{,}84\\) i zaokrąglenie, lub zsumowanie strat (\\(8+9+8+9 = 34\\%\\), ale \\(100-34=66\\%\\) też nie to). Błędna metoda sumowania strat zamiast mnożenia. |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawna odpowiedz.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **D** (70,1%).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to policzenie **średniej arytmetycznej** zamiast iloczynu. Średnia 91,5% mówiłaby o \"typowej\" wydajności jednego etapu, nie o tym, ile produktu końcowego dostajemy z całego procesu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nigdy nie odejmuj strat kolejno od 100%! (\\(100 - 8 - 9 - 8 - 9 = 66\\%\\) - to błąd, bo straty w II etapie dotyczą **mniejszej** ilości niż wyjściowa, nie wyjściowej 100).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Im więcej etapów, tym bardziej wydajność całkowita spada - nawet jeśli każdy etap daje \"tylko\" 91-92%, cztery takie etapy razem dają ledwo 70%. To ważna lekcja dla syntezy organicznej!","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-33.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":20,"source":"ocr","answer_source":"ocr","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/34","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"34","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 34. (0-1)\nPodaj, jaką funkcję (utleniacza czy reduktora) pełni jod w reakcji z kwasem\naskorbinowym. Napisz, na jaki kolor zabarwi się mieszanina reakcyjna w punkcie\nkońcowym miareczkowania.\nJod w reakcji z kwasem pełni funkcję\nPod wpływem jodu skrobia zabarwi się na","answer":null,"answer_text":"Zadanie 34. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\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.\n16. Cukry. Zdający:\n16.10) planuje […] doświadczenie pozwalające stwierdzić\nobecność skrobi […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne podanie funkcji jodu oraz poprawne podanie barwy wskaźnika.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nJod w reakcji z kwasem pełni funkcję utleniacza.\nPod wpływem jodu skrobia zabarwi się na ciemnoniebiesko lub niebiesko lub granatowo\nlub czarno.\nUwaga: Barwa: fioletowa lub ciemnofioletowa, lub fioletowogranatowa, lub inna wskazująca\nna fioletowy odcień jest błędna.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Jod pełni funkcję utleniacza.** Pod wpływem jodu skrobia (użyta jako wskaźnik) zabarwia się na **ciemnoniebiesko (granatowo / czarno)** - od kompleksu jodu ze skrobią. Uwaga: barwa fioletowa i jej odcienie są wg klucza CKE błędne.\n\n## Sposób 1 - Analiza zmian stopnia utlenienia\n\n**Krok 1: Napisz równanie reakcji.**\n\nKwas askorbinowy (\\ce{C6H8O6}, witamina C) reaguje z jodem:\n\n\\[\\ce{C6H8O6 + I2 -> C6H6O6 + 2HI}\\]\n\nKwas askorbinowy traci dwa atomy wodoru (utlenia się do kwasu dehydroaskorbinowego \\ce{C6H6O6}).\n\n**Krok 2: Wyznacz stopnie utlenienia jodu.**\n\n- Jod w \\ce{I2}: stopień utlenienia **0**\n- Jod w \\ce{HI}: stopień utlenienia **-1**\n\nJod *obniża* stopień utlenienia: \\(0 \\to -1\\) - to oznacza **redukcję**.\n\n**Krok 3: Skoro jod ulega redukcji → jest utleniaczem.**\n\nJednocześnie kwas askorbinowy traci elektrony (utlenia się) → pełni funkcję **reduktora**.\n\n| Substancja | Przemiana | Funkcja |\n| \\(\\ce{I2}\\) | \\(0 \\to -1\\) (redukcja) | **utleniacz** |\n| \\(\\ce{C6H8O6}\\) | utlenia się | reduktor |\n\n**Krok 4: Kolor w punkcie końcowym miareczkowania.**\n\nW jodometrii jako wskaźnik stosuje się **skrobię**. Podczas miareczkowania jod reaguje z kwasem askorbinowym i jest na bieżąco zużywany - roztwór pozostaje bezbarwny. W momencie, gdy **cały kwas askorbinowy zostanie utleniony**, pierwsza nadmiarowa kropla roztworu \\ce{I2} tworzy ze skrobią kompleks inkluzyjny (polijodan wewnątrz helisy amylozy) - pojawia się **intensywne granatowe (ciemnoniebieskie) zabarwienie**, które nie zanika przez ≥ 30 sekund. To jest punkt końcowy.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans elektronów\n\nSprawdzamy, czy bilans elektronowy jest zachowany:\n\n**Redukcja jodu** (utleniacz przyjmuje elektrony):\n\\[\\ce{I2 + 2e- -> 2I-}\\]\nJeden mol \\ce{I2} przyjmuje **2 elektrony**.\n\n**Utlenianie kwasu askorbinowego** (reduktor oddaje elektrony):\n\\[\\ce{C6H8O6 -> C6H6O6 + 2H+ + 2e-}\\]\nJeden mol kwasu askorbinowego oddaje **2 elektrony**.\n\nBilans elektronowy: \\(2e^- = 2e^-\\) ✓\n\nStosunek molowy **1 : 1** (\\(\\ce{C6H8O6} : \\ce{I2}\\)) - spójne z równaniem sumarycznym. Jod jako przyjmujący elektrony = **utleniacz**. Potwierdzono.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu **nie używamy konkretnych liczbowych wartości z karty wzorów** - wystarczy znajomość reguł ustalania stopni utlenienia i definicji utleniacza/reduktora.\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji:**\nWarto wiedzieć (kontekst szerszy), że \\(E°(\\ce{I2/I-}) = +0{,}536 \\text{ V}\\) - wartość dodatnia potwierdza, że \\ce{I2} chętnie ulega redukcji, czyli działa jako utleniacz.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne podanie funkcji jodu oraz barwy wskaznika.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: jod pelni funkcje **utleniacza**; skrobia zabarwia sie na **ciemnoniebiesko / niebiesko / granatowo / czarno**. Barwa fioletowa (i jej odcienie) jest bledna.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Intuicja podpowiada: \"jod jest aktywny, więc utlenia się\" - to błąd! Jod *utlenia* kwas askorbinowy, a sam *ulega redukcji*. Utleniacz to ten, kto PRZYJMUJE elektrony (i sam się redukuje).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Skrobia nie zmienia koloru podczas miareczkowania, dopóki jest jeszcze kwas askorbinowy - roztwór jest bezbarwny (lub lekko żółty od śladu \\ce{I2}). Granat pojawia się dopiero przy **nadmiarze** \\ce{I2} po przereagowaniu całego reduktora.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wg klucza CKE akceptowane barwy to **ciemnoniebieska / niebieska / granatowa / czarna**. Barwa **fioletowa** (i jej odcienie: ciemnofioletowa, fioletowogranatowa) jest **błędna** - pamiętaj o tym, opisując zabarwienie kompleksu jod-skrobia.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-34.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":21,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/35","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"35","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 35. (0-2)\nPróbkę X pewnego preparatu, którego głównym składnikiem jest witamina C, rozpuszczono\nw wodzie, w wyniku czego otrzymano 100,0 cm3 roztworu. Następnie pobrano 10,0 cm3 tego\nroztworu, przeniesiono do kolby i miareczkowano roztworem jodu o stężeniu 0,052\n3\ndm\nmol\n⋅\nStwierdzono, że punkt końcowy miareczkowania został osiągnięty po dodaniu 10,8 cm3\nroztworu jodu.\nOblicz w miligramach zawartość witaminy C w próbce X, jeśli wiadomo, że pozostałe\nskładniki preparatu nie reagują z jodem. Przyjmij, że masa molowa witaminy C jest\nrówna M = 176 g·mol-1.\nObliczenia:\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n32.\n33.\n34.\n35.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n2\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 35. (0-2)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający:\n1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem […] mola\ndotyczące: mas substratów […] (stechiometria […] równań\nchemicznych) […].\nSchemat punktowania\n2 p. - za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku\nw miligramach.\n1 p. - za zastosowanie poprawnej metody, ale:\n- popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.\nlub\n- podanie wyniku w jednostkach innych niż miligramy.\n0 p. - za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.\nPoprawne rozwiązanie\nKwas askorbinowy reaguje z jodem w stosunku molowym: 1 : 1\nn jodu = 0,052 · 0,0108 = 0,000562 mola  masa kwasu askorbinowego w 10 cm3 roztworu:\nm kwasu = 0,000562 · 176 = 0,09891 g = 98,91 mg\n masa kwasu askorbinowego w próbce X: 989,1 (mg)","solution":"## Poprawna odpowiedź: **988 mg** witaminy C w próbce X\n\n## Sposób 1 - Miareczkowanie jodometryczne krok po kroku\n\n**Równanie reakcji witaminy C z jodem:**\n\nKwas askorbinowy (witamina C, \\ce{C6H8O6}) jest redukujący - oddaje 2 elektrony i utlenia się do kwasu dehydroaskorbinowego:\n\n\\[\\ce{C6H8O6 + I2 -> C6H6O6 + 2HI}\\]\n\nStosunek molowy: \\(\\ce{C6H8O6} : \\ce{I2} = 1:1\\)\n\n**Krok 1 - Oblicz liczbę moli \\(\\ce{I2}\\) zużytych do miareczkowania alikvotu:**\n\n\\[n(\\ce{I2}) = c(\\ce{I2}) \\cdot V(\\ce{I2}) = 0{,}052 \\frac{\\text{mol}}{\\text{dm}^3} \\cdot \\frac{10{,}8 \\text{ cm}^3}{1000} = 0{,}052 \\cdot 0{,}0108 \\text{ dm}^3\\]\n\n\\[n(\\ce{I2}) = 5{,}616 \\cdot 10^{-4} \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 2 - Oblicz liczbę moli witaminy C w alikvwocie (10,0 cm³):**\n\nZe stechiometrii 1:1:\n\n\\[n(\\ce{C6H8O6}) = n(\\ce{I2}) = 5{,}616 \\cdot 10^{-4} \\text{ mol}\\]\n\n**Krok 3 - Oblicz masę witaminy C w alikvwocie (10,0 cm³):**\n\n\\[m_{10} = n \\cdot M = 5{,}616 \\cdot 10^{-4} \\text{ mol} \\cdot 176 \\frac{\\text{g}}{\\text{mol}} = 0{,}09885 \\text{ g} = 98{,}85 \\text{ mg}\\]\n\n**Krok 4 - Przeskaluj na całą próbkę (100,0 cm³):**\n\nPobrano tylko 10,0 cm³ z 100,0 cm³ - cała próbka zawiera 10× więcej:\n\n\\[m_{100} = 98{,}85 \\text{ mg} \\cdot \\frac{100{,}0 \\text{ cm}^3}{10{,}0 \\text{ cm}^3} = \\mathbf{988{,}5 \\approx 988 \\text{ mg}}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez podstawienie bezpośrednie\n\nMożna od razu przeliczyć na pełną próbkę, skalując objętość jodu:\n\nEfektywna objętość jodu odpowiadająca 100,0 cm³ roztworu próbki:\n\n\\[V_{\\text{eff}}(\\ce{I2}) = 10{,}8 \\text{ cm}^3 \\cdot \\frac{100{,}0}{10{,}0} = 108{,}0 \\text{ cm}^3 = 0{,}1080 \\text{ dm}^3\\]\n\n\\[n(\\ce{I2})_{\\text{total}} = 0{,}052 \\cdot 0{,}1080 = 5{,}616 \\cdot 10^{-3} \\text{ mol}\\]\n\n\\[m(\\text{wit. C}) = 5{,}616 \\cdot 10^{-3} \\cdot 176 = 0{,}9884 \\text{ g} = \\mathbf{988{,}4 \\text{ mg}}\\]\n\nWynik zgodny - próbka X zawiera **≈ 988 mg witaminy C**.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy wartości tablicowych z karty wzorów - wystarczy znajomość:\n- wzoru na liczbę moli: \\(n = c \\cdot V\\)\n- wzoru na masę: \\(m = n \\cdot M\\)\n- stechiometrii reakcji \\(\\ce{C6H8O6 + I2 -> C6H6O6 + 2HI}\\) (stosunek 1:1)\n\n> 📖 Masę molową \\(M = 176 \\text{ g/mol}\\) podaje treść zadania. Układ okresowy ze str. 15 karty wzorów pozwala ją zweryfikować: \\(\\ce{C6H8O6}\\) → \\(6 \\cdot 12 + 8 \\cdot 1 + 6 \\cdot 16 = 72 + 8 + 96 = 176 \\text{ g/mol}\\) ✓\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - za poprawna metode, poprawne obliczenia oraz wynik w miligramach.\n**1 pkt** - za poprawna metode, ale bledy rachunkowe, lub wynik w jednostkach innych niz miligramy.\n**0 pkt** - za bledna metode albo brak rozwiazania.\n\nKlucz CKE: kwas askorbinowy reaguje z jodem 1:1; n(I2) = 0,052.0,0108 = 0,000562 mola; masa w 10 cm3 = 98,91 mg; w calej probce X = **989,1 mg** (wynik z poprawnej metody, np. ~988 mg, uznaje sie za poprawny - zaleznosc od zaokraglen).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga: Zapomnienie o przeskalowaniu alikvotu!** Najczęstszy błąd - obliczają masę tylko dla 10,0 cm³ i podają **98,9 mg** zamiast przemnożyć przez 10. Próbka miała 100,0 cm³ - miareczkowano tylko jej część!\n\n> ⚠️ **Uwaga: Stosunek molowy 1:1.** Jod reaguje z witaminą C w stosunku 1:1, nie 1:2 ani 2:1. Błąd tu daje wynik 2× za duży lub 2× za mały.\n\n> ⚠️ **Uwaga: Przeliczenie cm³ na dm³.** Objętość 10,8 cm³ = 0,0108 dm³ - nie 0,108 dm³ ani 10,8 dm³. Zawsze sprawdź jednostki przed podstawieniem do \\(n = c \\cdot V\\), gdzie \\(c\\) jest w mol/dm³.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-35.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":21,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/36","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"36","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 36.\nW laboratorium pod wyciągiem przeprowadzono reakcję manganianu(VII) potasu\nz nadmiarem kwasu solnego. Do wykrycia gazowego produktu zastosowano papierek\njodoskrobiowy zwilżony wodą. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym\nschemacie.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 36.\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n7.Metale. Zdający:\n7.7) przewiduje produkty redukcji związków manganu(VII)\nw zależności od środowiska […].\n8.Niemetale. Zdający:\n8.4) planuje i opisuje doświadczenie, którego przebieg\nwykaże, że np. brom jest pierwiastkiem bardziej aktywnym\nniż jod a mniej aktywnym niż chlor.\n16. Cukry. Zdający:\n16.10) planuje […] doświadczenie pozwalające stwierdzić\nobecność skrobi […].","solution":null,"image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-36.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":22,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/36.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"36.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 36.1. (0-1)\nOpisz zmiany możliwe do zaobserwowania podczas przebiegu doświadczenia. Uzupełnij\nponiższą tabelę.\nprzed dodaniem HCl (aq)\npo zajściu reakcji\nBarwa roztworu w probówce\nBarwa papierka jodoskrobiowego\nbiała","answer":null,"answer_text":"Zadanie 36.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie tabeli.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nprzed dodaniem HCl (aq)\npo zajściu reakcji\nBarwa roztworu w probówce\nfioletowa\nbezbarwna\nBarwa papierka jodoskrobiowego\nbiała\nciemnoniebieska lub\nniebieska lub granatowa\nlub czarna\nUwaga:\nBarwa\npapierka\njodoskrobiowego:\nfioletowa\nlub\nciemnofioletowa,\nlub\nfioletowogranatowa, lub inna wskazująca na fioletowy odcień jest błędna.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Uzupełniona tabela\n\n| | przed dodaniem HCl(aq) | po zajściu reakcji |\n| Barwa roztworu w probówce | fioletowa | bezbarwna (lub bladoróżowa) |\n| Barwa papierka jodoskrobiowego | bez zmian (biała) | granatowa (niebiesko-czarna) |\n\n## Sposób 1 - analiza produktów reakcji KMnO₄ z HCl\n\n**Identyfikacja reagentów:**\nZadanie dotyczy typowego doświadczenia CKE - dodanie stężonego \\ce{HCl}(aq) do roztworu \\ce{KMnO4}. Papierek jodoskrobiowy jest wskaźnikiem na gazy utleniające (szczególnie \\ce{Cl2}).\n\n**Krok 1 - stan przed dodaniem HCl:**\n- Roztwór \\ce{KMnO4} jest **fioletowy** (charakterystyczna barwa jonu \\ce{MnO4-})\n- Papierek jodoskrobiowy: bez zmian - nie ma jeszcze gazu utleniającego ponad roztworem\n\n**Krok 2 - reakcja redoks po dodaniu HCl:**\n\n\\[\n\\ce{2KMnO4 + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 ^ + 8H2O}\n\\]\n\n- \\ce{Mn} redukuje się z \\(+7\\) do \\(+2\\) (\\ce{MnCl2} - bladoróżowy, praktycznie bezbarwny w rozcieńczeniu)\n- \\ce{Cl-} utlenia się z \\(-1\\) do \\(0\\) (wydziela się \\ce{Cl2} jako gaz)\n\n**Krok 3 - barwa roztworu po reakcji:**\nJon \\ce{MnO4-} (fioletowy) zostaje zredukowany do \\ce{Mn^2+} (bezbarwny/bladoróżowy) → roztwór staje się **bezbarwny**.\n\n**Krok 4 - działanie na papierek jodoskrobiowy:**\nWydzielający się \\ce{Cl2} jest silnym utleniaczem. Reaguje z \\ce{KI} zawartym w papierku:\n\n\\[\n\\ce{Cl2 + 2KI -> 2KCl + I2}\n\\]\n\nWydzielony \\ce{I2} tworzy kompleks z krochmalem:\n\n\\[\n\\ce{I2 + skrobia -> granatowy kompleks}\n\\]\n\n→ Papierek zmienia barwę na **granatową (niebiesko-czarną)**.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez bilans redoks (sprawdzenie, czy HCl może pełnić rolę reduktora)\n\n**Sprawdzamy możliwość utlenienia \\ce{Cl-} przez \\ce{MnO4-} w środowisku kwasowym:**\n\nPółreakcja redukcji (Mn):\n\\[\n\\ce{MnO4- + 8H+ + 5e- -> Mn^2+ + 4H2O} \\quad E° = +1{,}51 \\text{ V}\n\\]\n\nPółreakcja utlenienia (Cl):\n\\[\n\\ce{2Cl- -> Cl2 + 2e-} \\quad E° = -1{,}36 \\text{ V}\n\\]\n\nSEM ogniwa: \\(E°_{ogniwa} = 1{,}51 - 1{,}36 = +0{,}15 \\text{ V} > 0\\) → reakcja jest **termodynamicznie możliwa** ✓\n\nTo potwierdza, że \\ce{Cl2} rzeczywiście się wydziela i może zabarwić papierek jodoskrobiowy.\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> \\(E°(\\ce{Cl2/Cl-}) = +1{,}36 \\text{ V}\\)\n> Na podstawie porównania potencjałów potwierdzamy, że \\ce{KMnO4} jest wystarczająco silnym utleniaczem, by utlenić \\ce{Cl-} do \\ce{Cl2}.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne uzupelnienie tabeli.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: barwa roztworu - przed dodaniem HCl **fioletowa**, po reakcji **bezbarwna**; barwa papierka jodoskrobiowego - przed **biala**, po reakcji **ciemnoniebieska/niebieska/granatowa/czarna** (barwa fioletowa jest bledna).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Papierek jodoskrobiowy to NIE jest papierek na jod - wykrywa **gazy utleniające** (tu: \\ce{Cl2}), które wydzielają \\ce{I2} z \\ce{KI} zawartego w papierku. Barwa pochodzi od kompleksu \\ce{I2}-skrobia, nie od samego chloru.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\ce{MnCl2} w roztworze wodnym jest praktycznie bezbarwny lub bladoróżowy - nie pomyl z \\ce{MnO2} (brunatny osad), który wytrącałby się w środowisku słabokwasowym. Tutaj mamy stężony \\ce{HCl}, więc środowisko jest silnie kwasowe → produkt to \\ce{Mn^2+}, nie \\ce{MnO2}.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przed dodaniem \\ce{HCl} papierek jest biały i nie zmienia barwy - pamiętaj wpisać \"bez zmian\", bo to też jest część obserwacji!","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-36.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":22,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/36.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"36.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 36.2. (0-1)\nWyjaśnij przyczynę zmiany barwy papierka jodoskrobiowego.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 36.2. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za sformułowanie poprawnego wyjaśnienia uwzględniającego powstawanie jodu\nw reakcji chloru z jodkiem potasu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nPowstający podczas reakcji zachodzącej w probówce po zmieszaniu roztworów chlor wypiera\njod z roztworu jodku potasu. (Skrobia w obecności jodu przyjmuje granatowe zabarwienie.)\nlub\nW reakcji jodku potasu z chlorem powstał jod (który ze skrobią tworzy związek\no zabarwieniu granatowym).\nUwagi:\n Wyjaśnienie nieuwzględniające nazwy gazu reagującego z jodkiem potasu jest\nniewystarczające.\n Wyjaśnienie nieuwzględniające powstania jodu w reakcji chloru z jodkiem potasu jest\nniewystarczające.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nPapierek jodoskrobiowy zmienia barwę na **granatowo-czarną**, ponieważ substancja utleniająca (np. ozon \\ce{O3}) utlenia jony jodkowe \\ce{I-} do cząsteczkowego jodu \\ce{I2}, który tworzy charakterystyczny ciemnogranatowy kompleks z amylozą (składnikiem skrobi).\n\n## Sposób 1 - Mechanizm reakcji krok po kroku\n\n**Krok 1 - Co zawiera papierek jodoskrobiowy?**\n\nPapierek jest nasączony roztworem **jodku potasu \\ce{KI}** (źródło jonów \\ce{I-}) i **skrobią** (polisacharyd zawierający amylozę). Sam papierek jest bezbarwny lub słomkowy - sam \\ce{KI} nie barwi skrobi.\n\n**Krok 2 - Reakcja utleniania \\ce{I-} przez czynnik utleniający**\n\nSubstancja o silnych właściwościach utleniających (np. ozon \\ce{O3}) utlenia jony \\ce{I-} do \\ce{I2}:\n\n\\[\\ce{2I^- -> I2 + 2e^-}\\]\n\nDla ozonu jako utleniacza (środowisko słabo kwaśne / wilgotny papierek):\n\n\\[\\ce{2KI + O3 + H2O -> I2 + 2KOH + O2}\\]\n\nlub w formie jonowej:\n\n\\[\\ce{2I^- + O3 + H2O -> I2 + 2OH^- + O2}\\]\n\n**Krok 3 - Reakcja \\ce{I2} ze skrobią**\n\nPowstały jod cząsteczkowy \\ce{I2} wnika do helikalnych kanałów amylozy (łańcucha skrobi) i tworzy **kompleks inkluzyjny \\ce{I2 * amyloza}** o charakterystycznej **granatowo-czarnej barwie**.\n\nTo fizyczno-chemiczne oddziaływanie (nie wiązanie kowalencyjne) - jod jest \"uwięziony\" w spirali amylozy i zmienia właściwości absorpcji światła.\n\n**Wniosek:**\n\nZmiana barwy papierka = potwierdzenie obecności substancji utleniającej silniejszej od \\ce{I2}/\\ce{I-}.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez analizę stopni utlenienia (redoks)\n\nSprawdzamy, że faktycznie zachodzi utlenianie:\n\n| | Przed | Po |\n| Jod (w \\ce{I-}) | \\(-1\\) | \\(0\\) (w \\ce{I2}) |\n| Ozon (O w \\ce{O3}) | \\(0\\) → część O przechodzi do \\ce{OH-} i \\ce{O2} | redukuje się |\n\nJod przechodzi ze stopnia \\(-1\\) na \\(0\\) → **utlenianie \\ce{I-}**. ✓\n\nTo oznacza, że \\ce{O3} pełni rolę **utleniacza** - oddaje elektrony i umożliwia powstanie \\ce{I2}.\n\nJeśli \\ce{I2} NIE powstaje (brak utleniacza), papierek pozostaje bezbarwny - **skrobia nie barwi się sama** ani z \\ce{I-}.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji:**\n\\(E°(\\ce{I2/I^-}) = +0{,}536 \\text{ V}\\)\n\nKażda substancja o wyższym potencjale redukcji (np. \\ce{O3}: \\(E° = +2{,}076 \\text{ V}\\)) jest w stanie utlenić \\ce{I^-} do \\ce{I2}. Papierek jodoskrobiowy działa właśnie jako wykrywacz silnych utleniaczy.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace powstawanie jodu w reakcji chloru z jodkiem potasu.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: powstajacy chlor wypiera jod z roztworu jodku potasu (jod ze skrobia daje granatowe zabarwienie). Wyjasnienie pomijajace nazwe gazu lub powstanie jodu jest niewystarczajace.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często piszą, że to \"jod barwi papierek\" - to nieprecyzyjne! Skrobia reaguje wyłącznie z **jodową cząsteczkową \\ce{I2}**, a nie z jonami \\ce{I-}. Sam \\ce{KI} nie barwi skrobi.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić papierka jodoskrobiowego z papierkiem lakmusowym! Papierek jodoskrobiowy wykrywa **utleniacze** (przez powstawanie \\ce{I2}), a nie kwasy/zasady.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zmiana barwy jest **odwracalna** - przy nadmiarze silnego utleniacza \\ce{I2} może zostać dalej utleniony do \\ce{IO3^-} (bezbarwny) i papierek znowu bieleje. To ważne przy stężonym \\ce{O3} lub \\ce{Cl2}.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-36.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":22,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/37","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"37","points":null,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 37.\nWykonano doświadczenie, w którym do probówki I wprowadzono wodny roztwór mocznika\nCO(NH2)2, a do probówki II - wodny roztwór węglanu amonu (NH4)2CO3. Następnie do obu\nprobówek dodano ten sam odczynnik, który umożliwił potwierdzenie zawartości obu\nprobówek.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 37.\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.10) pisze równania reakcji: […] wytrącania osadów […]\nw formie […] jonowej (pełnej i skróconej).\n14. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:\n14.9) analizuje budowę cząsteczki mocznika (m.in. brak\nfragmentu węglowodorowego) i wynikające z niej\nwłaściwości […].","solution":null,"image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-37.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":22,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/37.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"37.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 37.1. (0-1)\nUzupełnij schemat doświadczenia. Podkreśl nazwę odczynnika, który - po dodaniu do\nprobówek z roztworami opisanych związków i wymieszaniu ich zawartości - umożliwi\nzaobserwowanie różnic w przebiegu doświadczenia z udziałem mocznika i węglanu\namonu.\nOdczynnik:\n- wodny roztwór chlorku wapnia\n- wodny roztwór siarczanu(VI) sodu\n- roztwór bromu w CCl4\npapierek jodoskrobiowy\n(pasek bibuły nasycony\nmieszaniną jodku potasu i skrobi)\nnadmiar HCl (aq)\nKMnO4 (aq)\nroztwór CO(NH2)2\nI\nroztwór (NH4)2CO3\nII\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 37.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za uzupełnienie schematu doświadczenia - poprawny wybór i podkreślenie nazwy\nodczynnika.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nOdczynnik:\n- wodny roztwór chlorku wapnia\n- wodny roztwór siarczanu(VI) sodu\n- roztwór bromu w CCl4","solution":"## Poprawna odpowiedź: wodny roztwór chlorku wapnia\n\n## Sposób 1 - analiza składu chemicznego i reakcji charakterystycznych\n\n**Co wiemy o obu związkach?**\n\n| Właściwość | Mocznik \\ce{CO(NH2)2} | Węglan amonu \\ce{(NH4)2CO3} |\n| Typ związku | organiczny amid | nieorganiczna sól |\n| Zawiera \\ce{CO3^2-}? | **NIE** | **TAK** |\n| Zawiera \\ce{NH4+}? | NIE | TAK |\n| Zawiera wiązania C=C? | NIE | NIE |\n\n**Testujemy każdy odczynnik:**\n\n**1. Wodny roztwór \\ce{CaCl2}:**\n\nZ mocznikiem - brak reakcji (brak jonów \\ce{CO3^2-}):\n\\[\\ce{CO(NH2)2 + CaCl2 -> \\text{brak osadu}}\\]\n\nZ węglanem amonu - biały osad \\ce{CaCO3}:\n\\[\\ce{(NH4)2CO3 + CaCl2 -> CaCO3 v + 2NH4Cl}\\]\n\n**Widoczna różnica: osad powstaje TYLKO z węglanem amonu.** ✓\n\n**2. Wodny roztwór \\ce{Na2SO4}:**\n\nZ mocznikiem - brak reakcji.\n\nZ węglanem amonu - brak osadu:\n\\[\\ce{(NH4)2CO3 + Na2SO4 -> (NH4)2SO4 + Na2CO3}\\]\n\nObie sole (\\ce{(NH4)2SO4} i \\ce{Na2CO3}) są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Żadna widoczna zmiana. **Brak różnicy między próbkami.** ✗\n\n**3. Roztwór \\ce{Br2} w \\ce{CCl4}:**\n\nTest bromowy wykrywa wiązania nienasycone (C=C, C≡C) lub grupy łatwo utlenialne (np. aldehyd, fenol). Ani mocznik, ani węglan amonu nie mają takich grup - **bromine nie odbarwia się w żadnej z próbek. Brak różnicy.** ✗\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez mechanizm wytrącania osadu\n\nWarunek powstania osadu: iloczyn stężeń jonów musi przekroczyć \\(K_{sp}\\).\n\n\\[K_{sp}(\\ce{CaCO3}) = 3{,}3 \\cdot 10^{-9}\\]\n\nW roztworze \\ce{(NH4)2CO3} mamy wolne jony \\ce{CO3^2-}. Po dodaniu \\ce{CaCl2}:\n\n\\[[\\ce{Ca^2+}] \\cdot [\\ce{CO3^2-}] \\gg K_{sp} \\Rightarrow \\text{osad wytrąca się}\\]\n\nW roztworze mocznika jony \\ce{CO3^2-} **nie istnieją** (mocznik to nieelektrolit organiczny, nie dysocjuje na \\ce{CO3^2-}). Warunek iloczynu rozpuszczalności nie jest spełniony → brak osadu.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 10 - Iloczyn rozpuszczalności:**\n> \\(K_{sp}(\\ce{CaCO3}) = 3{,}3 \\cdot 10^{-9}\\)\n> Wartość ta potwierdza, że \\ce{CaCO3} jest trudno rozpuszczalny - niewielkie stężenie \\ce{CO3^2-} z \\ce{(NH4)2CO3} wystarcza do wytrącenia osadu.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> Kolumna \\ce{SO4^2-}: \\ce{CaSO4} - oznaczony jako **mało rozpuszczalny** (to dodatkowo tłumaczy, dlaczego \\ce{Na2SO4} nie tworzy osadu z węglanem amonu - tutaj nie ma jonów \\ce{Ca^2+}).\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Odczynnik | Błąd rozumowania |\n| \\ce{Na2SO4} | Można pomyśleć \"węglan amonu jest solą, więc zareaguje z siarczanem\". Problem: produkty \\ce{(NH4)2SO4} i \\ce{Na2CO3} są dobrze rozpuszczalne - żadnego osadu, żadnej widocznej różnicy |\n| \\ce{Br2} w \\ce{CCl4} | Można pomyśleć \"mocznik to związek organiczny, więc odbarwi brom\". Nie - test bromowy działa dla wiązań π (alkenów, alkinów) i fenoli. Mocznik to amid z wiązaniem C=O, które **nie reaguje** z \\ce{Br2} w CCl₄ w warunkach szkolnych |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wybor i podkreslenie nazwy odczynnika.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **wodny roztwor chlorku wapnia** (probowka I - mocznik CO(NH2)2, probowka II - (NH4)2CO3).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mocznik i węglan amonu mają podobny wzór sumaryczny w kontekście azotu - oba zawierają N i H. Ale mocznik **nie ma jonów \\ce{CO3^2-}** - grupą funkcyjną jest **amid (-CONH₂)**, nie węglan!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\ce{CaSO4} jest mało rozpuszczalny (str. 14 karty), ale tutaj nie ma jonów \\ce{Ca^2+} - do \\ce{Na2SO4} dodajemy węglan amonu, a nie sól wapnia. Nie mylić odczynników z badanymi substancjami!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Biały osad \\ce{CaCO3} jest charakterystyczny i łatwo widoczny - to jeden z kluczowych odczynników identyfikujących jony \\ce{CO3^2-} w analizie jakościowej.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-37.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":22,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/37.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"37.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 37.2. (0-1)\nNapisz, jakie obserwacje potwierdzą, że w probówce I znajduje się wodny roztwór\nmocznika, a w probówce II - wodny roztwór węglanu amonu.\nProbówka I:\nProbówka II:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 37.2. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne obserwacje umożliwiające odróżnienie zawartości probówek przy\npoprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 37.1.\n0 p. - za błędne lub niepełne obserwacje, lub błędny wybór, lub brak zaznaczenia odczynnika\nw zadaniu 37.1. albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nProbówka I: Brak objawów reakcji.\nProbówka II: Wytrącił się (biały) osad.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Probówka I (mocznik):** brak widocznych zmian - roztwór obojętny lub słabo zasadowy, brak zapachu amoniaku, brak osadu po dodaniu odczynników reagujących z jonami węglanowymi lub amoniowymi.\n\n**Probówka II (węglan amonu):** odczyn wyraźnie zasadowy, charakterystyczny zapach amoniaku, szumowanie po dodaniu kwasu, biały osad po dodaniu \\ce{BaCl2}.\n\n## Sposób 1 - analiza właściwości obu substancji\n\n**Krok 1. Czym różnią się te dwa związki?**\n\n| Cecha | Mocznik \\ce{(NH2)2CO} | Węglan amonu \\ce{(NH4)2CO3} |\n| Typ związku | kowalencyjny, nieelektrolit | jonowy, elektrolit |\n| Odczyn roztworu | praktycznie obojętny (bardzo słabe zasadowanie) | wyraźnie zasadowy (pH ≈ 8-9) |\n| Zapach | bezwonny | wyraźny zapach amoniaku |\n| Jony w roztworze | brak | \\ce{NH4+}, \\ce{CO3^2-} |\n\n**Krok 2. Obserwacja 1 - zapach**\n\n- **Probówka II** wydziela charakterystyczny zapach amoniaku już w temperaturze pokojowej:\n\n\\[\\ce{(NH4)2CO3(aq) -> 2NH4+(aq) + CO3^2-(aq)}\\]\n\nJon \\ce{NH4+} jest w równowadze z \\ce{NH3}:\n\n\\[\\ce{NH4+(aq) + OH-(aq) <=> NH3(g) ^ + H2O(l)}\\]\n\n- **Probówka I** - brak zapachu (mocznik nie zawiera jonów \\ce{NH4+}).\n\n**Krok 3. Obserwacja 2 - odczyn (papierek wskaźnikowy lub pH-metr)**\n\n- **Probówka II**: papierek czerwony zmienia barwę na niebieską (zasadowy odczyn) - hydroliza \\ce{CO3^2-} i równowaga \\ce{NH4+/NH3}.\n- **Probówka I**: papierek nie zmienia barwy (mocznik jest praktycznie obojętny).\n\n**Krok 4. Obserwacja 3 - reakcja z kwasem (np. \\ce{HCl})**\n\nPo zakwaszeniu **probówki II** następuje szumowanie - wydziela się \\ce{CO2}:\n\n\\[\\ce{(NH4)2CO3 + 2HCl -> 2NH4Cl + H2O + CO2 ^}\\]\n\nPo zakwaszeniu **probówki I** - brak szumowania.\n\n**Krok 5. Obserwacja 4 - reakcja z \\ce{BaCl2}**\n\nDo **probówki II** dodajemy roztwór \\ce{BaCl2} - powstaje biały, nierozpuszczalny osad węglanu baru:\n\n\\[\\ce{Ba^2+(aq) + CO3^2-(aq) -> BaCO3 v}\\]\n\nDo **probówki I** - brak osadu (mocznik nie zawiera jonów \\ce{CO3^2-}).\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez reakcję z NaOH i podgrzanie\n\nPodgrzanie z roztworem \\ce{NaOH}:\n\n**Probówka II** - natychmiastowe wydzielanie amoniaku (wilgotny papierek lakmusowy czerwony błyskawicznie sinieje), bo:\n\n\\[\\ce{(NH4)2CO3 + 2NaOH -> Na2CO3 + 2NH3 ^ + 2H2O}\\]\n\n**Probówka I** - mocznik hydrolizuje z \\ce{NaOH} dopiero po długim gotowaniu (reakcja wolna, nie zachodzi w zwykłych warunkach szkolnych):\n\n\\[\\ce{(NH2)2CO + 2NaOH ->[\\Delta] Na2CO3 + 2NH3 ^}\\]\n\nZatem przy krótkim podgrzaniu: w probówce II od razu unosi się gaz o zapachu amoniaku, w probówce I - brak reakcji. To potwierdza wnioski z Metody 1.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> \\ce{BaCO3} - trudno rozpuszczalny (oznaczony jako \"N\"). Uzasadnia powstanie białego osadu w probówce II po dodaniu \\ce{BaCl2}.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 11 - Wskaźniki kwasowo-zasadowe:**\n> Zakres zmiany barwy fenoloftaleiny: pH 8,2-10 (bezbarwna → malinowa). Fenoloftaleina zabarwi się w roztworze węglanu amonu, pozostanie bezbarwna w roztworze mocznika.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:**\n> \\(K_b(\\ce{NH3}) = 1{,}78 \\cdot 10^{-5}\\) - zasadowy odczyn roztworu \\ce{(NH4)2CO3} wynika ze współistnienia słabego kwasu (\\ce{NH4+}) i słabej zasady koniugowanej do słabego kwasu (\\ce{CO3^2-}); \\ce{CO3^2-} dominuje → odczyn zasadowy.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne obserwacje umozliwiajace odroznienie zawartosci probowek przy poprawnym wyborze odczynnika w 37.1.\n**0 pkt** - za bledne/niepelne obserwacje, bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnika w 37.1 albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: probowka I (mocznik) - **brak objawow reakcji**; probowka II ((NH4)2CO3) - **wytracil sie bialy osad** (CaCO3).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mocznik ma wzór \\ce{(NH2)2CO} - zawiera azot, ale NIE zawiera jonów \\ce{NH4+}. Uczniowie często myślą, że skoro jest w nim N, to będzie reagował podobnie do amoniaku. Błąd - mocznik to związek kowalencyjny, nieelektrolit.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Węglan amonu jest termicznie nietrwały - łatwo rozkłada się nawet w temperaturze pokojowej: \\[\\ce{(NH4)2CO3 -> 2NH3 ^ + CO2 ^ + H2O}\\] dlatego zapach amoniaku jest wyczuwalny bez ogrzewania. To kluczowa obserwacja, której nie należy pominąć.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić obserwacji z wnioskami! Na maturze piszemy \"wydzielał się gaz o zapachu amoniaku\" lub \"wytrącił się biały osad\" - a NIE \"to był węglan amonu\". Obserwacja = to co widzimy/czujemy; wniosek = interpretacja.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-37.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":23,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/38","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"38","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 38. (0-1)\nAminokwasy białkowe są α-aminokwasami, co znaczy, że w ich cząsteczkach jedna para grup\nfunkcyjnych: aminowej i karboksylowej, jest połączona z tym samym atomem węgla.\nα-Aminokwasy można otrzymać z kwasów karboksylowych w syntezie, której przebieg\nzilustrowano na schemacie.\nR-CH2-COOH\n2\n3\n2\n1. Br , PBr\n2. H O\n⎯⎯⎯⎯⎯→ R-CHBr-COOH\n3\nnadmiar NH\n⎯⎯⎯⎯⎯→ R-CH(NH2)-COOH\nNa podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.\nNapisz wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu karboksylowego, którego należy użyć do\notrzymania leucyny opisaną metodą, i podaj nazwę systematyczną bromopochodnej tego\nkwasu stanowiącej produkt pośredni w opisanej metodzie.\nWzór półstrukturalny kwasu:\nNazwa systematyczna bromopochodnej:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 38. (0-1)\nI Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n12. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n12.1) wskazuje grupę karboksylową i resztę kwasową we\nwzorach kwasów karboksylowych […].\n14. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:\n14.10) zapisuje wzór ogólny α-aminokwasów […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie wzoru półstrukturalnego (grupowego) i poprawne ułożenie nazwy\nsystematycznej kwasu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nroztwór CO(NH2)2\nI\nroztwór (NH4)2CO3\nII\nPoprawna odpowiedź\nWzór półstrukturalny kwasu: CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-COOH\nNazwa systematyczna bromopochodnej: kwas 2-bromo-4-metylopentanowy","solution":"## Poprawna odpowiedź: kwas 4-metylopentanowy + produkt pośredni: kwas 2-bromo-4-metylopentanowy\n\n**Wzór półstrukturalny kwasu karboksylowego:**\n\n\\[(CH_3)_2CHCH_2CH_2COOH\\]\n\n**Nazwa systematyczna bromopochodnej (produktu pośredniego):**\n\nkwas 2-bromo-4-metylopentanowy\n\n## Sposób 1 - Analiza wsteczna: od leucyny do substratu\n\n**Krok 1 - Struktura leucyny**\n\nLeucyna to \\(\\alpha\\)-aminokwas o wzorze:\n\n\\[(CH_3)_2CHCH_2CH(\\mathbf{NH_2})COOH\\]\n\nNazwa systematyczna: kwas 2-amino-4-metylopentanowy.\n\n**Krok 2 - Identyfikacja metody syntezy**\n\nZadanie opisuje metodę Hell-Volharda-Zielińskiego (HVZ). To klasyczna metoda otrzymywania \\(\\alpha\\)-aminokwasów w dwóch etapach:\n\n1. Bromowanie kwasu karboksylowego w pozycji \\(\\alpha\\) (przy udziale \\(\\ce{Br2}\\) + \\(\\ce{P}\\)):\n\n\\[\\ce{R-CH2-COOH ->[\\text{Br}_2, \\text{P}] R-CHBr-COOH}\\]\n\n2. Aminowanie bromopochodnej przez działanie nadmiaru amoniaku \\(\\ce{NH3}\\):\n\n\\[\\ce{R-CHBr-COOH ->[\\text{NH}_3 (nadmiar)] R-CH(NH2)-COOH}\\]\n\n**Krok 3 - Wnioskowanie wsteczne**\n\nSkoro leucyna ma grupę \\(\\ce{NH2}\\) przy węglu \\(\\alpha\\) (C-2), to produkt pośredni miał tam \\(\\ce{Br}\\), a substrat miał tam \\(\\ce{H}\\):\n\n| Etap | Związek | Wzór |\n| Substrat | kwas karboksylowy | \\((CH_3)_2CHCH_2\\mathbf{CH_2}COOH\\) |\n| Produkt pośredni | \\(\\alpha\\)-bromopochodna | \\((CH_3)_2CHCH_2\\mathbf{CHBr}COOH\\) |\n| Produkt końcowy | leucyna | \\((CH_3)_2CHCH_2\\mathbf{CH(NH_2)}COOH\\) |\n\n**Krok 4 - Nazewnictwo produktu pośredniego**\n\nŁańcuch główny: **6 węgli** → pentan (5 węgli) z grupą metylo?\n\nNie - policzmy łańcuch od strony \\(\\ce{COOH}\\):\n\n- C1: \\(\\ce{COOH}\\)\n- C2: \\(\\ce{CHBr}\\)\n- C3: \\(\\ce{CH2}\\)\n- C4: \\(\\ce{CH(CH3)}\\) → tu rozgałęzienie, podstawnik: metyl\n- C5: \\(\\ce{CH3}\\)\n\nNajdłuższy łańcuch: **5 węgli** → pentanowy; podstawniki: **2-bromo** + **4-metylo**\n\n**Nazwa: kwas 2-bromo-4-metylopentanowy**\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez pełne równania HVZ\n\n**Etap I - Bromowanie w pozycji \\(\\alpha\\):**\n\n\\[\\ce{(CH3)2CHCH2CH2COOH + Br2 ->[\\text{P (kat.)}] (CH3)_2CHCH2CHBrCOOH + HBr}\\]\n\nFosfór aktywuje kwas do postaci chlorku/bromku acylu → ułatwia podstawienie przy C\\(\\alpha\\).\n\n**Etap II - Aminowanie:**\n\n\\[\\ce{(CH3)2CHCH2CHBrCOOH + 2NH3 -> (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH + NH4Br}\\]\n\nNadmiar \\(\\ce{NH3}\\) jest potrzebny - jeden mol reaguje podstawieniowo, drugi wiąże \\(\\ce{HBr}\\).\n\n**Weryfikacja struktury leucyny:**\n\n\\[(CH_3)_2CHCH_2CH(NH_2)COOH\\]\n\n- Masa molarna: \\(M = 131{,}17 \\text{ g/mol}\\) ✓\n- Wzór sumaryczny: \\(\\ce{C6H13NO2}\\) ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość mechanizmu reakcji HVZ oraz zasad nazewnictwa IUPAC. Niemniej:\n\n📖 **Karta wzorów str. 6-7 - Aminokwasy białkowe:**\nLeucyna (Leu, L) widnieje na liście 20 aminokwasów białkowych - możesz odczytać jej skróconą strukturę i potwierdzić wzór, który masz zrekonstruować.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wzor polstrukturalny i poprawna nazwe systematyczna kwasu (bromopochodnej).\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wzor kwasu \\(\\ce{CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-COOH}\\); nazwa bromopochodnej **kwas 2-bromo-4-metylopentanowy**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Metoda HVZ wprowadza brom wyłącznie w pozycję **\\(\\alpha\\)** (przy węglu sąsiadującym z grupą karboksylową). Nie mylić z bromowaniem przy innym węglu - produkt końcowy nie byłby leucyną, lecz innym izomerem aminokwasu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy nazewnictwie produktu pośredniego uczniowie często błędnie liczą łańcuch od końca metylowego. Zawsze numeruj od strony grupy **\\(\\ce{COOH}\\)** - to C1. Stąd brom jest na C2, a podstawnik metylowy na C4.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić wzoru półstrukturalnego (grupowego) z wzorem szkieletowym. Wzór grupowy musi zawierać wszystkie grupy funkcyjne zapisane jawnie: \\((CH_3)_2CHCH_2CH_2COOH\\) - a nie sam szkielet węglowy.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-38.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":23,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/39","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"39","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 39. (0-1)\nLaktamy to związki, które powstają w wyniku wewnątrzcząsteczkowej kondensacji niektórych\naminokwasów. W reakcji biorą udział: grupa karboksylowa i grupa aminowa znajdująca się np.\nprzy 4., 5. lub 6. atomie węgla łańcucha aminokwasu. Przykładem laktamu jest związek\no wzorze\nO\nN\nH\nC\nH3\nC\nH3\nSpośród poniższych nazw wybierz nazwę aminokwasu, z którego otrzymano laktam\no podanym wzorze. Zaznacz wybraną odpowiedź.\nA. kwas 2-amino-4-metylopentanowy\nB. kwas 4-amino-3,4-dimetylobutanowy\nC. kwas 4-amino-3-metylopentanowy\nD. kwas 4-metylo-4-aminopentanowy\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n36.1. 36.2. 37.1. 37.2.\n38.\n39.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":"C","answer_text":"Zadanie 39. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n14. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:\n14.16) opisuje przebieg hydrolizy peptydów.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną odpowiedź.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nC","solution":"## Poprawna odpowiedź: C\n\n**kwas 4-amino-3-metylopentanowy**\n\n## Sposób 1 - analiza pierścienia wstecz (retrosyntetyczna)\n\nLaktam to cykliczny amid powstały z kondensacji wewnątrzcząsteczkowej: \\(-\\text{NH}_2\\) atakuje \\(-\\text{COOH}\\), wydzielając wodę i tworząc wiązanie amidowe:\n\n\\[\n\\ce{H2N-(CH2)_n-COOH -> \\text{laktam} + H2O}\n\\]\n\n**Krok 1 - ustal rozmiar pierścienia:**\n\nPierścień **pięcioczłonowy** (γ-laktam) zawiera 5 atomów: N + 4 atomy C. Powstaje z **γ-aminokwasu**, czyli takiego, w którym \\(\\ce{NH2}\\) jest przy **C4** (liczymy od \\(\\ce{COOH}\\)):\n\n| Pozycja \\(\\ce{NH2}\\) | Pierścień | Nazwa |\n| C2 (α) | 3-czł. | α-laktam (naprężony, niestabilny) |\n| C3 (β) | 4-czł. | β-laktam |\n| **C4 (γ)** | **5-czł.** | **γ-laktam ← nasz** |\n| C5 (δ) | 6-czł. | δ-laktam |\n\n→ Szukamy aminokwasu z \\(\\ce{-NH2}\\) przy **C4**. Odpada od razu **A** (ma \\(\\ce{NH2}\\) przy C2, dałby 3-czł. pierścień).\n\n**Krok 2 - zidentyfikuj dwie grupy \\(\\ce{CH3}\\) w pierścieniu:**\n\nLaktam pięcioczłonowy z N-H i C=O ma w pierścieniu pozycje: **C5** (przy N), **C4**, **C3** (przy C=O). Dwie grupy \\(\\ce{CH3}\\) jako podstawniki przy różnych atomach węgla → muszą być na C4 i C5 pierścienia.\n\n**Krok 3 - sprawdź opcję C:**\n\n\\[\n\\underbrace{\\text{HOOC}}_{\\text{C1}} - \\underbrace{\\text{CH}_2}_{\\text{C2}} - \\underbrace{\\text{CH(CH}_3\\text{)}}_{\\text{C3}} - \\underbrace{\\text{CH(NH}_2\\text{)}}_{\\text{C4}} - \\underbrace{\\text{CH}_3}_{\\text{C5}}\n\\]\n\nKondensacja: \\(\\ce{NH2}\\) (C4) łączy się z \\(\\ce{COOH}\\) (C1), tworząc wiązanie amidowe:\n\n\\[\n\\text{Pierścień: } \\underbrace{\\text{C1}(=\\text{O})}_{} - \\underbrace{\\text{C2H}_2}_{} - \\underbrace{\\text{C3H(CH}_3\\text{)}}_{} - \\underbrace{\\text{C4H(CH}_3\\text{)}}_{} - \\underbrace{\\text{N(H)}}_{} \\rightarrow \\text{5-czł. ✓}\n\\]\n\nPierścień zawiera:\n- N-H ✓\n- C=O ✓\n- \\(\\ce{CH3}\\) przy C3 (pozycja 4 pierścienia) ✓\n- \\(\\ce{CH3}\\) przy C4 (pozycja 5 pierścienia, tuż przy N) ✓\n\n**Dwie grupy \\(\\ce{CH3}\\) na sąsiednich węglach pierścienia - struktura zgodna.**\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez IUPAC i porównanie z opcją B\n\nKluczowe jest **sprawdzenie nazewnictwa IUPAC** - zasada **najdłuższego łańcucha**:\n\n**Opcja B:** \"kwas 4-amino-3,4-dimetylobutanowy\"\n\nJeśli C4 kwasu butanowego (terminal, 4 C) ma zarówno \\(\\ce{-NH2}\\) jak i \\(\\ce{-CH3}\\), to należy sprawdzić, czy łańcuch główny jest najdłuższy:\n\n\\[\n\\text{HOOC}-\\text{CH}_2-\\underbrace{\\text{CH(CH}_3\\text{)}}_{\\text{C3}}-\\underbrace{\\text{CH(NH}_2\\text{)}-\\text{CH}_3}_{\\text{C4 z gałęzią?}}\n\\]\n\nNajdłuższy łańcuch przechodzi przez \\(\\ce{CH3}\\) przy C4 → **5 atomów C = kwas pentanowy**. Zatem łańcuch główny to pentanowy, a poprawna nazwa to właśnie **kwas 4-amino-3-metylopentanowy** (opcja C). Opcja B opisuje tę samą cząsteczkę, ale z błędną nazwą IUPAC - jest zatem niepoprawna.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość mechanizmu kondensacji aminokwasów i reguł nazewnictwa IUPAC. Przydatna jest znajomość wzorów strukturalnych pokazanych na karcie, ale żaden konkretny wzór/stała z PDF EM2023 nie jest tu wymagana.\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant | Błąd |\n| **A** - kwas 2-amino-4-metylopentanowy | \\(\\ce{NH2}\\) przy C2 → kondensacja dałaby pierścień 3-czł. (α-laktam) - niezwykle naprężony, praktycznie niestabilny. Nie powstaje 5-czł. |\n| **B** - kwas 4-amino-3,4-dimetylobutanowy | Narusza zasadę najdłuższego łańcucha IUPAC. \"3,4-dimetylbutanowy\" to faktycznie **3-metylopentanowy** - opcja B i C to ten sam związek, ale B ma niepoprawną nazwę |\n| **D** - kwas 4-metylo-4-aminopentanowy | \\(\\ce{NH2}\\) i \\(\\ce{CH3}\\) OBA na C4 → powstaje laktam z **dwoma \\(\\ce{CH3}\\) na tym samym węglu** (przy N, gem-dimetylo), co daje **5,5-dimetylopirolidin-2-on** - inna cząsteczka niż na rysunku |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawna odpowiedz.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **C**.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Opcja B to klasyczna pułapka IUPAC - ta sama cząsteczka co C, ale z błędną nazwą. Na maturze zawsze sprawdzaj, czy użyto **najdłuższego łańcucha** jako łańcucha głównego!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Łatwo pomylić opcje C i D - obie mają \\(\\ce{NH2}\\) przy C4 i dają 5-czł. pierścień. Różnica: w C dwa \\(\\ce{CH3}\\) są na **różnych** węglach pierścienia, w D - na **tym samym**. Zawsze rysuj pełną strukturę wyjściowego aminokwasu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Liczenie węgla w \\(\\ce{COOH}\\) jako C1 jest obowiązkowe przy określaniu rozmiaru pierścienia - C4 przy \\(\\ce{NH2}\\) to węgiel **czwarty** (nie trzeci!).","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-39.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":23,"source":"ocr","answer_source":"ocr","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/40","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"40","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 40. (0-1)\nPoniżej przedstawiono sekwencję aminokwasów pewnego tripeptydu:\nPhe-Gly-Cys\nNapisz wzór półstrukturalny (grupowy) tego tripeptydu. Pamiętaj, że w zastosowanej\nnotacji umieszcza się z lewej strony kod aminokwasu, którego reszta zawiera wolną grupę\naminową połączoną z atomem węgla α.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n40.\nMaks. liczba pkt\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nBRUDNOPIS (nie podlega ocenie)","answer":null,"answer_text":"Zadanie 40. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n14. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:\n14.14) tworzy wzory dipeptydów i tripeptydów, powstających\nz podanych aminokwasów […].\n15. Białka. Zdający:\n15.1) opisuje budowę białek (jako polimerów\nkondensacyjnych aminokwasów).\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie wzoru półstrukturalnego (grupowego) tripeptydu.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nCO\nCH\nCH2\nN\nH2\nCO\nNH\nCH2\nCOOH\nCH\nNH\nSH\nCH2","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n\\[\\ce{H2N-CH(CH2-C6H5)-CO-NH-CH2-CO-NH-CH(CH2-SH)-COOH}\\]\n\n## Sposób 1 - Budowa z reszt aminokwasowych krok po kroku\n\n**Krok 1: Ustal struktury trzech aminokwasów**\n\nKażdy aminokwas ma szkielet: \\(\\ce{H2N-CH(R)-COOH}\\), gdzie R to łańcuch boczny.\n\n| Aminokwas | Kod | Łańcuch boczny R |\n| Fenyloalanina | Phe | \\(\\ce{-CH2-C6H5}\\) (grupa benzylowa) |\n| Glicyna | Gly | \\(\\ce{-H}\\) (brak podstawnika → CH₂) |\n| Cysteina | Cys | \\(\\ce{-CH2-SH}\\) (grupa tiolowa) |\n\n**Krok 2: Zapamiętaj regułę zapisu N→C**\n\nZapis **Phe-Gly-Cys** oznacza:\n- Phe jest **N-końcowy** (ma wolną grupę \\(\\ce{-NH2}\\))\n- Cys jest **C-końcowy** (ma wolną grupę \\(\\ce{-COOH}\\))\n\n**Krok 3: Połącz reszty wiązaniami peptydowymi**\n\nWiązanie peptydowe powstaje przez kondensację: \\(\\ce{-COOH + H2N- -> -CO-NH- + H2O}\\)\n\nŁączymy:\n1. COOH z Phe + NH₂ z Gly → \\(\\ce{-CO-NH-}\\)\n2. COOH z Gly + NH₂ z Cys → \\(\\ce{-CO-NH-}\\)\n\n**Krok 4: Zapisz pełny wzór grupowy**\n\n\\[\n\\ce{H2N-\\underbrace{CH(CH2-C6H5)}_{Phe}-CO-NH-\\underbrace{CH2}_{Gly}-CO-NH-\\underbrace{CH(CH2-SH)}_{Cys}-COOH}\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans kondensacji\n\nSprawdzamy, czy wzór jest poprawny:\n\n- Trzy aminokwasy połączone → **2 wiązania peptydowe** → odłączone **2 cząsteczki wody**\n\nMasa cząsteczkowa kontrolna:\n\\[\nM_{tripeptydu} = M_{Phe} + M_{Gly} + M_{Cys} - 2 \\cdot M_{\\ce{H2O}}\n\\]\n\\[\n= 165 + 75 + 121 - 2 \\cdot 18 = 325 \\text{ g/mol}\n\\]\n\nPoliczmy atomy w zapisanym wzorze:\n- C: 6(Phe-reszta) + 2(Gly-reszta) + 3(Cys-reszta) = **14** ✓ (C₁₄H₁₉N₃O₃S)\n\nWzór sumaryczny zapisanego tripeptydu: \\(\\ce{C14H19N3O3S}\\) - odpowiada 325 g/mol ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 6-7 - Aminokwasy białkowe (wzory strukturalne):**\n\nZnajdziesz tam wzory wszystkich 20 aminokwasów z łańcuchami bocznymi R:\n- **Phe** (fenyloalanina): \\(R = \\ce{-CH2-C6H5}\\)\n- **Gly** (glicyna): \\(R = \\ce{-H}\\) → atom C-alfa ma dwa wodory → \\(\\ce{-CH2-}\\)\n- **Cys** (cysteina): \\(R = \\ce{-CH2-SH}\\)\n\nKarta nie podaje gotowych wzorów peptydów - ale z tych cegiełek samodzielnie budujesz cały łańcuch.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne napisanie wzoru polstrukturalnego (grupowego) tripeptydu.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: tripeptyd \\(\\ce{H2N-CH(CH2C6H5)-CO-NH-CH2-CO-NH-CH(CH2SH)-COOH}\\) (fenyloalanina-glicyna-cysteina).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Gly ma R = H, więc atom C-alfa ma **dwa** wodory - piszemy \\(\\ce{-CH2-}\\), nie \\(\\ce{-CH(H)-}\\). To wyjątek wśród aminokwasów (brak centrum chiralnego).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kolejność N→C jest **obowiązkowa** - Phe-Gly-Cys ≠ Cys-Gly-Phe. Wolna grupa \\(\\ce{-NH2}\\) zawsze po lewej, wolna \\(\\ce{-COOH}\\) po prawej.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wiązanie peptydowe to \\(\\ce{-CO-NH-}\\), nie \\(\\ce{-CO-O-}\\) (to by było wiązanie estrowe). Nie pomyl tych dwóch!","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-40.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":24,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"}]}