{"paper":{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","variant":null,"exam_pdf":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona.pdf","key_pdf":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona-odpowiedzi/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona-odpowiedzi.pdf","question_count":52,"source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},"questions":[{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"1","points":4,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 1.\nO dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami E i X wiadomo, że:\nelektrony atomu E w stanie podstawowym zajmują osiem orbitali, przy czym sześć z nich\njest całkowicie zapełnionych\nkonfigurację elektronową atomu X w jednym ze stanów wzbudzonych przedstawia\nponiższy zapis.\n↑↓\n↑↓\n↑↓ ↑↓ ↑↓\n↑\n↑\n↑\n↑\n↑\n↑\n↑\n1s\n2s\n2p\n3s\n3p\n3d","answer":null,"answer_text":"1","solution":"Odpowiedź: **Identyfikacja pierwiastków**: **E**: 8 orbitali zajętych, 6 całkowicie zapełnionych. Test: - 1s²(1) + 2s²(1) + 2p⁶(3) + 3s²(1) + 3p²(2) = **8 orbitali**. - Zapełnione: 1s + 2s + 3×2p + 3s = **6 zapełnionych** ✓. - 3p² ma 2 niesparowane (reguła Hunda — każdy orbital po 1 e). - Łącznie: 14 elektronów → **Z = 14 → krzem (Si)**. **X**: konfiguracja wzbudzona 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ 3p³ 3d³ = 2+2+6+1+3+3 = **17 elektronów** → **Z = 17 → chlor (Cl)**. Konfiguracja w stanie podstawowym Cl: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² **3p⁵**. **1.1.** Tabela: | Pierwiastek | Symbol | Blok | Elektrony walencyjne | |---|---|---|---| | E | **Si** | **p** | **4** (3s² 3p²) | | X | **Cl** | **p** | **7** (3s² 3p⁵) | Uzasadnienie: - **Blok p**: elektrony walencyjne wchodzą do podpowłoki **p** (tak dla Si: 3p², dla Cl: 3p⁵). - **Elektrony walencyjne** = elektrony powłoki najbardziej zewnętrznej (n=3 dla obu): Si ma 2+2=4 (3s²+3p²); Cl ma 2+5=7 (3s²+3p⁵). **1.2.** Liczby kwantowe niesparowanego elektronu Si (3p²): | Liczby kwantowe | Wartość | |---|---| | **Główna n** | **3** (powłoka M) | | **Poboczna l** | **1** (podpowłoka p) | W stanie podstawowym Si (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²) elektrony niesparowane są w **3p**: - Powłoka 3 (n=3). - Podpowłoka p (l=1 — z reguły: s→l=0, p→l=1, d→l=2, f→l=3). **1.3.** Pełna konfiguracja jonu **X⁻ (Cl⁻)** w stanie podstawowym: **Cl⁻: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶** (Lub równoważnie: [Ar] — konfiguracja argonu, gazu szlachetnego.) **Uzasadnienie**: - Cl: Z = 17 (17 protonów, 17 elektronów w atomie obojętnym). - Cl⁻: 1 dodatkowy elektron → **18 elektronów**. - 18 elektronów obsadzonych zgodnie z regułą Madelunga: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶. - To **konfiguracja oktetu** (powłoka walencyjna pełna) → Cl⁻ stabilny.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — liczby kwantowe\n\nLiczba | Symbol | Wartości | Co opisuje\nGłówna | n | 1, 2, 3, ... | Powłoka (energia, odległość od jądra)\nPoboczna | l | 0, 1, ..., n-1 | Podpowłoka (kształt orbitalu): s, p, d, f\nMagnetyczna | m | -l, ..., 0, ..., +l | Orientacja orbitalu w przestrzeni\nSpinowa | m_s | +1/2 lub -1/2 | Spin elektronu\n\nReguły obsadzania:\n- Madelung (reguła n+l): niższa n+l zapełnia się pierwsza. Przy równym n+l, niższe n.\n- Hund: w każdym orbitalu podpowłoki najpierw 1 elektron (równoległe spiny), potem dopiero parowanie.\n- Pauli: w jednym orbitalu maksymalnie 2 elektrony, o przeciwnych spinach.\n\nKlucz pojęciowy — bloki układu okresowego\n\nBlok | Charakterystyka | Pierwiastki\ns | Walencja kończy się na s | H, He, metale 1 i 2 grupy\np | Walencja kończy się na p | Niemetale, półmetale, niektóre metale (Al, Sn, Pb) — grupy 13-18\nd | Walencja w d | Metale przejściowe (np. Fe, Cu, Zn)\nf | Walencja w f | Lantanowce + aktynowce\n\nSi (krzem) = blok p, grupa 14 (IV główna). Cl (chlor) = blok p, grupa 17 (VII główna).\n\nMechanizm: identyfikacja pierwiastka E\n\nLiczba orbitali zajętych = 8. Sprawdzamy konfiguracje:\n- 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² → 1+1+3+1+2 = 8 ✓\n- 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ → 1+1+3+1+3 = 9 ✗\n- 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ → 1+1+3+1+1 = 7 ✗\n\nLiczba zapełnionych (orbitalów z 2 e) = 6. Sprawdzamy 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²:\n- 1s² → 1 zapełniony.\n- 2s² → 1 zapełniony.\n- 2p⁶ → 3 zapełnione.\n- 3s² → 1 zapełniony.\n- 3p² → 2 niesparowane orbitale (każdy 1 e, Hund) → 0 zapełnionych.\n- Suma: 1+1+3+1+0 = 6 ✓\n\nLiczba elektronów: 2+2+6+2+2 = 14 → Z = 14 → krzem (Si).\n\nMechanizm: identyfikacja pierwiastka X\n\nStan wzbudzony: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ 3p³ 3d³.\n\nLiczba elektronów: 2+2+6+1+3+3 = 17 → Z = 17 → chlor (Cl).\n\nStan podstawowy Cl: elektrony \"spadają\" do najniższych energii → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ (z 3d³ idą do 3s i 3p).\n\nMechanizm: jon Cl⁻\n\nCl ma 17 elektronów (Z=17). Cl⁻ = Cl + 1 elektron = 18 elektronów.\n\nReguła Madelunga (obsadzanie kolejnych podpowłok):\n1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → ...\n\nDla 18 elektronów: 1s² (2), 2s² (4), 2p⁶ (10), 3s² (12), 3p⁶ (18) ✓.\n\nKonfiguracja Cl⁻ = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ = [Ar] (konfiguracja argonu — gazu szlachetnego).\n\nTo dlaczego chlor chętnie przyjmuje elektron (silna elektroujemność): osiąga stabilny oktet (3s² 3p⁶ = 8 elektronów walencyjnych).\n\nPunktacja CKE\n\n- 1.1. 2 pkt — wszystkie 4 informacje (symbole Si, Cl + blok p + walencyjne 4, 7).\n- 1.2. 1 pkt — n=3, l=1.\n- 1.3. 1 pkt — 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.\n- Suma: 4 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nKonfiguracja elektronowa = klucz do zrozumienia całej chemii:\n- Reaktywność pierwiastków zależy od elektronów walencyjnych.\n- Wiązania chemiczne = wymiana/dzielenie elektronów walencyjnych.\n- Właściwości magnetyczne — paramagnetyzm (niesparowane e) vs diamagnetyzm.\n\nKrzem (Si):\n- Drugie najczęstsze pierwiastek skorupy ziemskiej (po tlenie).\n- Półprzewodnik — fundament elektroniki, paneli słonecznych.\n- 4 elektrony walencyjne = tworzy 4 wiązania (jak węgiel).\n\nChlor (Cl):\n- Niemetal halogenowy (grupa 17).\n- NaCl = sól kuchenna.\n- HCl = kwas solny.\n- Cl₂ = gaz żółto-zielony, silny utleniacz, dezynfekcja wody (chlorowanie).\n- PVC (polichlorek winylu) — najczęściej używane tworzywo sztuczne.\n\nStany wzbudzone atomów — wykorzystywane w spektroskopii:\n- Spektroskopia atomowa identyfikuje pierwiastki po widmie emisji.\n- Lampy sodowe (żółte światło uliczne) = przejścia elektronowe w atomach Na.\n- Lasery (Nobel 1981 + 2018) — wymuszone przejścia kwantowe.\n\nAnion Cl⁻:\n- W organizmie człowieka — ~100 g (głównie w żołądku jako HCl, w osoczu, kale, pocie).\n- Niezbędny do trawienia (kwaśne środowisko żołądka).\n- W gospodarce wodnej — wraz z Na⁺ utrzymuje ciśnienie osmotyczne krwi.\n\nTypowy błąd: Pułapka 1.1 — pomylenie pierwiastka E z innym. Klucz: 8 orbitali zajętych + 6 całkowicie zapełnionych = krzem (Si, 1s²2s²2p⁶3s²3p², gdzie 3p² oznacza 2 orbitale niezapełnione w pełni). Pułapka 1.2 — niesparowane elektrony Si w stanie **podstawowym** są w 3p (nie 3s). 3s² jest całkowicie zapełnione (2 e sparowane). 3p² ma 2 niesparowane elektrony (Hund: każdy orbital po 1 e). Pułapka 1.3 — pomylenie X⁻ z X. Cl⁻ ma 18 elektronów (Cl + 1 dodany do anionu), nie 17. Konfiguracja: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ (jak argon).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-1.webp","solution_image":null,"topics":"budowa atomu, konfiguracja elektronowa, liczby kwantowe, układ okresowy, bloki s/p/d","page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/1.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"1.1","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 1.1. (0-2)\nUzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków E i X, symbol bloku konfiguracyjnego,\ndo którego należy każdy z pierwiastków, oraz podaj sumaryczną liczbę elektronów\nw podpowłokach walencyjnych.\nSymbol\npierwiastka\nSymbol bloku\nkonfiguracyjnego\nSumaryczna liczba elektronów\nw podpowłokach walencyjnych\nPierwiastek E\nPierwiastek X","answer":null,"answer_text":"Zadanie 1.1. (0-2)\nWymagania określone w podstawie programowej1\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nII. Budowa atomu. Zdający:\n2) stosuje zasady rozmieszczania elektronów\nna orbitalach (zakaz Pauliego i regułę Hunda)\nw atomach pierwiastków wieloelektronowych;\n4) określa przynależność pierwiastków do\nbloków konfiguracyjnych: s, p i d układu\nokresowego […].\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli - podanie w odpowiedniej kolejności\nsymboli pierwiastków E i X oraz dla każdego z nich: symbolu bloku konfiguracyjnego\ni sumarycznej liczby elektronów w podpowłokach walencyjnych.\n1 pkt - poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli - podanie symbolu pierwiastka,\nsymbolu bloku konfiguracyjnego i sumarycznej liczby elektronów w podpowłokach\nwalencyjnych\nALBO\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch kolumn tabeli - podanie symboli pierwiastków\ni symboli bloków konfiguracyjnych albo symboli pierwiastków i sumarycznej liczby\nelektronów w podpowłokach walencyjnych.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nSymbol\npierwiastka\nSymbol bloku\nkonfiguracyjnego\nSumaryczna liczba elektronów\nw podpowłokach walencyjnych\nPierwiastek E\nSi LUB krzem\np\n4\nPierwiastek X\nCl LUB chlor\np\n7\n1Rozporządzenie Ministra Edukacji z dnia 28 czerwca 2024 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie podstawy\nprogramowej kształcenia ogólnego dla liceum ogólnokształcącego, technikum oraz branżowej szkoły II stopnia\n(Dz.U. z 2024 r. poz. 1019).\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Tabela: | Pierwiastek | Symbol | Blok | Elektrony walencyjne | |---|---|---|---| | E | **Si** | **p** | **4** (3s² 3p²) | | X | **Cl** | **p** | **7** (3s² 3p⁵) | Uzasadnienie: - **Blok p**: elektrony walencyjne wchodzą do podpowłoki **p** (tak dla Si: 3p², dla Cl: 3p⁵). - **Elektrony walencyjne** = elektrony powłoki najbardziej zewnętrznej (n=3 dla obu): Si ma 2+2=4 (3s²+3p²); Cl ma 2+5=7 (3s²+3p⁵).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-1.1.webp","solution_image":null,"topics":"budowa atomu, konfiguracja elektronowa, liczby kwantowe, układ okresowy, bloki s/p/d","page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/1.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"1.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 1.2. (0-1)\nUzupełnij tabelę. Napisz wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, które\nopisują stan kwantowy jednego z niesparowanych elektronów atomu E w stanie\npodstawowym.\nLiczby kwantowe\ngłówna liczba kwantowa 𝑛\npoboczna liczba kwantowa 𝑙\nWartości liczb kwantowych","answer":null,"answer_text":"Zadanie 1.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […];\n6) stosuje poprawną terminologię.\nII. Budowa atomu. Zdający:\n1) interpretuje wartości liczb kwantowych;\nopisuje stan elektronu w atomie za pomocą\nliczb kwantowych; stosuje pojęcia: powłoka,\npodpowłoka […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch pól tabeli.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nLiczby kwantowe\ngłówna liczba kwantowa 𝑛\npoboczna liczba kwantowa 𝑙\nWartości liczb kwantowych\n3\n1","solution":"Liczby kwantowe niesparowanego elektronu Si (3p²): | Liczby kwantowe | Wartość | |---|---| | **Główna n** | **3** (powłoka M) | | **Poboczna l** | **1** (podpowłoka p) | W stanie podstawowym Si (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²) elektrony niesparowane są w **3p**: - Powłoka 3 (n=3). - Podpowłoka p (l=1 — z reguły: s→l=0, p→l=1, d→l=2, f→l=3).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-1.2.webp","solution_image":null,"topics":"budowa atomu, konfiguracja elektronowa, liczby kwantowe, układ okresowy, bloki s/p/d","page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/1.3","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"1.3","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 1.3. (0-1)\nPrzedstaw pełną konfigurację elektronową jonu X- w stanie podstawowym. Zastosuj\nzapis konfiguracji elektronowej z uwzględnieniem podpowłok.\n1.2.\n0-1\n1.1.\n0-1-2\n1.3.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 1.3. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nII. Budowa atomu. Zdający:\n1) […] stosuje pojęcia: powłoka, podpowłoka\n[…];\n2) stosuje zasady rozmieszczania elektronów\nna orbitalach (zakaz Pauliego i regułę\nHunda) w atomach pierwiastków\nwieloelektronowych;\n3) pisze konfiguracje elektronowe atomów\npierwiastków do Z=38 oraz ich jonów\no podanym ładunku, uwzględniając\nprzynależność elektronów do podpowłok\n(zapisy konfiguracji: pełne […]).\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie pełnej konfiguracji elektronowej jonu chlorkowego Cl- w stanie\npodstawowym.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\n1s22s22p63s23p6 ALBO 1s22s2p63s2p6\nUwaga: Za zastosowanie schematu klatkowego z oznaczeniami numerów powłok i symboli\npodpowłok zdający otrzymuje 1 pkt.","solution":"Pełna konfiguracja jonu **X⁻ (Cl⁻)** w stanie podstawowym: **Cl⁻: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶** (Lub równoważnie: [Ar] — konfiguracja argonu, gazu szlachetnego.) **Uzasadnienie**: - Cl: Z = 17 (17 protonów, 17 elektronów w atomie obojętnym). - Cl⁻: 1 dodatkowy elektron → **18 elektronów**. - 18 elektronów obsadzonych zgodnie z regułą Madelunga: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶. - To **konfiguracja oktetu** (powłoka walencyjna pełna) → Cl⁻ stabilny.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-1.3.webp","solution_image":null,"topics":"budowa atomu, konfiguracja elektronowa, liczby kwantowe, układ okresowy, bloki s/p/d","page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"2","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 2.\nNiektóre ciężkie jądra ulegają reakcjom rozszczepienia. Takie jądra bombardowane\nneutronami ulegają podziałowi na dwa lżejsze fragmenty. Tej przemianie towarzyszy emisja\ndwóch lub trzech neutronów.\nNa podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **2.1.** Uzupełnione równanie: $$^{235}_{92}\\text{U} + ^{1}_{0}\\text{n} \\rightarrow 3\\,^{1}_{0}\\text{n} + ^{92}_{36}\\text{Kr} + ^{141}_{56}\\text{Ba}$$ **Sprawdzenie bilansu**: - **Liczba atomowa** (protony): 92 + 0 = 36 + 56 + 0 = **92** ✓ - **Liczba masowa** (nukleony): 235 + 1 = 236 = 92 + 141 + 3·1 = **236** ✓ → Powstają **3 neutrony** (²³⁶U się rozpada na Kr + Ba + 3n). **2.2.** Drugie jądro = **¹⁴⁰Xe** (ksenon). **Wyliczenie**: - ²³⁵₉₂U + ¹n → ⁹³₃₈Sr + 3·¹n + ? - **Liczba atomowa drugiego jądra**: 92 - 38 = **54** = Xe (ksenon). - **Liczba masowa**: 236 - 93 - 3 = **140**. - **²³⁵U + n → ⁹³Sr + 3n + ¹⁴⁰₅₄Xe**. ¹³⁹I (Z=53) — niepasująca liczba atomowa. ¹⁴⁰Ba (Z=56) — niepasująca liczba atomowa. **¹⁴⁰Xe** (Z=54) — pasuje ✓. **Większy stosunek N/Z**: - ²³⁵U: N = 235 - 92 = **143**, Z = 92 → **N/Z = 143/92 ≈ 1,55**. - ⁹³Sr: N = 93 - 38 = **55**, Z = 38 → **N/Z = 55/38 ≈ 1,45**. → **Większy N/Z ma ²³⁵U** (1,55 > 1,45). **Wniosek fizyczny**: ciężkie jądra (jak U) mają **więcej neutronów** w stosunku do protonów niż jądra lekkie — siła jądrowa silna ma krótki zasięg, a odpychanie elektrostatyczne protonów rośnie z odległością → ciężkie jądra wymagają proporcjonalnie więcej \"neutronowego cementu\" (neutrony oddziaływają tylko siłą silną, bez elektrostatyki).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — chemia jądrowa\n\nPojęcie | Opis\nNuklid (izotop) | Atom o konkretnej liczbie protonów i neutronów. Zapis: ᴬZX (masa A, ładunek Z)\nLiczba atomowa (Z) | Liczba protonów w jądrze\nLiczba masowa (A) | Liczba nukleonów (protony + neutrony)\nLiczba neutronów (N) | N = A - Z\nStosunek N/Z | Wskaźnik stabilności jądrowej. Optymalne 1-1,6 (rośnie z A)\nRozszczepienie (fission) | Rozpad ciężkiego jądra na 2 lżejsze fragmenty + neutrony\nSynteza (fusion) | Łączenie lekkich jąder w cięższe (np. H + H → He)\n\nMechanizm: bilans reakcji jądrowej\n\nZasady zachowania w reakcjach jądrowych:\n1. Liczba masowa (sumaryczna): po obu stronach równa.\n2. Liczba atomowa (sumaryczny ładunek): po obu stronach równa.\n3. (Masa-energia: w reakcjach jądrowych masa NIE jest zachowana — defekt masowy zamienia się w energię, E=mc².)\n\nKrok-po-kroku dla 2.1:\n\nPo lewej: ²³⁵₉₂U + ¹₀n.\n- Suma mas: 235 + 1 = 236.\n- Suma ładunków: 92 + 0 = 92.\n\nPo prawej: x·¹₀n + ⁹²₃₆Kr + ¹⁴¹₅₆Ba.\n- Suma ładunków: 0·x + 36 + 56 = 92 ✓ (już zgodne, niezależnie od x).\n- Suma mas: 1·x + 92 + 141 = 233 + x.\n\nBilans mas: 236 = 233 + x → x = 3.\n\nPełne równanie: ²³⁵₉₂U + ¹₀n → 3 ¹₀n + ⁹²₃₆Kr + ¹⁴¹₅₆Ba.\n\nMechanizm: stosunek N/Z (2.2)\n\nStabilność jąder zależy od stosunku N/Z (neutrony : protony):\n- Lekkie jądra (Z poniżej 20): stabilne przy N/Z ≈ 1 (np. ¹²C: N=6, Z=6, N/Z=1).\n- Średnie (Z 20-50): N/Z ≈ 1,2-1,3.\n- Ciężkie (Z powyżej 50): N/Z rośnie do ~1,5-1,6 (np. ²³⁵U: 143/92 ≈ 1,55).\n\nDlaczego rośnie?:\n- Siła jądrowa silna ma krótki zasięg (~10⁻¹⁵ m), działa między wszystkimi nukleonami w sąsiedztwie.\n- Odpychanie elektrostatyczne protonów ma długi zasięg (1/r²), rośnie z każdym dodatkowym protonem.\n- W ciężkich jądrach: dużo protonów → potrzeba dodatkowych neutronów by zwiększyć siłę silną bez dodawania odpychania → wyższy N/Z.\n\nPasy stabilności: w wykresie N vs Z stabilne jądra tworzą \"pas stabilności\" o rosnącym N/Z. Jądra poza pasem są promieniotwórcze (rozpadają się różnymi mechanizmami).\n\nMechanizm: reakcja łańcuchowa rozszczepiania (kontekst)\n\n²³⁵U + 1 n → 2 fragmenty + 3 n (średnio).\n\nWyemitowane 3 n mogą trafić w kolejne jądra ²³⁵U → reakcja łańcuchowa:\n- 1 → 3 → 9 → 27 → ... → wykładniczy wzrost.\n- Każde rozszczepienie wydziela ~200 MeV energii.\n\nReaktory jądrowe: kontrolowana reakcja łańcuchowa (k=1, każdy n trafia w jedno jądro). Bomby atomowe: niekontrolowana (k>1, wykładniczy wzrost).\n\nPunktacja CKE\n\n- 2.1. 1 pkt — poprawne uzupełnienie schematu (3 neutrony, indeksy).\n- 2.2. 1 pkt — ¹⁴⁰Xe + ²³⁵U (większy N/Z).\n- Suma: 2 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nReaktory jądrowe (1942 — pierwsza kontrolowana reakcja, Enrico Fermi w Chicago):\n- PWR (Pressurized Water Reactor) — najczęstszy typ. Paliwo: pręty UO₂ wzbogacony w ²³⁵U (~3-5%).\n- Polska: w 2026 r. budowa pierwszej elektrowni jądrowej (Choczewo, Bełchatów).\n- Globalnie: ~10% energii elektrycznej z atomu.\n\nBomby atomowe:\n- Little Boy (Hiroszima 1945) — ²³⁵U.\n- Fat Man (Nagasaki 1945) — ²³⁹Pu.\n- Nadkrytyczność masy → niekontrolowana reakcja łańcuchowa.\n\nCzarnobyl 1986 — reaktor RBMK-1000 eksplodował z powodu niestabilnego współczynnika reaktywności + błędu operatora. Uwolnienie ~5% rdzenia → masywne skażenie.\n\nFukushima 2011 — tsunami zatopiło systemy chłodzenia → stopienie rdzeni + uwolnienie ²³¹Cs, ¹³¹I.\n\nPromieniotwórcze izotopy w medycynie:\n- ¹³¹I — leczenie raka tarczycy.\n- ⁹⁹ᵐTc — najczęstszy izotop w scyntygrafii (obrazowanie medyczne).\n- ¹⁸F-FDG — PET (pozytronowa tomografia emisyjna).\n\nDatowanie radiowęglowe (¹⁴C) — pomiar wieku obiektów organicznych do ~50 000 lat (T₁/₂ = 5730 lat). Wykorzystywane w archeologii (Całun Turyński, mumie).\n\nEnergia jądrowa vs odnawialna — debata XXI wieku. Atom = brak CO₂ + duża gęstość energii + odpady promieniotwórcze (problem) + ryzyko awarii.\n\nTypowy błąd: Pułapka 2.1 — pomylenie liczby atomowej i masowej w bilansie. Klucz: **masa** = górny indeks (235), **ładunek/Z** = dolny indeks (92). Po obu stronach reakcji muszą się **bilansować osobno**. Pułapka 2.1 — zapomnienie o neutronie po lewej (1 wchodzi). Pełne równanie: 235 + 1 = 236 nukleonów po lewej. Pułapka 2.2 — wybór ¹⁴⁰Ba (gdyby bilans masowy zgadzał się). Klucz: liczba **atomowa** Ba = 56, a wymagana = 54. Wiec Ba odpada → tylko Xe (Z=54) pasuje. Pułapka 2.2 — pomylenie kierunku N/Z. Klucz: cięższe jądra (U) MAJĄ większy N/Z (więcej neutronów dla stabilności jądra).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-2.webp","solution_image":null,"topics":"chemia jądrowa, rozszczepienie, uran, stosunek neutron/proton, bilans nukleonowy","page_from":5,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/2.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"2.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 2.1. (0-1)\nW jednej z reakcji rozszczepienia jąder\nU\n235 powstają\nKr\n92\noraz\nBa\n141\nUzupełnij schemat tak, aby otrzymać równanie opisanej przemiany, która prowadzi do\npowstania jąder kryptonu i baru.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 2.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje z różnorodnych\nźródeł […].\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) […] wyjaśnia przebieg procesów\nchemicznych.\nI. Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n4) pisze równania […] sztucznych reakcji\njądrowych.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie","solution":"Uzupełnione równanie: $$^{235}_{92}\\text{U} + ^{1}_{0}\\text{n} \\rightarrow 3\\,^{1}_{0}\\text{n} + ^{92}_{36}\\text{Kr} + ^{141}_{56}\\text{Ba}$$ **Sprawdzenie bilansu**: - **Liczba atomowa** (protony): 92 + 0 = 36 + 56 + 0 = **92** ✓ - **Liczba masowa** (nukleony): 235 + 1 = 236 = 92 + 141 + 3·1 = **236** ✓ → Powstają **3 neutrony** (²³⁶U się rozpada na Kr + Ba + 3n).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-2.1.webp","solution_image":null,"topics":"chemia jądrowa, rozszczepienie, uran, stosunek neutron/proton, bilans nukleonowy","page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/2.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"2.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 2.2. (0-1)\nUzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.\nJeżeli po pochłonięciu jednego neutronu przez jądro\nU\n235 następuje jego rozszczepienie,\nw wyniku którego powstaje jądro\nSr\n93\ni są emitowane 3 neutrony, to równocześnie tworzy się\njądro (\nI\n139 /\nXe\n140\nBa\n140\n). Wśród jąder biorących udział w tej przemianie większy\nstosunek liczby neutronów do liczby protonów ma jądro (\nU\n235 /\nSr\n93\n).\n2.2.\n0-1\n2.1.\n0-1\nn\nn\n92\n235\nU\nBa\n36\nn\nn\nBa\nKr\n36\n92\nn\n56\n141\nMCHP-R0_100\nInformacja do zadań 3.-4.\nJod tworzy wiele połączeń z tlenem np. tlenek jodu(V), który jest białym ciałem stałym.\nW reakcji tego związku z wodą powstaje jednoprotonowy kwas. Opisany tlenek jest\nstosowany do wykrywania i oznaczania zawartości tlenku węgla(II) w powietrzu.\nNa podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 2.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) […] wyjaśnia przebieg procesów\nchemicznych;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nI. Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n4) pisze równania […] sztucznych reakcji\njądrowych.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch zdań.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nJeżeli po pochłonięciu jednego neutronu przez jądro\nU\n235 następuje jego rozszczepienie,\nw wyniku którego powstaje jądro\nSr\n93\ni są emitowane 3 neutrony, to równocześnie tworzy się\njądro (\nI\n139 /\nXe\n𝟏𝟒𝟎\nBa\n140\n). Wśród jąder biorących udział w tej przemianie większy\nstosunek liczby neutronów do liczby protonów ma jądro (\nU\n𝟐𝟑𝟓 /\nSr\n93\n).\n3\nn\nn\n92\n235\nU\nBa\n36\nn\nn\nBa\nKr\n36\n92\nn\n56\n141\n1\n0\n0\n1\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Drugie jądro = **¹⁴⁰Xe** (ksenon). **Wyliczenie**: - ²³⁵₉₂U + ¹n → ⁹³₃₈Sr + 3·¹n + ? - **Liczba atomowa drugiego jądra**: 92 - 38 = **54** = Xe (ksenon). - **Liczba masowa**: 236 - 93 - 3 = **140**. - **²³⁵U + n → ⁹³Sr + 3n + ¹⁴⁰₅₄Xe**. ¹³⁹I (Z=53) — niepasująca liczba atomowa. ¹⁴⁰Ba (Z=56) — niepasująca liczba atomowa. **¹⁴⁰Xe** (Z=54) — pasuje ✓. **Większy stosunek N/Z**: - ²³⁵U: N = 235 - 92 = **143**, Z = 92 → **N/Z = 143/92 ≈ 1,55**. - ⁹³Sr: N = 93 - 38 = **55**, Z = 38 → **N/Z = 55/38 ≈ 1,45**. → **Większy N/Z ma ²³⁵U** (1,55 > 1,45). **Wniosek fizyczny**: ciężkie jądra (jak U) mają **więcej neutronów** w stosunku do protonów niż jądra lekkie — siła jądrowa silna ma krótki zasięg, a odpychanie elektrostatyczne protonów rośnie z odległością → ciężkie jądra wymagają proporcjonalnie więcej \"neutronowego cementu\" (neutrony oddziaływają tylko siłą silną, bez elektrostatyki).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-2.2.webp","solution_image":null,"topics":"chemia jądrowa, rozszczepienie, uran, stosunek neutron/proton, bilans nukleonowy","page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/3.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"3.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 3.1. (0-1)\nNapisz w formie cząsteczkowej równanie opisanej reakcji tlenku jodu(V) z wodą.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 3.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nVII. Systematyka związków\nnieorganicznych. Zdający:\n4) opisuje typowe właściwości chemiczne\ntlenków pierwiastków […], w tym\nzachowanie wobec wody […]; pisze\nodpowiednie równania reakcji w formie\ncząsteczkowej […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie w formie cząsteczkowej równania reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nI2O5 + H2O → 2HIO3","solution":"**I₂O₅ + H₂O → 2 HIO₃** **Uzasadnienie**: - I₂O₅ to **bezwodnik kwasowy** (tlenek niemetalu na wyższym stopniu utlenienia). - Reakcja z wodą = **hydratacja** tlenku → **kwas tlenowy**. - \"Jednoprotonowy\" → **kwas jodowy(V)** HIO₃ (jeden H w cząsteczce). - Stopień utlenienia jodu w I₂O₅ = +5 (2I + 5·(-2) = 0 → I = +5). W HIO₃ też +5 (1 + I + 3·(-2) = 0 → I = +5). **Brak zmiany stopnia utlenienia** = reakcja **NIE redoks**, tylko kwasowo-zasadowa. - Bilans: I: 2 = 2 ✓, O: 5+1 = 6 = 2·3 ✓, H: 2 = 2·1 ✓.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-3.1.webp","solution_image":null,"topics":"chemia nieorganiczna, tlenki, kwasy tlenowe, reakcja redoks, tlenek jodu(V), tlenek węgla","page_from":6,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/3.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"3.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 3.2. (0-1)\nPrzeprowadzono doświadczenie. W kolbie ustawionej pod wyciągiem umieszczono tlenek\njodu(V), a następnie wprowadzono do niej tlenek węgla(II) i szczelnie ją zamknięto. Wygląd\nzawartości kolby, w której zachodzi reakcja utleniania-redukcji, przedstawiono na zdjęciu.\nNapisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji tlenku jodu(V) z tlenkiem węgla(II).\n3.2.\n0-1\n3.1.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 3.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych.\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje […] doświadczenia chemiczne\n[…], formułuje wnioski […].\nVIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n5) stosuje zasady bilansu elektronowo-\n-jonowego - dobiera współczynniki\nstechiometryczne w schematach reakcji\nutleniania-redukcji (w formie cząsteczkowej\ni jonowej).\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie w formie cząsteczkowej równania reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nI2O5 + 5CO → I2 + 5CO2","solution":"**I₂O₅ + 5 CO → I₂ + 5 CO₂** **Mechanizm — reakcja redoks**: - I₂O₅: jod ma stopień utlenienia +5. - CO: węgiel ma stopień utlenienia +2. - Produkty: I₂ (jod = 0), CO₂ (węgiel = +4). - **Jod się REDUKUJE** (+5 → 0): I₂O₅ to **utleniacz**. Każdy I przyjmuje 5 e: 2 I × 5 e = 10 e. - **Węgiel się UTLENIA** (+2 → +4): CO to **reduktor**. Każdy C oddaje 2 e: 5 C × 2 e = 10 e ✓ (bilans elektronów). **Bilans atomowy**: - I: 2 (lewo) = 2 (prawo) ✓. - C: 5 (lewo) = 5 (prawo) ✓. - O: 5 + 5 = 10 (lewo) = 10 (prawo, 5·2) ✓. **Obserwacja**: w kolbie po reakcji **fioletowy** jod stały (I₂ ma fioletowo-czarne kryształy / fioletowe pary) — to zgadza się z fotografią. **Zastosowanie**: oznaczanie **CO w powietrzu**: ilość uwolnionego I₂ (mierzona miareczkowaniem tiosiarczanem sodu) = miara stężenia CO. Klasyczna metoda **iodometryczna**.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-3.2.webp","solution_image":null,"topics":"chemia nieorganiczna, tlenki, kwasy tlenowe, reakcja redoks, tlenek jodu(V), tlenek węgla","page_from":6,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/4","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"4","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 4. (0-2)\nW jednym z tlenków jodu masa tlenu stanowi 20,14 % masy tego tlenku. W jego wzorze\nrzeczywistym liczba atomów jodu jest dwa razy większa niż we wzorze empirycznym.\nNa podstawie obliczeń ustal i napisz wzór empiryczny oraz wzór rzeczywisty\nopisanego tlenku.\nObliczenia:\nWzór empiryczny:\nWzór rzeczywisty:\n4.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 4. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nI. Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n5) ustala wzór empiryczny i rzeczywisty\nzwiązku chemicznego (nieorganicznego\n[…]) na podstawie jego składu i masy\nmolowej.\nZasady oceniania\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i ustalenie wzoru\nempirycznego oraz wzoru rzeczywistego tlenku.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do ustalenia tylko wzoru empirycznego\nalbo tylko wzoru rzeczywistego tlenku\nALBO\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do\nwyznaczenia stosunku molowego jodu do tlenu wyrażonego liczbami całkowitymi\ni brak ustalenia wzorów albo błędne ustalenie wzorów.\n0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.\nPrzykładowe rozwiązania\nSposób 1.\nWzór empiryczny:\nW 100,00 g tlenku znajduje się 20,14 g tlenu oraz 79,86 g jodu.\n𝑛O =\n20,14 g\n16,00 g ∙ mol-1 =1,26 mol 𝑛I =\n79,86 g\n126,90 g ∙ mol-1 = 0,63 mol\nStosunek molowy jodu do tlenu jest równy 1 : 2.\nWzór empiryczny: IO2\nWzór rzeczywisty: I2O4\nSposób 2.\nIxOy MI = 126,90 g ∙ mol-1\n16,00𝑦\n126,90𝑥 + 16,00𝑦 = 0,2014\n16𝑦 = 25,5577𝑥 + 3,222𝑦\n12,7776𝑦 = 25,5577𝑥\n𝑥\n𝑦= 1\n2\nWzór empiryczny: IO2\nWzór rzeczywisty: I2O4\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Odpowiedź: **Obliczenia**: **Krok 1**: % I w tlenku. - % O = 20,14% - % I = 100% - 20,14% = **79,86%** **Krok 2**: liczba moli pierwiastków w 100 g tlenku. - m_I = 79,86 g, M_I = 127 g/mol → n_I = 79,86 / 127 = **0,629 mol**. - m_O = 20,14 g, M_O = 16 g/mol → n_O = 20,14 / 16 = **1,259 mol**. **Krok 3**: stosunek molowy I : O. - n_I : n_O = 0,629 : 1,259 - Dzielimy przez mniejszą (0,629): - 1 : 2,001 ≈ **1 : 2** **Krok 4**: wzór empiryczny. - I : O = 1 : 2 → **IO₂** **Krok 5**: wzór rzeczywisty. - \"Liczba atomów I jest 2 razy większa niż we wzorze empirycznym\": - Wzór rzeczywisty = (IO₂)₂ = **I₂O₄**. **Sprawdzenie**: - M(I₂O₄) = 2·127 + 4·16 = 254 + 64 = **318 g/mol**. - % O = (4·16) / 318 = 64/318 = **20,13%** ≈ 20,14% ✓. **Odpowiedź**: - **Wzór empiryczny: IO₂** - **Wzór rzeczywisty: I₂O₄**\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — wzory chemiczne\n\nWzór | Definicja | Przykład (glukoza)\nEmpiryczny | Najprostszy stosunek atomów pierwiastków | CH₂O\nRzeczywisty (sumaryczny) | Faktyczna liczba atomów w cząsteczce | C₆H₁₂O₆\nStrukturalny | Pokazuje wiązania między atomami | (rysunek z grupami OH, CHO)\nStereochemiczny | Pokazuje przestrzenne ułożenie | (Haworth, Fisher)\n\nGlukoza = klasyczny przykład: wzór empiryczny CH₂O, rzeczywisty C₆H₁₂O₆ (6× empiryczny).\n\nMechanizm: jak obliczyć wzór empiryczny\n\nKrok 1: z % wagowych → masa każdego pierwiastka w 100 g substancji.\n\nKrok 2: masa → mole każdego pierwiastka (n = m/M).\n\nKrok 3: stosunek molowy → najmniejsza liczba całkowita.\n- Dzielimy wszystkie n przez najmniejsze.\n- Jeśli wyjdą ułamki (np. 1, 1,5, 2,5) — mnożymy przez 2 by uzyskać całkowite.\n\nKrok 4: wzór empiryczny = pierwiastki z ich stosunkami w indeksach dolnych.\n\nMechanizm: wzór rzeczywisty z empirycznego\n\nWzór rzeczywisty = n × wzór empiryczny, gdzie n = 1, 2, 3, ...\n\nJak znaleźć n?:\n- Z masy molowej (jeśli dana). n = M(rzeczywista) / M(empiryczna).\n- Z dodatkowej informacji w zadaniu (jak tu: \"liczba I 2× większa\" → n = 2).\n\nTu: empiryczny IO₂. \"Liczba I 2× większa\" → rzeczywisty = (IO₂)₂ = I₂O₄.\n\nMechanizm: weryfikacja\n\nSprawdzenie: % O w I₂O₄:\n- M(I₂O₄) = 2·127 + 4·16 = 254 + 64 = 318 g/mol.\n- m(O w I₂O₄) = 4·16 = 64 g/mol.\n- % O = 64 / 318 × 100% = 20,13%.\n\nPorównanie z danymi: 20,14% (założenie) vs 20,13% (obliczone). Zgodność do trzeciej cyfry znaczącej ✓.\n\nTlenek I₂O₄ — chemia\n\nI₂O₄ istnieje realnie — to dwutlenek dijodu (mniej znany niż I₂O₅, ale udokumentowany):\n- Wzór alternatywny: [I⁺(IO₃)⁻] (sól jodozyl-jodanowa).\n- Powstaje w niektórych reakcjach jodu z tlenem.\n- Niestabilny — rozpada się powyżej 100°C.\n\nTlenki jodu — przegląd:\n- I₂O (jodek tlenku I), I = +1.\n- I₂O₃ (tritlenek dijodu), I = +3, niestabilny.\n- I₂O₄ (dwutlenek dijodu) — produkt tego zadania, I jak [I⁺(IO₃)⁻].\n- I₂O₅ (pentatlenek dijodu) — najważniejszy, I = +5.\n- I₂O₇ (heptatlenek dijodu), hipotetyczny.\n\nPunktacja CKE\n\n- 4. 2 pkt — wzór empiryczny IO₂ + wzór rzeczywisty I₂O₄ + obliczenia.\n- 1 pkt za poprawny empiryczny i niepoprawny rzeczywisty (lub na odwrót).\n- 0 pkt za błędy w obu.\n\nPo co to umieć\n\nWzór empiryczny vs rzeczywisty — klasyczny problem chemii:\n- Spalanie organiczne → CO₂ + H₂O → analiza % C, H, O → wzór empiryczny.\n- Spektrometria mas → masa molowa → wzór rzeczywisty.\n\nGlukoza vs formaldehyd vs kwas octowy:\n- Wszystkie mają wzór empiryczny CH₂O.\n- Rzeczywiste: HCHO (formaldehyd, M=30), C₂H₄O₂ (kwas octowy, M=60), C₆H₁₂O₆ (glukoza, M=180).\n\nSpektrometria mas (MS) — kluczowa technika identyfikacji związków:\n- Mierzy stosunek masy do ładunku (m/z) jonów.\n- Z masy molowej + procentowego składu → wzór sumaryczny.\n- Standardowa metoda w chemii organicznej, biochemii, kryminalistyce, analizie środowiskowej.\n\nAnaliza elementarna (CHN analyzer):\n- Spala próbkę w O₂ → CO₂ + H₂O + N₂.\n- Mierzy ilości produktów → oblicza %C, %H, %N.\n- Standardowa metoda dla nowych związków organicznych.\n\nLavoisier i Dalton — historyczni \"ojcowie\" chemii ilościowej:\n- Lavoisier (1789): prawo zachowania masy.\n- Dalton (1808): teoria atomistyczna, stałych proporcji.\n- Z tego rozwinęła się stechiometria.\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie wzoru empirycznego z rzeczywistym. **Empiryczny** = najmniejszy stosunek atomów (IO₂). **Rzeczywisty** = faktyczna cząsteczka (I₂O₄, z 2× więcej atomów). Pułapka — niewłaściwa masa molowa jodu. M_I = **127 g/mol** (a nie 126 czy 128). Sprawdzaj układ okresowy. Pułapka — nieuwzględnienie informacji o \"2× więcej atomów I\". Bez tego: odpowiedź byłaby tylko IO₂. Zadanie wyraźnie zaznacza relację rzeczywisty/empiryczny.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-4.webp","solution_image":null,"topics":"stechiometria, wzór empiryczny, wzór rzeczywisty, tlenek jodu, procent masowy","page_from":7,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/5","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"5","points":4,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5.\nW odpowiednich warunkach fluorowce mogą ze sobą reagować i tworzyć tzw. związki\nmiędzyhalogenowe o wzorze ogólnym AX𝑦, w którym 𝑦 przyjmuje wartość 1, 3, 5 lub 7.\nW tym wzorze A oznacza pierwiastek o mniejszej elektroujemności, a X - pierwiastek\no większej elektroujemności.\nPrzykładem związku międzyhalogenowego jest trichlorek jodu o wzorze ICl3.\nNa podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **5.1.** Analiza stopni utlenienia: - **I w IO₃⁻**: I + 3·(-2) = -1 → I = **+5**. - **I w I₂**: **0**. - **I w ICl₃**: I + 3·(-1) = 0 → I = **+3** (Cl bardziej elektroujemny → -1). - **Cl w Cl⁻**: -1. **Cl w ICl₃**: -1. **Procesy redoks**: - **IO₃⁻ (I⁺⁵) → ICl₃ (I⁺³)**: **REDUKCJA** (I przyjmuje **2 e**). - **I₂ (I⁰) → ICl₃ (I⁺³)**: **UTLENIANIE** (każdy I oddaje **3 e**, łącznie 6 e na 1 I₂). **Równanie REDUKCJI** (jonowo-elektronowe): $$\\text{IO}_3^- + 6\\,\\text{H}^+ + 3\\,\\text{Cl}^- + 2\\,e^- \\rightarrow \\text{ICl}_3 + 3\\,\\text{H}_2\\text{O}$$ Bilans: I: 1=1, O: 3=3 (w H₂O), H: 6=6, Cl: 3=3, ładunek: -1+6-3-2 = 0 = 0 ✓. **Równanie utleniania**: $$\\text{I}_2 + 6\\,\\text{Cl}^- \\rightarrow 2\\,\\text{ICl}_3 + 6\\,e^-$$ **Pełne równanie** (3 × redukcja + 1 × utlenianie, by 6 e się zrównoważyło): $$\\mathbf{3\\,IO_3^- + I_2 + 18\\,H^+ + 15\\,Cl^- \\rightarrow 5\\,ICl_3 + 9\\,H_2O}$$ Współczynniki: **3, 1, 18, 15 → 5, 9**. **Bilans**: I: 3+2=5 ✓; O: 9=9 ✓; H: 18=18 ✓; Cl: 15=15 ✓; ładunek: -3+18-15 = 0 ✓. **5.2.** **Wzór elektronowy ICl₃**: ``` .. .. :Cl Cl: | / | / I̅:̅ (atom centralny z 2 wolnymi parami) | | :Cl: .. ``` Atom centralny **I** ma **7 elektronów walencyjnych** (grupa 17): - 3 z nich tworzą **3 wiązania σ I-Cl** (pary wiążące). - Pozostałe 4 = **2 wolne pary elektronowe**. **Liczba przestrzenna ICl₃**: L_p = x + y = **3 + 2 = 5**. **Rozstrzygnięcie**: model przedstawiony (z x=3 podstawnikami i L_p=4, czyli y=1) **NIE** jest ilustracją kształtu ICl₃. ICl₃ ma L_p = 5 (3 podstawniki + 2 wolne pary) → kształt **T (T-shape)** — wzorowane na trygonalnej bipiramidzie z dwoma wolnymi parami w pozycjach ekwatorialnych. Model z zadania pokazuje **piramidę trygonalną** (NH₃-podobną, L_p=4), inną od T-shape.\n\nStrony arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — VSEPR\n\nVSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) = teoria odpychania par elektronów powłoki walencyjnej.\n\nL_p | Geometria par | Kształt cząsteczki (z wolnymi parami y)\n2 | Liniowa | y=0: liniowa (CO₂). y=1: kątowa (rzadko).\n3 | Trygonalna płaska | y=0: trygonalna płaska (BF₃). y=1: kątowa (SO₂).\n4 | Tetraedryczna | y=0: tetraedr (CH₄). y=1: piramida trygonalna (NH₃). y=2: kątowa (H₂O).\n5 | Trygonalna bipiramida | y=0: TBP (PF₅). y=1: huśtawka (SF₄). y=2: T-shape (ICl₃, ClF₃). y=3: liniowa (XeF₂).\n6 | Oktaedryczna | y=0: oktaedr (SF₆). y=1: piramida kwadratowa (BrF₅). y=2: kwadrat planarny (XeF₄).\n\nICl₃ = klasyczny T-shape (L_p=5, x=3, y=2).\n\nMechanizm: bilansowanie reakcji jonowo-elektronowej (5.1)\n\nKrok 1 — stopnie utlenienia:\n- IO₃⁻: I = +5.\n- I₂: I = 0.\n- ICl₃: I = +3.\n- Cl: -1 (bez zmiany).\n- H: +1 (bez zmiany).\n- O: -2 (bez zmiany).\n\nKrok 2 — co się utlenia, co redukuje:\n- I⁺⁵ → I⁺³: redukcja (różnica -2 → przyjmuje 2 e).\n- I⁰ → I⁺³: utlenianie (różnica +3 → oddaje 3 e).\n\nKrok 3 — połówki:\n\nRedukcja (z H⁺ i Cl⁻ jako pomocnicze):\nIO₃⁻ + 6 H⁺ + 3 Cl⁻ + 2 e⁻ → ICl₃ + 3 H₂O\n\nUtlenianie:\nI₂ + 6 Cl⁻ → 2 ICl₃ + 6 e⁻\n\nKrok 4 — bilans elektronów. Redukcja: 2 e. Utlenianie: 6 e. NWW = 6:\n- Redukcja × 3: 3 IO₃⁻ + 18 H⁺ + 9 Cl⁻ + 6 e⁻ → 3 ICl₃ + 9 H₂O.\n- Utlenianie × 1: I₂ + 6 Cl⁻ → 2 ICl₃ + 6 e⁻.\n\nKrok 5 — suma:\n3 IO₃⁻ + I₂ + 18 H⁺ + 9 Cl⁻ + 6 Cl⁻ → 3 ICl₃ + 2 ICl₃ + 9 H₂O\n\n→ 3 IO₃⁻ + I₂ + 18 H⁺ + 15 Cl⁻ → 5 ICl₃ + 9 H₂O\n\nMechanizm: wzór elektronowy ICl₃ (5.2)\n\nAtom centralny = I (jod) — mniejsza elektroujemność (2,66) niż Cl (3,16). Reguła VSEPR: centralny = mniej elektroujemny.\n\nElektrony walencyjne I: 7 (grupa 17, konfiguracja 5s² 5p⁵).\n\n3 wiązania I-Cl: każde wiązanie zabiera 1 e z I. Pozostaje 7 - 3 = 4 e wolnych = 2 wolne pary.\n\nLiczba przestrzenna: L_p = liczba podstawników + liczba wolnych par = 3 + 2 = 5.\n\nGeometria (z tabeli VSEPR dla L_p=5, y=2):\n- 5 pozycji w trygonalnej bipiramidzie.\n- 2 wolne pary zajmują pozycje ekwatorialne (większa przestrzeń).\n- 3 podstawniki: 2 aksjalne + 1 ekwatorialna.\n- Kształt = T-shape (litera T).\n\nModel z zadania (x=3, L_p=4): to piramida trygonalna (jak NH₃, z 1 wolną parą).\n- ICl₃ ma L_p=5, nie 4.\n- Model NIE pasuje do ICl₃.\n\nWzór elektronowy (uproszczony):\n\nI (centralny) ma:\n- 3 kreski (wiązania) idące do 3 atomów Cl, każdy Cl ma 3 wolne pary.\n- 2 kreski (wolne pary) na samym I.\n\n```\nCl − I = Cl\nCl\nz 2 wolnymi parami na I (above + below)\n```\n\nPunktacja CKE\n\n- 5.1. 2 pkt — równanie redukcji + pełne zbilansowane.\n- 5.2. 2 pkt — wzór elektronowy + rozstrzygnięcie + L_p=5.\n- Suma: 4 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nBilansowanie redoks — klasyczna umiejętność chemii. Wszędzie używana:\n- Korozja metali — utlenianie.\n- Galwanotechnika — redukcja metali na elektrodach.\n- Baterie — redoks (Pb-PbO₂, Li-LiCoO₂).\n- Spalanie — utlenianie paliw + tlen.\n- Fotosynteza — H₂O → O₂ (utlenianie) + CO₂ → glukoza (redukcja).\n\nVSEPR — fundament chemii kwantowej:\n- Pozwala przewidywać kształty cząsteczek bez obliczeń kwantowych.\n- Stosowana w projektowaniu leków (kształt cząsteczki = aktywność biologiczna).\n- W chemii ciała stałego (sieci krystaliczne).\n\nZwiązki międzyhalogenowe (np. ClF₃, BrF₅, IF₇) — bardzo reaktywne, silne utleniacze:\n- ClF₃ używany w paliwach rakietowych (utleniacz).\n- IF₇ — najmniejsza znana cząsteczka o L_p=7 (siedmio-pozycyjne ułożenie).\n\nT-shape — geometria ICl₃, ClF₃:\n- Wykorzystywana w niektórych ligandach (chemia koordynacyjna).\n- Wpływa na właściwości fizyczne (dipol momentowy, T topnienia).\n\nICl₃ — w praktyce istnieje jako dimer I₂Cl₆ w stanie stałym (mostkowe Cl). Monomer ICl₃ tylko w fazie gazowej. Reaguje gwałtownie z wodą → HIO + HCl + I.\n\nTypowy błąd: Pułapka 5.1 — pomylenie utleniacza i reduktora. **IO₃⁻** to **utleniacz** (redukowany z +5 do +3). **I₂** to **reduktor** (utleniany z 0 do +3). **Oba** są źródłem jodu w produkcie ICl₃! Pułapka 5.1 — pominięcie Cl⁻ w równaniu redukcji. ICl₃ wymaga 3 Cl, które dostarcza Cl⁻ z roztworu. Klucz: równanie połówkowe musi zawierać **wszystkie** substraty potrzebne do uzyskania produktu. Pułapka 5.2 — pomylenie I z atomem podgrupy s/p małej grupy. I ma 7 e walencyjnych (grupa 17). 3 wiązania + 2 wolne pary = 5 par = oktet \"rozszerzony\" (atom okresu 5 może mieć więcej niż 8 e przez d-orbitale).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-5.webp","solution_image":null,"topics":"redoks, bilansowanie, jonowo-elektronowe, VSEPR, ICl₃, związki międzyhalogenowe","page_from":8,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/5.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"5.1","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5.1. (0-2)\nTrichlorek jodu został po raz pierwszy otrzymany w reakcji, której schemat przedstawiono\nponiżej.\nIO3\n- + I2 + H+ + Cl\n- → ICl3 + H2O\nNapisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych\nelektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie reakcji redukcji zachodzącej\npodczas tej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij współczynniki\nstechiometryczne w poniższym schemacie.\nRównanie reakcji redukcji:\nIO3\n- + I2 + H+ + Cl\n- → ICl3 + H2O\n5.1.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 5.1. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych;\n6) stosuje poprawną terminologię.\nVIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n5) stosuje zasady bilansu elektronowo-\n-jonowego - dobiera współczynniki\nstechiometryczne w schematach reakcji\nutleniania-redukcji (w formie cząsteczkowej\n[…]).\nX. Metale, niemetale i ich związki. Zdający:\n10) analizuje i porównuje właściwości […]\nchemiczne fluorowców.\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne napisanie w formie jonowej równania reakcji redukcji oraz poprawne\nuzupełnienie współczynników w schemacie.\n1 pkt - poprawne napisanie w formie jonowej równania reakcji redukcji oraz niepoprawne\nuzupełnienie współczynników w schemacie albo brak uzupełnienia schematu\nALBO\n1 pkt - niepoprawne napisanie albo brak równania reakcji redukcji oraz poprawne\nuzupełnienie współczynników w schemacie.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nRównanie reakcji redukcji: IO3\n- + 3Cl- + 6H+ + 2e- → ICl3 + 3H2O\n3IO3\n- + (1)I2 + 18H+ + 15Cl- → 5ICl3 + 9H2O","solution":"Analiza stopni utlenienia: - **I w IO₃⁻**: I + 3·(-2) = -1 → I = **+5**. - **I w I₂**: **0**. - **I w ICl₃**: I + 3·(-1) = 0 → I = **+3** (Cl bardziej elektroujemny → -1). - **Cl w Cl⁻**: -1. **Cl w ICl₃**: -1. **Procesy redoks**: - **IO₃⁻ (I⁺⁵) → ICl₃ (I⁺³)**: **REDUKCJA** (I przyjmuje **2 e**). - **I₂ (I⁰) → ICl₃ (I⁺³)**: **UTLENIANIE** (każdy I oddaje **3 e**, łącznie 6 e na 1 I₂). **Równanie REDUKCJI** (jonowo-elektronowe): $$\\text{IO}_3^- + 6\\,\\text{H}^+ + 3\\,\\text{Cl}^- + 2\\,e^- \\rightarrow \\text{ICl}_3 + 3\\,\\text{H}_2\\text{O}$$ Bilans: I: 1=1, O: 3=3 (w H₂O), H: 6=6, Cl: 3=3, ładunek: -1+6-3-2 = 0 = 0 ✓. **Równanie utleniania**: $$\\text{I}_2 + 6\\,\\text{Cl}^- \\rightarrow 2\\,\\text{ICl}_3 + 6\\,e^-$$ **Pełne równanie** (3 × redukcja + 1 × utlenianie, by 6 e się zrównoważyło): $$\\mathbf{3\\,IO_3^- + I_2 + 18\\,H^+ + 15\\,Cl^- \\rightarrow 5\\,ICl_3 + 9\\,H_2O}$$ Współczynniki: **3, 1, 18, 15 → 5, 9**. **Bilans**: I: 3+2=5 ✓; O: 9=9 ✓; H: 18=18 ✓; Cl: 15=15 ✓; ładunek: -3+18-15 = 0 ✓.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-5.1.webp","solution_image":null,"topics":"redoks, bilansowanie, jonowo-elektronowe, VSEPR, ICl₃, związki międzyhalogenowe","page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/5.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"5.2","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5.2. (0-2)\nMetoda VSEPR pozwala określać kształt cząsteczek zbudowanych z atomów pierwiastków\ngrup 1.-2. oraz 13.-18. W cząsteczce należy wyróżnić atom centralny (np. atom tlenu\nw cząsteczce H2O) i ustalić liczbę wolnych par elektronowych na jego zewnętrznej\npowłoce (𝑦). Następnie trzeba zsumować liczbę podstawników związanych z atomem\ncentralnym (𝑥) i liczbę jego wolnych par elektronowych (𝑦). W ten sposób otrzymuje się\ntzw. liczbę przestrzenną (𝐿p = 𝑥 + 𝑦), która decyduje o kształcie cząsteczki. Ponieważ\nzarówno wolne, jak i wiążące pary elektronowe wzajemnie się odpychają, wszystkie\nelementy składające się na liczbę przestrzenną (podstawniki i wolne pary elektronowe)\nzajmują jak najbardziej odległe od siebie położenia wokół atomu centralnego.\nNa podstawie: R.J. Gillespie, Coordination Chemistry Reviews, 252 (2008) 1315,\noraz J.D. Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, Warszawa 1997.\nPrzedstawiony obok model jest ilustracją kształtu\ncząsteczki zbudowanej z atomu centralnego związanego\nz trzema podstawnikami (𝑥= 3), dla 𝐿p = 4.\nNarysuj wzór elektronowy cząsteczki trichlorku jodu ICl3. Zaznacz kreskami pary\nelektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe. Następnie\nrozstrzygnij, czy przedstawiony model jest ilustracją kształtu cząsteczki ICl3. Napisz\nwartość liczby przestrzennej cząsteczki ICl3.\nRozstrzygnięcie:\nLiczba przestrzenna ICl3: 𝐿p =\n5.2.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 5.2. (0-2)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nIII. Wiązania chemiczne. Oddziaływania\nmiędzycząsteczkowe. Zdający:\n2) pisze wzory elektronowe typowych\ncząsteczek związków kowalencyjnych […];\n4) […] przewiduje budowę przestrzenną\ndrobin metodą VSEPR; określa kształt\ndrobin […].\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne narysowanie wzoru elektronowego cząsteczki, poprawne rozstrzygnięcie\noraz poprawne napisanie liczby przestrzennej cząsteczki ICl3.\n1 pkt - poprawne narysowanie wzoru elektronowego cząsteczki\nALBO\n2 pkt - poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne napisanie liczby przestrzennej cząsteczki\nICl3.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nWzór elektronowy:\nI\nCl\nCl\nCl\nRozstrzygnięcie: nie\n𝑳𝐩= (𝟑+ 𝟐) = 𝟓\nUwaga: Geometria cząsteczki nie podlega ocenie.","solution":"**Wzór elektronowy ICl₃**: ``` .. .. :Cl Cl: | / | / I̅:̅ (atom centralny z 2 wolnymi parami) | | :Cl: .. ``` Atom centralny **I** ma **7 elektronów walencyjnych** (grupa 17): - 3 z nich tworzą **3 wiązania σ I-Cl** (pary wiążące). - Pozostałe 4 = **2 wolne pary elektronowe**. **Liczba przestrzenna ICl₃**: L_p = x + y = **3 + 2 = 5**. **Rozstrzygnięcie**: model przedstawiony (z x=3 podstawnikami i L_p=4, czyli y=1) **NIE** jest ilustracją kształtu ICl₃. ICl₃ ma L_p = 5 (3 podstawniki + 2 wolne pary) → kształt **T (T-shape)** — wzorowane na trygonalnej bipiramidzie z dwoma wolnymi parami w pozycjach ekwatorialnych. Model z zadania pokazuje **piramidę trygonalną** (NH₃-podobną, L_p=4), inną od T-shape.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-5.2.webp","solution_image":null,"topics":"redoks, bilansowanie, jonowo-elektronowe, VSEPR, ICl₃, związki międzyhalogenowe","page_from":9,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/6","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"6","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 6. (0-1)\nUczniowie wykonali dwuetapowe doświadczenie, którego celem było otrzymanie czystego\ntlenku miedzi(II). W pierwszym etapie strącili wodorotlenek miedzi(II), a w drugim etapie\nprzeprowadzili jego rozkład termiczny w łaźni wodnej. Następnie uzyskaną mieszaninę\nprzesączyli, żeby wyodrębnić stały produkt.\nNa poniższym schemacie przedstawiono pierwszy etap doświadczenia.\nRozstrzygnij, w której probówce (I czy II) otrzymano osad tylko tlenku metalu.\nOdpowiedź uzasadnij.\nRozstrzygnięcie:\nUzasadnienie:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 6. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych;\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje […] doświadczenia chemiczne\n[…], formułuje obserwacje, wnioski oraz\nwyjaśnienia.\nVII. Systematyka związków\nnieorganicznych. Zdający:\n3) pisze równania reakcji otrzymywania\ntlenków pierwiastków o liczbach atomowej\nod 1 do 30 ([…] rozkład […] wodorotlenków,\nnp. Cu(OH)2);\n7) projektuje i przeprowadza doświadczenie\npozwalające otrzymać różnymi metodami:\nwodorotlenki […] i sole […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie rozstrzygnięcia oraz poprawne napisanie uzasadnienia\nzawierającego porównanie procesów zachodzących w probówkach I i II albo opis\nprzebiegu reakcji zachodzących w probówce II.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\nRozstrzygnięcie: (W probówce) I\nPrzykładowe uzasadnienia:\n• W probówce II (w wyniku reakcji soli z wodorotlenkiem baru) powstanie mieszanina\nosadów dwóch substancji (Cu(OH)2 i BaSO4).\nALBO\n• W drugim doświadczeniu obok CuO otrzymuje się nierozpuszczalny w wodzie BaSO4.\nALBO\n• W probówce I powstał osad jednej substancji, a w probówce II - osad dwóch substancji.\nALBO\n• W probówce II powstał dodatkowo osad BaSO4.\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nUwaga: Stwierdzenie, że „BaCl2 jest rozpuszczalny w wodzie, a BaSO4 jest trudno\nrozpuszczalny” - bez odwołania się do procesów zachodzących w probówkach -\njest niewystarczające.","solution":"Odpowiedź: **Rozstrzygnięcie**: **Probówka I** (z CuCl₂). **Uzasadnienie**: **Probówka I — reakcje**: - Strącanie: Ba(OH)₂ + CuCl₂ → **Cu(OH)₂↓** (osad niebieskoniebieski) + BaCl₂ (rozpuszczalny). - Rozkład termiczny: Cu(OH)₂ → **CuO** + H₂O. - **Po przesączeniu**: osad = **tylko CuO** (BaCl₂ pozostaje w roztworze rozpuszczony). **Probówka II — reakcje**: - Strącanie: Ba(OH)₂ + CuSO₄ → **Cu(OH)₂↓** + **BaSO₄↓** (BaSO₄ **NIErozpuszczalny w wodzie**!). - Rozkład termiczny: Cu(OH)₂ → CuO + H₂O. BaSO₄ **NIE** ulega rozkładowi termicznemu w łaźni wodnej (T~100°C, za niska). - **Po przesączeniu**: osad = **CuO + BaSO₄** → mieszanina, NIE tylko tlenek metalu. **Kluczowa różnica**: chlorek baru BaCl₂ jest **rozpuszczalny** w wodzie i przy przesączaniu zostaje w przesączu. Siarczan baru BaSO₄ jest **praktycznie nierozpuszczalny** (Ksp ≈ 1·10⁻¹⁰) i strąca się jako biały osad. Stąd **tylko probówka I** daje czysty CuO po opisanej procedurze.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — rozpuszczalność soli baru\n\nSól | Rozpuszczalność | Uwaga\nBaCl₂ | Rozpuszczalna (~36 g/100 g H₂O) | Trujący — kation Ba²⁺\nBaBr₂ | Rozpuszczalna | —\nBa(NO₃)₂ | Rozpuszczalna | —\nBa(OH)₂ | Słabo rozpuszczalna (silna zasada) | Stosowana w analizie\nBaCO₃ | Praktycznie nierozpuszczalna | Występuje jako witeryt\nBaSO₄ | Praktycznie nierozpuszczalna (Ksp = 1·10⁻¹⁰) | Stosowana w radiologii (kontrast RTG)\nBaCrO₄ | Nierozpuszczalna | Żółty osad\n\nKlucz: chlorki, bromki, azotany baru = rozpuszczalne. Siarczany, węglany, chromiany = NIErozpuszczalne.\n\nMechanizm: dlaczego I dało czysty CuO?\n\nProbówka I — reakcja strąceniowa:\n- Cu²⁺ + 2 OH⁻ → Cu(OH)₂↓ (niebieski osad).\n- Ba²⁺ + 2 Cl⁻ (rozpuszczone w roztworze, brak strącenia).\n\nRozkład termiczny w łaźni wodnej (~100°C):\n- Cu(OH)₂ → CuO + H₂O (T~80-100°C). Niebieski Cu(OH)₂ → czarny CuO.\n\nPrzesączanie:\n- Osad na sączku = CuO (czysty).\n- Przesącz = BaCl₂(aq) (rozpuszczone).\n\nWynik: osad to TYLKO tlenek metalu (CuO). ✓\n\nMechanizm: dlaczego II NIE dało czystego CuO?\n\nProbówka II — strącanie podwójne:\n- Cu²⁺ + 2 OH⁻ → Cu(OH)₂↓ (niebieski osad).\n- Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓ (biały osad, nierozpuszczalny, Ksp~10⁻¹⁰).\n\nRozkład termiczny w łaźni wodnej:\n- Cu(OH)₂ → CuO ✓.\n- BaSO₄ — NIE rozkłada się w 100°C (stabilny do &gt;1000°C).\n\nPrzesączanie:\n- Osad na sączku = CuO + BaSO₄ (mieszanina dwóch ciał stałych).\n- Przesącz = czysta woda (z H₂O z rozkładu).\n\nWynik: osad to mieszanina tlenku metalu + siarczanu — NIE czysty CuO. ✗\n\nTabela rozpuszczalności (klucz)\n\nPraktyczne reguły rozpuszczalności w wodzie:\n\nAnion | Rozpuszczalne | Nierozpuszczalne\nNO₃⁻ | Wszystkie | —\nCH₃COO⁻ | Wszystkie | —\nCl⁻, Br⁻, I⁻ | Większość | AgX, Hg₂X₂, PbX₂\nSO₄²⁻ | Większość | BaSO₄, SrSO₄, PbSO₄, CaSO₄ (słabo)\nS²⁻, OH⁻, CO₃²⁻, PO₄³⁻ | Tylko z metalami alkalicznymi + NH₄⁺ | Większość\n\nKlucz dla zadania: BaSO₄ to klasyczny nierozpuszczalny siarczan. Każdy chemik to wie — wykorzystywany jako standard rentgenowski w żołądku (białe zawiesiny doustne).\n\nPunktacja CKE\n\n- 6. 1 pkt — wskazanie probówki I + uzasadnienie odwołujące się do nierozpuszczalności BaSO₄.\n\nPo co to umieć\n\nTablica rozpuszczalności — klucz analizy jakościowej:\n- Trzeba znać na pamięć — większość zadań CKE z chemii nieorganicznej tego wymaga.\n- W laboratorium chemicznym — codzienne stosowanie.\n\nSynteza tlenków metali — często wieloetapowa:\n- Cu(OH)₂ → CuO (T~100°C).\n- Mg(OH)₂ → MgO (T~350°C).\n- Al(OH)₃ → Al₂O₃ (T~500°C).\n- Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ (T~200°C).\n\nBaSO₄ w medycynie:\n- Doustne = kontrast RTG dla przewodu pokarmowego.\n- Bezpieczne mimo toksyczności Ba²⁺ — bo nie ulega rozpuszczeniu, więc nie wchłania się przez nabłonek.\n- Po RTG wydalany w stolcu.\n\nReakcje strąceniowe — zastosowania:\n- Oczyszczanie wody — usuwanie żelaza, manganu, fosforanów (strącenia).\n- Galwanotechnika — strącanie wodorotlenków metali.\n- Analiza jakościowa — identyfikacja jonów po kolorze osadu.\n\nKlasyczna analiza kationów (Fresenius):\n- Grupa I (Ag⁺, Pb²⁺): strąca z HCl.\n- Grupa II (Cu²⁺, Hg²⁺): strąca z H₂S w środowisku kwaśnym.\n- Grupa III (Fe³⁺, Al³⁺): strąca z H₂S w buforze amonowym.\n- Grupa IV (Ca²⁺, Ba²⁺): strąca z (NH₄)₂CO₃.\n- Grupa V (Na⁺, K⁺, NH₄⁺): nie strąca — identyfikuje płomieniem.\n\nTypowy błąd: Pułapka — niezauważenie nierozpuszczalności BaSO₄. **BaSO₄ jest praktycznie nierozpuszczalny** — to wyjątek wśród soli baru. BaCl₂, Ba(NO₃)₂, Ba(OH)₂ są rozpuszczalne; BaSO₄ — nie. Pułapka — założenie, że rozkład termiczny rozłoży też BaSO₄. **NIE** — BaSO₄ jest stabilny do bardzo wysokich T (>1000°C). W łaźni wodnej (~100°C) tylko Cu(OH)₂ się rozkłada. Pułapka — odpowiedź \"obie probówki\" lub \"II\". Klucz: w I powstaje tylko CuO (BaCl₂ w przesączu); w II powstaje CuO + BaSO₄ (oba w osadzie).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-6.webp","solution_image":null,"topics":"chemia nieorganiczna, sole, wodorotlenki, strącanie, rozpuszczalność, BaSO4, CuO","page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/7","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"7","points":3,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 7.\nW probówkach oznaczonych numerami I-IV umieszczono oddzielnie, w przypadkowej\nkolejności, wodne roztwory soli różnych metali. Do probówek wprowadzono roztwór\nwodorotlenku sodu, w wyniku czego w każdej z nich pojawiła się zawiesina innego\nwodorotlenku:\nCr(OH)3\nCa(OH)2\nCu(OH)2\nAl(OH)3","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **7.1.** Identyfikacja: | Probówka | Wodorotlenek | Uzasadnienie | |---|---|---| | **I** | **Ca(OH)₂** | Biały + HCl → CaCl₂ (rozpuszczalny, klarowny) + H₂SO₄ → **CaSO₄ (słabo rozpuszczalny → zawiesina)** | | **II** | **Al(OH)₃** | Biały + HCl → AlCl₃ (rozpuszczalny, klarowny) + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ (rozpuszczalny, klarowny) | **Dlaczego nie inne?**: - **Cr(OH)₃** = **zielony**, nie biały → odpada dla I i II (oba są białe). - **Cu(OH)₂** = **niebieski**, nie biały → odpada. **Klucz**: różnica między I a II = **siarczan**: - **CaSO₄** = **słabo rozpuszczalny** w wodzie (gips, anhydryt) → strąca zawiesinę. - **Al₂(SO₄)₃** = **rozpuszczalny** → klarowny. **7.2.** **Probówka III**: zawiesina + ogrzewanie w łaźni wodnej → **czarny osad** = **CuO** (czarny). Przed: niebieski **Cu(OH)₂**. **Reakcja 1** (cząsteczkowa, rozkład termiczny): $$\\mathbf{Cu(OH)_2 \\xrightarrow{\\Delta} CuO + H_2O}$$ Bilans: Cu: 1=1, O: 2=1+1=2 ✓, H: 2=2 ✓. **Probówka IV**: zawiesina + NaOH → **zielony roztwór** = **[Cr(OH)₄]⁻** (tetrahydroksochromian(III), zielony). Przed: szarozielony **Cr(OH)₃** (amfoteryczny). **Reakcja 2** (jonowo skrócona, roztwarzanie wodorotlenku amfoterycznego): $$\\mathbf{Cr(OH)_3 + OH^- \\rightarrow [Cr(OH)_4]^-}$$ Bilans: Cr: 1=1, O: 3+1=4 ✓, H: 3+1=4 ✓, ładunek: 0+(-1)=-1 ✓. *Alternatywnie* niektóre podręczniki zapisują z 3 OH⁻: Cr(OH)₃ + 3 OH⁻ → [Cr(OH)₆]³⁻ (heksahydroksochromian(III)). Oba zapisy akceptowane. **Probówka III = Cu(OH)₂** (niebieski → czarny CuO). **Probówka IV = Cr(OH)₃** (szarozielony, amfoteryczny, rozpuszczalny w NaOH).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — wodorotlenki metali\n\nWodorotlenek | Kolor | Typ | Rozpuszczalność w\nCa(OH)₂ | Biały | Zasadowy | HCl: tak (CaCl₂); H₂SO₄: NIE (CaSO₄ słabo rozp.); NaOH: nie\nMg(OH)₂ | Biały | Zasadowy | HCl: tak; H₂SO₄: tak; NaOH: nie\nAl(OH)₃ | Biały | Amfoteryczny | HCl: tak (AlCl₃); H₂SO₄: tak (Al₂(SO₄)₃); NaOH: tak ([Al(OH)₄]⁻)\nCr(OH)₃ | Szaro-zielony | Amfoteryczny | HCl: tak (CrCl₃); H₂SO₄: tak; NaOH: tak ([Cr(OH)₄]⁻ zielony)\nCu(OH)₂ | Niebieski | Zasadowy | HCl: tak (CuCl₂); H₂SO₄: tak; NaOH: nie. Rozkład termiczny → CuO czarny\nFe(OH)₃ | Czerwono-brunatny | Zasadowy | HCl: tak; H₂SO₄: tak; NaOH: nie\nZn(OH)₂ | Biały | Amfoteryczny | Wszystkie ✓\n\nMechanizm: identyfikacja w probówce I (Ca(OH)₂)\n\nStan początkowy: zawiesina biała → Ca(OH)₂ lub Al(OH)₃ (oba białe).\n\nKrok 1: + HCl(aq) → klarowny roztwór.\n- Ca(OH)₂ + 2 HCl → CaCl₂ + 2 H₂O (CaCl₂ rozpuszczalny → klarowny ✓).\n- Al(OH)₃ + 3 HCl → AlCl₃ + 3 H₂O (AlCl₃ rozpuszczalny → klarowny ✓).\n\nOba dają klarowny → nie rozróżniają.\n\nKrok 2: + H₂SO₄(aq) → ZAWIESINA.\n- CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ ↓ (słabo rozpuszczalny → zawiesina) + 2 HCl.\n- AlCl₃ + ... daje Al₂(SO₄)₃ (rozpuszczalny → klarowny).\n\nWynik: zawiesina po H₂SO₄ = CaSO₄ → probówka I to Ca(OH)₂.\n\nMechanizm: identyfikacja w probówce II (Al(OH)₃)\n\nStan początkowy: zawiesina biała → Ca(OH)₂ lub Al(OH)₃.\n\nKrok 1: + HCl → klarowny → AlCl₃ rozpuszczalny (lub CaCl₂).\n\nKrok 2: + H₂SO₄ → klarowny → Al₂(SO₄)₃ rozpuszczalny.\n\nProbówka II = Al(OH)₃ (siarczan rozpuszczalny → klarowny).\n\nMechanizm: rozkład termiczny Cu(OH)₂ (probówka III)\n\nCu(OH)₂ jest niestabilny termicznie:\n\n$$\\text{Cu(OH)}_2 \\xrightarrow{\\Delta, \\text{T} > 80°C} \\text{CuO} + \\text{H}_2\\text{O}$$\n\n- Niebieski Cu(OH)₂ → czarny CuO (charakterystyczna zmiana koloru).\n- W łaźni wodnej (~100°C) reakcja szybko zachodzi.\n- CuO = czarny proszek widoczny w probówce A.\n\nInne wodorotlenki termolabilne:\n- Mg(OH)₂ → MgO + H₂O (T~350°C).\n- Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O (T~500°C).\n- Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + H₂O (T~200°C).\n\nWodorotlenki metali alkalicznych (NaOH, KOH) — stabilne termicznie, nie rozkładają się.\n\nMechanizm: amfoteryczność Cr(OH)₃ (probówka IV)\n\nCr(OH)₃ = klasyczny wodorotlenek amfoteryczny.\n\nW kwasach (zachowuje się jak zasada):\n$$\\text{Cr(OH)}_3 + 3\\,\\text{HCl} \\rightarrow \\text{CrCl}_3 + 3\\,\\text{H}_2\\text{O}$$\n\nW zasadach (zachowuje się jak kwas):\n$$\\text{Cr(OH)}_3 + \\text{NaOH} \\rightarrow \\text{Na[Cr(OH)}_4]$$\n\nJonowo skrócone:\n$$\\text{Cr(OH)}_3 + \\text{OH}^- \\rightarrow [\\text{Cr(OH)}_4]^-$$\n\n[Cr(OH)₄]⁻ = tetrahydroksochromian(III) — kompleks zielony, rozpuszczalny.\n\nAlternatywnie w nadmiarze NaOH może powstać:\n$$\\text{Cr(OH)}_3 + 3\\,\\text{OH}^- \\rightarrow [\\text{Cr(OH)}_6]^{3-}$$\n\n(heksahydroksochromian(III)). Oba zapisy akceptowane przez CKE.\n\nInne wodorotlenki amfoteryczne:\n- Al(OH)₃ + OH⁻ → [Al(OH)₄]⁻ (lub [Al(OH)₆]³⁻).\n- Zn(OH)₂ + 2 OH⁻ → [Zn(OH)₄]²⁻.\n- Pb(OH)₂ + 2 OH⁻ → [Pb(OH)₄]²⁻.\n- Sn(OH)₂ + 2 OH⁻ → [Sn(OH)₄]²⁻.\n\nPunktacja CKE\n\n- 7.1. 1 pkt — obie identyfikacje (Ca(OH)₂ + Al(OH)₃).\n- 7.2. 2 pkt — oba równania (rozkład Cu(OH)₂ + amfoteryczność Cr(OH)₃).\n- Suma: 3 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nWodorotlenki w przemyśle:\n- Ca(OH)₂ = wapno gaszone — produkcja zapraw murarskich, neutralizacja kwaśnych gleb, oczyszczanie wody (usuwanie CO₂, wapnowanie).\n- NaOH (soda kaustyczna) — produkcja mydła, papieru, tworzyw sztucznych.\n- Al(OH)₃ — substancja czynna w leku Almagel (zobojętnia kwaśny żołądek przy zgadze).\n- Mg(OH)₂ — magnesia milk (środek przeczyszczający + przeciw zgadze).\n\nAmfoteryczne związki Cr:\n- Chromit (FeCr₂O₄) — rudy chromu.\n- Stale chromowe (stainless steel) — Cr₂O₃ tworzy ochronną warstwę pasywną.\n- Kwas chromowy (H₂CrO₄, w postaci CrO₃) — silny utleniacz, przemysł galwaniczny (kiedyś, dziś ograniczony jako rakotwórczy).\n- Pigmenty chromowe — żółcienie chromowe (PbCrO₄), zielenie chromowe (Cr₂O₃).\n\nAnaliza jakościowa wodorotlenków — klasyczne ćwiczenie laboratoryjne:\n- Kolor (Cu niebieski, Cr zielony, Fe brunatny, Co różowy, Ni zielony).\n- Rozpuszczalność w kwasach (wszystkie) + zasadach (amfoteryczne).\n- Reakcje termiczne (Cu(OH)₂ → CuO, Fe(OH)₃ → Fe₂O₃).\n\nGips (CaSO₄·2H₂O) — kluczowy materiał:\n- Tynki gipsowe — w budownictwie.\n- Płyty kartonowo-gipsowe (regipsy).\n- Cement — dodatek opóźniający wiązanie.\n- Mediczne usztywnienia — opatrunki gipsowe na złamania.\n- W naturze: gips kryształowy (selenit) w jaskini Naica (Meksyk) — kryształy do 12 metrów!\n\nTypowy błąd: Pułapka 7.1 — niezauważenie nierozpuszczalności CaSO₄. **CaSO₄ jest słabo rozpuszczalny** (Ksp ≈ 4·10⁻⁵, gips!). W stężonym roztworze H₂SO₄ + Ca²⁺ powstaje zawiesina. Pułapka 7.1 — Al(OH)₃ amfoteryczny ale daje **rozpuszczalne** sole (AlCl₃, Al₂(SO₄)₃). Probówka II → klarowny w obu krokach. Pułapka 7.2 — pomylenie czarnego osadu. **CuO = czarny**. Cu(OH)₂ niebieski przed ogrzaniem. Pułapka 7.2 — niewłaściwy chromian. **Cr(OH)₃ + NaOH** daje **[Cr(OH)₄]⁻** (lub [Cr(OH)₆]³⁻) — chromian(III) (Cr stopień utlenienia +3). Chromian(VI) CrO₄²⁻ to żółty, powstaje z innego utleniacza.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-7.webp","solution_image":null,"topics":"identyfikacja wodorotlenków, amfoteryczność, rozkład termiczny, Cu(OH)2, Cr(OH)3, Al(OH)3, Ca(OH)2","page_from":10,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/7.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"7.1","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 7.1. (0-1)\nZawiesiny otrzymane w probówkach I i II posłużyły do przeprowadzenia doświadczenia\nzgodnie ze schematem.\nProbówka I\nBa(OH)2 (aq)\nCuCl2\n(aq)\nProbówka II\nBa(OH)2 (aq)\nCuSO4\n(aq)\n6.\n0-1\nProbówka I\nH2SO4 (aq)\nzawiesina barwy białej\nklarowny roztwór\nzawiesina\nHCl (aq)\nMCHP-R0_100\nUzupełnij tabelę. Spośród wodorotlenków wymienionych w informacji wstępnej\nwybierz te, których zawiesiny znajdowały się na początku doświadczenia\nw probówkach I i II. Napisz wzory tych związków.\nWzór wodorotlenku w probówce I\nWzór wodorotlenku w probówce II","answer":null,"answer_text":"Zadanie 7.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych.\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje […] doświadczenia chemiczne,\nrejestruje ich wyniki w różnej formie,\nformułuje obserwacje, wnioski […].\nVII. Systematyka związków\nnieorganicznych. Zdający:\n8) projektuje […] doświadczenie, którego\nprzebieg pozwoli wykazać charakter\nchemiczny wodorotlenku (zasadowy,\namfoteryczny); wnioskuje o charakterze\nchemicznym wodorotlenku na podstawie\nwyników doświadczenia […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch pól tabeli.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nWzór wodorotlenku w probówce I\nWzór wodorotlenku w probówce II\nCa(OH)2\nAl(OH)3\nUwaga: Za zastosowanie do uzupełnienia tabeli poprawnych nazw wodorotlenków zdający\notrzymuje 1 pkt.","solution":"Identyfikacja: | Probówka | Wodorotlenek | Uzasadnienie | |---|---|---| | **I** | **Ca(OH)₂** | Biały + HCl → CaCl₂ (rozpuszczalny, klarowny) + H₂SO₄ → **CaSO₄ (słabo rozpuszczalny → zawiesina)** | | **II** | **Al(OH)₃** | Biały + HCl → AlCl₃ (rozpuszczalny, klarowny) + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ (rozpuszczalny, klarowny) | **Dlaczego nie inne?**: - **Cr(OH)₃** = **zielony**, nie biały → odpada dla I i II (oba są białe). - **Cu(OH)₂** = **niebieski**, nie biały → odpada. **Klucz**: różnica między I a II = **siarczan**: - **CaSO₄** = **słabo rozpuszczalny** w wodzie (gips, anhydryt) → strąca zawiesinę. - **Al₂(SO₄)₃** = **rozpuszczalny** → klarowny.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-7.1.webp","solution_image":null,"topics":"identyfikacja wodorotlenków, amfoteryczność, rozkład termiczny, Cu(OH)2, Cr(OH)3, Al(OH)3, Ca(OH)2","page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/7.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"7.2","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 7.2. (0-2)\nProbówkę III umieszczono na pewien czas w łaźni wodnej.\nWygląd zawartości tej probówki po ogrzaniu przedstawiono na\nzdjęciu A.\nDo zawiesiny wodorotlenku znajdującego się w probówce IV\ndodano roztwór wodorotlenku sodu - wygląd zawartości tej\nprobówki przedstawiono na zdjęciu B.\nNapisz równania reakcji:\n• w formie cząsteczkowej - termicznego rozkładu wodorotlenku znajdującego się\nw probówce III (reakcja 1.)\n• w formie jonowej skróconej - roztwarzania wodorotlenku znajdującego się\nw probówce IV (reakcja 2.).\nReakcja 1.:\nReakcja 2.:\nA\nB\n7.2.\n0-1-2\n7.1.\n0-1\nProbówka II\nzawiesina barwy białej\nH2SO4 (aq)\nklarowny roztwór\nklarowny roztwór\nHCl (aq)\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 7.2. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych.\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje […] doświadczenia\nchemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej\nformie, formułuje obserwacje, wnioski […].\nVII. Systematyka związków\nnieorganicznych. Zdający:\n3) pisze równania reakcji otrzymywania\ntlenków pierwiastków o liczbach atomowych\nod 1 do 30 ([…] rozkład […] wodorotlenków,\nnp. Cu(OH)2);\n8) projektuje […] doświadczenie, którego\nprzebieg pozwoli wykazać charakter\nchemiczny wodorotlenku (zasadowy,\namfoteryczny); wnioskuje o charakterze\nchemicznym wodorotlenku na podstawie\nwyników doświadczenia; pisze odpowiednie\nrównania reakcji potwierdzające charakter\nchemiczny wodorotlenków (w tym równania\nreakcji otrzymywania hydroksokompleksów).\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne napisanie we właściwej formie dwóch równań reakcji.\n1 pkt - poprawne napisanie we właściwej formie jednego równania reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nReakcja 1.: Cu(OH)2\n(𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎)\n→ CuO + H2O\nReakcja 2.: Cr(OH)3 + OH\n- → [Cr(OH)4]\nUwaga: Dopuszcza się zapis równania reakcji 2. w postaci Cr(OH)3 + 3OH\n- → [Cr(OH)6] 3 -.\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"**Probówka III**: zawiesina + ogrzewanie w łaźni wodnej → **czarny osad** = **CuO** (czarny). Przed: niebieski **Cu(OH)₂**. **Reakcja 1** (cząsteczkowa, rozkład termiczny): $$\\mathbf{Cu(OH)_2 \\xrightarrow{\\Delta} CuO + H_2O}$$ Bilans: Cu: 1=1, O: 2=1+1=2 ✓, H: 2=2 ✓. **Probówka IV**: zawiesina + NaOH → **zielony roztwór** = **[Cr(OH)₄]⁻** (tetrahydroksochromian(III), zielony). Przed: szarozielony **Cr(OH)₃** (amfoteryczny). **Reakcja 2** (jonowo skrócona, roztwarzanie wodorotlenku amfoterycznego): $$\\mathbf{Cr(OH)_3 + OH^- \\rightarrow [Cr(OH)_4]^-}$$ Bilans: Cr: 1=1, O: 3+1=4 ✓, H: 3+1=4 ✓, ładunek: 0+(-1)=-1 ✓. *Alternatywnie* niektóre podręczniki zapisują z 3 OH⁻: Cr(OH)₃ + 3 OH⁻ → [Cr(OH)₆]³⁻ (heksahydroksochromian(III)). Oba zapisy akceptowane. **Probówka III = Cu(OH)₂** (niebieski → czarny CuO). **Probówka IV = Cr(OH)₃** (szarozielony, amfoteryczny, rozpuszczalny w NaOH).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-7.2.webp","solution_image":null,"topics":"identyfikacja wodorotlenków, amfoteryczność, rozkład termiczny, Cu(OH)2, Cr(OH)3, Al(OH)3, Ca(OH)2","page_from":11,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/8","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"8","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 8. (0-2)\nW celu otrzymania kwasu bromowodorowego\nprzeprowadzono doświadczenie z użyciem\nzestawu, który zilustrowano rysunkiem obok.\nDo kolby stożkowej zawierającej 9,5 g\nczystego stałego bromku potasu\nwprowadzono kroplami pewną ilość\nstężonego kwasu siarkowego(VI).\nZaszła reakcja opisana poniższym\nrównaniem.\nKBr + H2SO4 → KHSO4 + HBr\nstężony H2SO4\nwoda destylowana\nKBr (s)\nW wyniku całkowitego pochłonięcia wydzielonego bromowodoru otrzymano w cylindrze 80 cm3\nkwasu bromowodorowego. Z tego roztworu pobrano próbkę 1,0 cm3, którą rozcieńczono wodą.\nDo jej zobojętnienia zużyto 6,9 cm3 roztworu wodorotlenku potasu o pH = 13.\nOblicz, jaka część użytego w doświadczeniu KBr uległa reakcji z H2SO4. Wynik podaj\nw procentach.\nObliczenia:\n8.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 8. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) […] wyjaśnia przebieg procesów\nchemicznych;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nI. Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n7) wykonuje obliczenia, z uwzględnieniem\nwydajności reakcji, dotyczące: liczby moli\noraz mas substratów i produktów […] po\nzmieszaniu substratów w stosunku\nstechiometrycznym i niestechiometrycznym.\nV. Roztwory. Zdający:\n2) wykonuje obliczenia […]\nz zastosowaniem pojęć: stężenie […]\nmolowe […].\nVI. Reakcje w roztworach wodnych.\nZdający:\n3) interpretuje wartości pKw, pH […];\n4) wykonuje obliczenia z zastosowaniem\npojęć: […] pH, iloczyn jonowy wody […].\nZasady oceniania\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi\nw zadaniu a szukaną w zadaniu, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów obliczeniowych\nALBO\n- zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia poprawnych wartości\nliczby moli KBr lub HBr albo poprawnych wartości masy KBr lub HBr w 80 cm3\nroztworu.\n0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.\nPrzykładowe rozwiązania\nSposób 1.\n[OH-] = 10-1 mol ∙ dm-3 = 0,1 mol ∙dm-3\n𝑛KOH = c ∙ V = 0,00069 mol\n𝑛KOH = 𝑛HBr = 0,00069 mol (liczba moli HBr w 1 cm3 roztworu)\n𝑛HBr = 80 ∙ 0,00069 = 0,0552 mol (liczba moli HBr w 80 cm3 roztworu)\n𝑛HBr = 𝑛KBr\n𝑘\n= 0,0552 mol\n𝑚KBr\n𝑘\n= 119 g ∙ mol-1 ∙0,0552 mol = 6,57 g\n%KBr =\n𝑚KBr\n𝑘\n𝑚KBr\n𝑝\n6,57\n9,5 = 0,692 = 69,2 (%)\nSposób 2.\n𝑛KOH = 𝑛HBr = 0,00069 mol (liczba moli HBr w 1 cm3 roztworu)\n𝑛HBr = 80 ∙ 0,00069 = 0,0552 mol (liczba moli HBr w 80 cm3 roztworu)\n𝑛HBr = 𝑛KBr\n𝑘\n= 0,0552 mol\n𝑛KBr\n𝑝\n9,5 g\n119 g ∙ mol-1 = 0,0798 mol\n%KBr =\n𝑛KBr\n𝑘\n𝑛KBr\n𝑝\n0,0552 mol\n0,0798 mol = 0,692 = 69,2 (%)\nUwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.\nZa poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej\npoprawnej metody i poprawnych obliczeń.","solution":"Odpowiedź: **Krok 1**: stężenie KOH z pH. - pH = 13 → pOH = 14 - 13 = 1. - [OH⁻] = 10⁻¹ = **0,1 mol/dm³**. - KOH = silna zasada → [KOH] = [OH⁻] = **0,1 mol/dm³**. **Krok 2**: liczba moli KOH zużytego do zobojętnienia próbki. - V(KOH) = 6,9 cm³ = 6,9·10⁻³ dm³. - n(KOH) = c · V = 0,1 · 6,9·10⁻³ = **6,9·10⁻⁴ mol**. **Krok 3**: liczba moli HBr w próbce 1,0 cm³. - Reakcja zobojętniania: HBr + KOH → KBr + H₂O (stosunek 1:1). - n(HBr) w próbce = n(KOH) = **6,9·10⁻⁴ mol**. **Krok 4**: stężenie HBr w cylindrze. - c(HBr) = n / V_próbki = 6,9·10⁻⁴ / 1,0·10⁻³ = **0,69 mol/dm³**. **Krok 5**: całkowita liczba moli HBr w 80 cm³. - n(HBr) całkowity = c · V_cylindra = 0,69 · 80·10⁻³ = 0,69 · 0,08 = **0,0552 mol**. *(Alternatywnie bez stężenia: w 1 cm³ jest 6,9·10⁻⁴ mol HBr → w 80 cm³ jest 80 · 6,9·10⁻⁴ = 0,0552 mol HBr).* **Krok 6**: liczba moli KBr który zareagował (stosunek 1:1 z HBr). - n(KBr_zareagowało) = n(HBr) = **0,0552 mol**. **Krok 7**: początkowa liczba moli KBr. - M(KBr) = 39 + 80 = 119 g/mol. - n(KBr_początkowe) = m / M = 9,5 / 119 = **0,0798 mol**. **Krok 8**: procent KBr który zareagował. - % = n(KBr_zareagowało) / n(KBr_początkowe) × 100% - % = 0,0552 / 0,0798 × 100% = 69,17% - **% ≈ 69,2%** (z dokładnością do 1 cyfry po przecinku) lub **~69%**. **Odpowiedź**: Około **69,2%** użytego KBr uległo reakcji z H₂SO₄.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — pH i stężenie\n\nWielkość | Wzór | Przykład\npH | -log[H⁺] | pH=7 → [H⁺]=10⁻⁷ mol/dm³\npOH | -log[OH⁻] | pOH=1 → [OH⁻]=10⁻¹ mol/dm³\npH + pOH | = 14 (w 25°C) | Reguła iloczynu jonowego wody Kw=10⁻¹⁴\nSilna zasada | Pełna dysocjacja | KOH → K⁺ + OH⁻ (100%). [KOH] = [OH⁻]\n\nMechanizm: rozwiązanie krok-po-kroku\n\nIdentyfikacja danych:\n- m(KBr) = 9,5 g.\n- V(HBr cylinder) = 80 cm³.\n- V(próbka) = 1,0 cm³.\n- V(KOH użyte) = 6,9 cm³.\n- pH(KOH) = 13.\n\nKrok 1 — stężenie KOH z pH:\npH = 13 → pOH = 1 → [OH⁻] = 0,1 mol/dm³ → [KOH] = 0,1 mol/dm³.\n\nKrok 2 — moli KOH użytego:\nn(KOH) = 0,1 mol/dm³ · 6,9·10⁻³ dm³ = 6,9·10⁻⁴ mol.\n\nKrok 3 — moli HBr w próbce (stosunek 1:1 w zobojętnianiu):\nn(HBr w 1 cm³) = 6,9·10⁻⁴ mol.\n\nKrok 4 — moli HBr w całym cylindrze (80 cm³):\nn(HBr całkowity) = 6,9·10⁻⁴ · 80 = 0,0552 mol.\n\nKrok 5 — moli KBr który zareagował (stosunek 1:1 z HBr w reakcji KBr+H₂SO₄):\nn(KBr zareagowało) = 0,0552 mol.\n\nKrok 6 — początkowa moli KBr:\nM(KBr) = 39 + 80 = 119 g/mol.\nn(KBr początk.) = 9,5 / 119 = 0,0798 mol.\n\nKrok 7 — procent który zareagował:\n% = 0,0552 / 0,0798 × 100% = 69,17% ≈ 69,2%.\n\nKlucz pojęciowy — miareczkowanie kwasowo-zasadowe\n\nPunkt równoważnikowy (PR): liczba moli kwasu = liczba moli zasady (przy stosunku 1:1 H⁺/OH⁻).\n\nDla HBr + KOH (oba mocne, stosunek 1:1):\n- Reakcja: HBr + KOH → KBr + H₂O.\n- Punkt równoważnikowy: n(HBr) = n(KOH).\n- W roztworze po PR: KBr (sól mocnego kwasu + mocnej zasady) → pH = 7.\n\nWskaźniki:\n- Fenoloftaleina (zmiana barwy 8,2-10,0) — często używana.\n- Oranż metylowy (3,1-4,4) — dla miareczkowania słabej zasady mocnym kwasem.\n- Czerwień metylowa, błękit bromotymolowy itp.\n\nW zadaniu nie potrzeba wskaźnika — pH₅ podane bezpośrednio.\n\nSprawdzenie wyników\n\nSprawdzenie:\n- KBr początkowe: 9,5 g / 119 g/mol = 0,0798 mol ✓.\n- HBr powstały: 0,0552 mol → masa: 0,0552 · 81 = 4,47 g HBr.\n- 69,2% z 9,5 g KBr = 6,57 g zareagowało → moli = 6,57 / 119 = 0,0552 ✓.\n\nObliczenia spójne.\n\nPunktacja CKE\n\n- 8. 2 pkt — kompletne obliczenia + wynik 69,2% (lub ±0,5%).\n- 1 pkt za poprawną metodę z błędem rachunkowym.\n\nPo co to umieć\n\nMiareczkowanie kwasowo-zasadowe — klasyczna technika analityczna:\n- Standaryzacja roztworów (NaOH miareczkowane wzorcem ftalanu potasu).\n- Określanie kwasowości wina, octu, soków.\n- Kontrola jakości żywności (kwas mlekowy w jogurcie, kwas cytrynowy w napojach).\n- Pomiar mocnokwasów żołądkowych (badania kliniczne).\n\nOtrzymywanie HBr — chemia laboratoryjna:\n- Metoda z zadania (KBr + H₂SO₄) ma problem: stężony H₂SO₄ utlenia część HBr do Br₂! Stąd niskie wydajności (~70% w zadaniu).\n- Lepsza metoda: NaBr + H₃PO₄ (kwas fosforowy(V) — nie utleniacz).\n- Najlepsza: HBr generowany z H₂ + Br₂ w katalitycznym reaktorze.\n\nHBr w chemii:\n- Mocniejszy niż HCl (Ka większa) — większy promień Br vs Cl + słabsze wiązanie.\n- Używany w syntezie organicznej (dodawanie do alkenów: HBr + CH₂=CH₂ → CH₃CH₂Br).\n- Kwas bromowodorowy = klasyczny mocny kwas.\n\nBromki w przemyśle:\n- NaBr = sól bromu, używana w fotografii (już rzadko).\n- AgBr = ważne dla emulsji fotograficznych (kiedyś), dziś w jaspisowych soczewkach.\n- CH₃Br = bromek metylu, do niedawna fumigant rolny (zakazany - niszczy ozonosferę).\n- HBr = kwas używany w produkcji bromków alkilowych (od HBr).\n\nTypowy błąd: Pułapka — przeliczanie pH na stężenie. **pH = 13 → [H⁺] = 10⁻¹³**. **pOH = 1 → [OH⁻] = 10⁻¹ = 0,1 mol/dm³**. Dla KOH (silnej zasady, dysocjacja 100%): [KOH] = [OH⁻] = 0,1. Pułapka — pominięcie kroku z całym cylindrem. Próbka 1 cm³ z 80 cm³ → trzeba pomnożyć przez 80, by dostać moli HBr **w całości**. Pułapka — M(KBr) ≠ 80 g/mol. M(K) = 39, M(Br) = 80, M(KBr) = **119** g/mol.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-8.webp","solution_image":null,"topics":"stechiometria, miareczkowanie, pH, kwas bromowodorowy, KBr, H2SO4","page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/9","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"9","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 9. (0-2)\nPod wyciągiem przeprowadzono dwa doświadczenia, których celem było zbadanie przebiegu\nreakcji metali z kwasami. Użyto poniższych odczynników:\ncynk\nsrebro\nkwas solny\nkwas azotowy(V)\nKażdy z reagentów został użyty tylko raz. Przebieg doświadczeń przedstawiono na\nponiższych zdjęciach.\nDoświadczenie 1.\nDoświadczenie 2.\nNapisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas\ndoświadczeń 1. i 2.\nDoświadczenie 1.:\nDoświadczenie 2.:\n9.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 9. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych;\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […];\n6) stosuje poprawną terminologię.\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje […] doświadczenia\nchemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej\nformie, formułuje obserwacje, wnioski oraz\nwyjaśnienia.\nVII. Systematyka związków nieorganicznych.\nZdający:\n9) opisuje typowe właściwości chemiczne\nkwasów, w tym zachowanie wobec metali\n[…]; projektuje […] odpowiednie\ndoświadczenia; pisze odpowiednie równania\nreakcji.\nX. Metale, niemetale i ich związki. Zdający:\n5) pisze równania reakcji ilustrujące typowe\nwłaściwości chemiczne metali wobec […]\nkwasów nieutleniających ([…] Zn […]),\nprzewiduje i opisuje przebieg reakcji […]\nstężonego kwasu azotowego(V) z […] Ag.\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne napisanie w formie jonowej skróconej dwóch równań reakcji.\n1 pkt - poprawne napisanie w formie jonowej skróconej jednego równania reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nDoświadczenie 1.:\nAg + NO3\n- + 2H+ → Ag+ + NO2 + H2O ALBO Ag + NO3\n- + 2H3O+→ Ag+ + NO2 + 3H2O\nDoświadczenie 2.:\nZn + 2H+ → Zn2+ + H2 ALBO Zn + 2H3O+ → Zn2+ + H2 + 2H2O\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Odpowiedź: **Identyfikacja**: **Reguła**: srebro NIE reaguje z HCl (Ag jest poniżej H w szeregu napięciowym → nie wypiera H₂). Reaguje tylko z HNO₃ (utleniacz). Cynk reaguje z HCl (wypiera H₂). - **Doświadczenie 1** = **Ag + HNO₃ stęż.** → brunatny gaz NO₂. - **Doświadczenie 2** = **Zn + HCl** → bezbarwny gaz H₂. **Doświadczenie 1** — forma jonowa skrócona: $$\\mathbf{Ag + 2\\,H^+ + NO_3^- \\rightarrow Ag^+ + NO_2\\uparrow + H_2O}$$ **Analiza redoks**: - Ag (0) → Ag⁺ + e⁻ (utlenianie, oddaje 1 e). - NO₃⁻ + 2 H⁺ + e⁻ → NO₂ + H₂O (redukcja, N⁺⁵ → N⁺⁴). - Bilans e: 1 = 1 ✓. Bilans atomów: Ag: 1=1; H: 2=2; N: 1=1; O: 3=2+1=3 ✓. Ładunek: 0+2-1 = +1 = +1+0+0 ✓. **Doświadczenie 2** — forma jonowa skrócona: $$\\mathbf{Zn + 2\\,H^+ \\rightarrow Zn^{2+} + H_2\\uparrow}$$ **Analiza redoks**: - Zn (0) → Zn²⁺ + 2 e⁻ (utlenianie, oddaje 2 e). - 2 H⁺ + 2 e⁻ → H₂ (redukcja). - Bilans e: 2 = 2 ✓. Bilans atomów: Zn: 1=1; H: 2=2 ✓. Ładunek: 0+2 = +2 = +2+0 ✓.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — szereg napięciowy metali\n\nMetale uporządkowane wg standardowych potencjałów redoks (od najbardziej do najmniej aktywnych):\n\nK > Ca > Na > Mg > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Cd > Co > Ni > Sn > Pb >> [H] >> Cu > Hg > Ag > Pt > Au\n\nReguła: metal z góry szeregu (przed H) wypiera metale z dołu + wodór z kwasów.\n\n- Cynk (Zn) — przed H → wypiera H₂ z HCl, H₂SO₄ rozc., itp.\n- Srebro (Ag) — po H → nie wypiera H₂ z HCl. Reaguje tylko z kwasami utleniającymi (HNO₃, H₂SO₄ stęż.).\n\nKlucz pojęciowy — kwasy nieutleniające vs utleniające\n\nTyp | Mechanizm | Produkt z metalami | Przykłady\nNieutleniający (rozcieńczone) | H⁺ utlenia metal | H₂↑ + sól metalu | HCl, HBr, HI, H₂SO₄ rozc.\nUtleniający (mocny lub stężony) | Anion utlenia metal (nie H⁺) | NO₂, NO, SO₂, H₂O (nie H₂) | HNO₃, H₂SO₄ stęż.\n\nKlucz: HCl + Zn → H₂. HNO₃ + Zn → NO/NO₂, nigdy H₂ (bo NO₃⁻ jest silniejszym utleniaczem niż H⁺).\n\nMechanizm: Ag + HNO₃ stęż. (dośw. 1)\n\nSrebro = metal szlachetny (po H w szeregu). NIE reaguje z HCl, H₂SO₄ rozc., octem, kwasami organicznymi.\n\nReaguje z HNO₃ — silnym utleniaczem (NO₃⁻ utlenia, nie H⁺). Reakcja:\n\nZe stężonym HNO₃: Ag + 2 HNO₃(stęż.) → AgNO₃ + NO₂↑ + H₂O.\n\nProdukt: NO₂ = brunatny gaz (zdjęcie 1).\n\nZ rozcieńczonym HNO₃: 3 Ag + 4 HNO₃(rozc.) → 3 AgNO₃ + NO↑ + 2 H₂O.\n\nProdukt: NO = bezbarwny (na powietrzu szybko → brunatny NO₂).\n\nTu — z brunatnego gazu wewnątrz probówki → stężony HNO₃.\n\nForma jonowa skrócona: Ag + 2 H⁺ + NO₃⁻ → Ag⁺ + NO₂ + H₂O.\n\nMechanizm: Zn + HCl (dośw. 2)\n\nCynk = metal aktywny (przed H). Reaguje z każdym kwasem nieutleniającym, wypierając H₂.\n\nZn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂↑\n\nProdukt: H₂ = bezbarwny gaz (bańki na zdjęciu 2).\n\nForma jonowa skrócona: Zn + 2 H⁺ → Zn²⁺ + H₂. (Cl⁻ to \"widz\" — nie zmienia).\n\nDlaczego Ag nie reaguje z HCl?\n\nReakcja teoretyczna: 2 Ag + 2 HCl → 2 AgCl + H₂?\n\nNIE zachodzi w warunkach normalnych, ponieważ:\n1. Potencjał redoks Ag/Ag⁺ = +0,80 V &gt; 0 V (H⁺/H₂).\n2. Ag NIE wyparta H z roztworu (Ag nie utleni się przez H⁺).\n3. Termodynamicznie nieopłacalna.\n\nCo więcej: nawet gdyby zaszła, AgCl jest nierozpuszczalny (biały osad) → reakcja jest podwójnie blokowana termodynamicznie.\n\nDlatego Ag \"rozumie\" tylko HNO₃ lub H₂SO₄ stęż. (utleniacze).\n\nJak rozpoznać NO vs NO₂?\n\nCecha | NO | NO₂\nKolor | Bezbarwny | Brunatny / brązowy\nStan | Gaz | Gaz\nStabilność | Niestabilny na powietrzu | Stabilny\nReakcja z O₂ | 2 NO + O₂ → 2 NO₂ (szybko) | Reaguje wolniej\nPowstaje z | HNO₃ rozcieńczonego | HNO₃ stężonego\n\nPamięć: stężony HNO₃ + metal → NO₂ (brunatny). Rozcieńczony → NO (bezbarwny).\n\nPunktacja CKE\n\n- 9. 2 pkt — oba równania poprawne (po 1 pkt za każde).\n\nPo co to umieć\n\nSzereg napięciowy = klucz elektrochemii:\n- Ogniwa galwaniczne — różnica potencjałów → SEM.\n- Korozja metali — żelazo (przed H) koroduje w wilgotnym powietrzu z CO₂.\n- Galwanizacja — pokrywanie metalu mniej szlachetnym ochronnym (Zn na Fe = \"ocynkowanie\").\n- Ekstrakcja metali — Fe wypiera Cu z CuSO₄ (klasyczna reakcja kuchenna).\n\nKwasy utleniające:\n- HNO₃ — atak na \"szlachetne\" metale (Cu, Ag).\n- H₂SO₄ stężony — atak na Cu (Cu + 2 H₂SO₄ stęż. → CuSO₄ + SO₂ + 2 H₂O).\n- Aqua regia (HNO₃ + 3 HCl) — rozpuszcza nawet złoto (Au + HCl → [AuCl₄]⁻ + NO).\n\nBrunatne dymy nad miastami — NO₂ z spalin samochodowych. Mechanizm:\n- N₂ + O₂ (wysokie T w silniku) → 2 NO.\n- 2 NO + O₂ → 2 NO₂ (na powietrzu).\n- NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂ (kwaśny deszcz).\n\nReakcje analityczne:\n- Testy na Ag⁺: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl ↓ (biały, ciemnieje na świetle).\n- Testy na Zn²⁺: Zn²⁺ + 2 OH⁻ → Zn(OH)₂ ↓ (biały), amfoteryczny.\n\nHistoryczna chemia: Dżinn (alchemia) używał wieleukładów: HNO₃ (\"aqua fortis\") atakuje wszystkie metale poza złotem; aqua regia (HCl+HNO₃) atakuje też złoto. \"Acid that even attacks gold\" — tabu alchemików.\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie srebra z cynkiem. **Ag nie reaguje z HCl** (jest poniżej H w szeregu). Tylko z **HNO₃** (silny utleniacz, działa nie tylko przez H⁺ ale przez NO₃⁻ jako utleniacz). Pułapka — brunatny gaz. **NO₂** = brunatny gaz. Powstaje z HNO₃ **stężonego**. Z HNO₃ rozcieńczonego powstaje NO (bezbarwny, który na powietrzu → NO₂ brunatny). Tu zdjęcie pokazuje **wewnątrz** probówki brunatny → bezpośredni produkt = NO₂ → stężony HNO₃. Pułapka — H⁺ w równaniu jonowym. **Nie pisz całego HNO₃** — w roztworze jest jako H⁺ + NO₃⁻. Forma jonowa skrócona = tylko jony aktywne + cząsteczki obojętne.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-9.webp","solution_image":null,"topics":"reakcje metali z kwasami, szereg napięciowy, HNO3, HCl, redoks, cynk, srebro","page_from":13,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/10","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"10","points":5,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.\nW zamkniętym reaktorze zachodzi reakcja opisana równaniem:\nX2 (g) + 2Y2 (g) → 2XY2 (g)\nZależność szybkości tej reakcji od stężenia opisuje poniższe równanie kinetyczne.\n𝑣 = 𝑘∙𝑐X2\n𝒂∙𝑐Y2\n𝒃\nAby wyznaczyć wykładniki 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, przeprowadzono serię pomiarów:\nw temperaturze 𝑇 mierzono zależność szybkości reakcji od stężenia jednego z substratów\nprzy stałym stężeniu drugiego. Na podstawie wyników pomiarów sporządzono poniższe\nwykresy zależności szybkości reakcji od:\n• stężenia substratu X2 przy stałym stężeniu 𝑐Y2 = 1 mol ∙ dm-3 (linia czerwona)\n• stężenia substratu Y2 przy stałym stężeniu 𝑐X2 = 1 mol ∙ dm-3 (linia zielona).","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **10.1.** - 1. Zmniejszenie V w izotermii → wzrost stężeń → wzrost v. **P**. - 2. Wzrost T w izobarii → wzrost stałej k (równanie Arrheniusa) → wzrost v. Stwierdzenie \"spadek\" = **F**. **10.2.** Wyznaczenie **a** i **b** z wykresów: **Wykres czerwony** (v vs c_X₂ przy c_Y₂=1): - c_X₂=1 → v=1. - c_X₂=2 → v=2. - **Liniowa** (proporcjonalność) → v ∝ c_X₂¹ → **a = 1**. **Wykres zielony** (v vs c_Y₂ przy c_X₂=1): - c_Y₂=1 → v=1. - c_Y₂=2 → v=4 (4× wzrost). - **Parabola** (v ∝ c²) → 2² = 4 ✓ → **b = 2**. **Równanie kinetyczne**: $$v = k \\cdot c_{X_2} \\cdot c_{Y_2}^2$$ **Stała szybkości k**: z punktu c_X₂=1, c_Y₂=1, v=1: - 1 = k · 1 · 1² → **k = 1**. - **Jednostka**: v [mol·dm⁻³·s⁻¹] = k · [mol·dm⁻³] · [mol²·dm⁻⁶] → k = mol⁻²·dm⁶·s⁻¹. - **k = 1 mol⁻²·dm⁶·s⁻¹**. **Obliczenie szybkości przy 9,0 mol gazów**: **Krok 1**: stechiometria startowa. - Reakcja: X₂ + 2 Y₂ → 2 XY₂. Stosunek X₂ : Y₂ = 1 : 2. - 12 mol gazów łącznie, stosunek 1:2 → n(X₂) = 12/3 = **4 mol**, n(Y₂) = 12·2/3 = **8 mol**. **Krok 2**: stężenia początkowe (V = 4 dm³): - c(X₂)₀ = 4/4 = 1 mol/dm³. - c(Y₂)₀ = 8/4 = 2 mol/dm³. **Krok 3**: ile X₂ przereagowało (ξ), gdy łączne 9,0 mol? - Po reakcji: n(X₂) = 4-ξ; n(Y₂) = 8-2ξ; n(XY₂) = 2ξ. - Suma: (4-ξ) + (8-2ξ) + 2ξ = **12 - ξ**. - 12 - ξ = 9 → **ξ = 3 mol**. **Krok 4**: stężenia w tej chwili: - n(X₂) = 4-3 = 1 mol → c(X₂) = 1/4 = **0,25 mol/dm³**. - n(Y₂) = 8-6 = 2 mol → c(Y₂) = 2/4 = **0,5 mol/dm³**. **Krok 5**: szybkość v: - v = k · c(X₂) · c(Y₂)² = 1 · 0,25 · 0,5² = 1 · 0,25 · 0,25 = **0,0625 mol·dm⁻³·s⁻¹**. **Odpowiedź**: **v ≈ 0,063 mol·dm⁻³·s⁻¹** (lub 6,25·10⁻² mol·dm⁻³·s⁻¹).\n\nStrony arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — kinetyka chemiczna\n\nPojęcie | Wzór | Opis\nSzybkość reakcji | v = -dc(substrat)/dt = +dc(produkt)/dt | [mol/(dm³·s)]\nRównanie kinetyczne | v = k · c_A^a · c_B^b | k = stała szybkości\nRząd reakcji | n = a + b | Sumaryczny rząd reakcji\nStała k | k = A · exp(-E_a/RT) | Równanie Arrheniusa\nReguła van't Hoffa | Co 10°C wzrostu T → v rośnie 2-4× | Przybliżenie\n\nKlucz pojęciowy — wpływ czynników\n\nCzynniki wpływające na szybkość:\n- Stężenia substratów (więcej c → więcej zderzeń → wyższe v).\n- Temperatura (wyższe T → więcej cząsteczek ma E ≥ E_a → wyższe k → wyższe v).\n- Powierzchnia (rozdrobnienie substratów stałych).\n- Katalizator (zmniejsza E_a → wyższe k).\n- Ciśnienie (dla gazów = równoważne stężeniu).\n\nMechanizm: 10.1 (P/F)\n\nStwierdzenie 1: zmniejszenie V w izotermii → wzrost v.\n\nW izotermii T = const → k = const.\n\nLiczba moli substratów = const, ale V maleje → c = n/V rośnie.\n\nv = k · c_X₂ · c_Y₂² rośnie z c → v rośnie. P ✓\n\nStwierdzenie 2: wzrost T w izobarii → spadek v.\n\nW izobarii p = const. Z PV = nRT → V = nRT/p. T rośnie → V rośnie → c spada.\n\nALE k = A·exp(-E_a/RT) → T rośnie → -E_a/RT mniej ujemne → exp większy → k rośnie (wykładniczo).\n\nWpływ k zwykle dominuje nad spadkiem c (k rośnie wykładniczo, c liniowo). → v rośnie.\n\nStwierdzenie \"v spada\" = F ✗.\n\nMechanizm: wyznaczanie a, b z wykresów (10.2)\n\nWykres czerwony (c_X₂, c_Y₂ = 1 stała):\n- v ∝ c_X₂^a · 1^b = c_X₂^a.\n- Liniowa → v ~ c → a = 1.\n\nWykres zielony (c_Y₂, c_X₂ = 1 stała):\n- v ∝ 1^a · c_Y₂^b = c_Y₂^b.\n- Parabola → v ~ c² → b = 2.\n\nWeryfikacja: c_Y₂ = 2 → v powinno być 2² = 4 razy większe niż przy c_Y₂ = 1. Z wykresu: v(1) ≈ 1, v(2) ≈ 4 ✓.\n\nSumaryczny rząd reakcji: a + b = 1 + 2 = 3.\n\nMechanizm: obliczanie k\n\nPunkt odniesienia: c_X₂ = 1, c_Y₂ = 1 (przecięcie linii):\n- v = 1 mol/(dm³·s).\n- v = k · 1 · 1² = k.\n- k = 1.\n\nJednostka k:\n- v [mol·dm⁻³·s⁻¹] = k · [mol·dm⁻³] · [mol·dm⁻³]² = k · mol³·dm⁻⁹.\n- k = mol·dm⁻³·s⁻¹ / mol³·dm⁻⁹ = mol⁻²·dm⁶·s⁻¹.\n\nk = 1 mol⁻²·dm⁶·s⁻¹.\n\nMechanizm: szybkość przy 9,0 mol (10.2 obliczenia)\n\nStechiometria startowa: X₂ + 2 Y₂ → 2 XY₂. Stosunek X₂ : Y₂ = 1 : 2.\n- Mieszanina stechiometryczna 12 mol = 4 mol X₂ + 8 mol Y₂.\n\nStężenia początkowe (V = 4 dm³):\n- c(X₂)₀ = 4/4 = 1 mol/dm³.\n- c(Y₂)₀ = 8/4 = 2 mol/dm³.\n\nBilans po reakcji (przereagowało ξ mol X₂):\n- X₂: 4 - ξ.\n- Y₂: 8 - 2ξ.\n- XY₂: 0 + 2ξ.\n- Suma: (4-ξ) + (8-2ξ) + 2ξ = 12 - ξ.\n\nWarunek: suma = 9 → 12 - ξ = 9 → ξ = 3 mol X₂ przereagowało.\n\nStężenia w tej chwili:\n- n(X₂) = 4-3 = 1 mol → c(X₂) = 1/4 = 0,25 mol/dm³.\n- n(Y₂) = 8-6 = 2 mol → c(Y₂) = 2/4 = 0,5 mol/dm³.\n\nSzybkość:\n- v = 1 · 0,25 · 0,5² = 1 · 0,25 · 0,25 = 0,0625 mol/(dm³·s).\n\nWniosek: po ξ=3 mol reakcji szybkość spadła z 1,0 (start) do ~0,06 mol/(dm³·s) = 16-krotnie wolniej (zubożenie substratów).\n\nPunktacja CKE\n\n- 10.1. 1 pkt — oba P/F.\n- 10.2. 4 pkt:\n- 1 pkt: a=1, b=2.\n- 1 pkt: k = 1 mol⁻²·dm⁶·s⁻¹.\n- 1 pkt: stężenia c(X₂)=0,25, c(Y₂)=0,5.\n- 1 pkt: v = 0,0625 mol/(dm³·s).\n- Suma: 5 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nKinetyka chemiczna = klucz do przemysłu chemicznego:\n- Reaktory chemiczne projektuje się na podstawie równań kinetycznych.\n- Optymalizacja warunków (T, p, c) → maksymalne wydajności + minimalne koszty.\n- Katalizatory (Haber-Bosch dla NH₃, kontaktowy dla H₂SO₄) — zmieniają k bez zmiany Δ G.\n\nRównanie Arrheniusa (1889):\n- k = A · exp(-E_a/RT).\n- A = czynnik częstości (zderzeń).\n- E_a = energia aktywacji (kJ/mol).\n- Reguła \"10°C dwukrotne v\" = przybliżenie dla typowych E_a ~50-100 kJ/mol.\n\nZastosowania praktyczne:\n- Konserwacja żywności: niska T → niska v reakcji rozkładu (lodówki).\n- Chłodnice w samochodach: utrzymanie T silnika.\n- Reakcje atmosferyczne: ozon (O₃), gazy cieplarniane.\n\nRzędy reakcji w przykładach:\n- 0-tego rzędu: v = const, niezależne od c (np. fotoliza).\n- 1-szego rzędu: v = k·c (rozpad radioaktywny, T₁/₂ stałe).\n- 2-go rzędu: v = k·c² lub v = k·c_A·c_B (zderzenia dwucząsteczkowe).\n\nReaktory katalityczne w przemyśle:\n- Syntez NH₃ (Haber-Bosch): N₂ + 3H₂ → 2NH₃, katalizator Fe + promotory. 450°C, 200 atm. Bez katalizatora: wymagałoby &gt;1000°C → nieekonomiczne.\n- Cracking ropy w rafinerii.\n- Kataliza enzymatyczna w biologii (enzymy = biologiczne katalizatory).\n\nTypowy błąd: Pułapka 10.1.2 — wpływ T w izobarii. W izobarii (p=const) wzrost T → wzrost V → spadek stężenia. ALE k rośnie z T (Arrhenius, ~2× co 10°C). Wzrost k **dominuje** nad spadkiem c → v rośnie. Stwierdzenie \"spadek\" = F. Pułapka 10.2 — wyznaczanie a, b. Klucz: **rząd reakcji**. Liniowa zależność v od c → rząd 1. Kwadratowa → rząd 2. Sześcienna → rząd 3. Pułapka 10.2 — jednostka k. Dla v = k·c^n, k ma jednostkę [mol/(dm³·s)] / [mol/dm³]ⁿ = mol^(1-n)·dm^(3n-3)·s⁻¹. Tu n = a+b = 3 → k = mol⁻²·dm⁶·s⁻¹. Pułapka 10.2 — stechiometria. **1 X₂ : 2 Y₂** (z równania). Mieszanina stechiometryczna 12 mol → X₂ = 4, Y₂ = 8 (nie 6:6).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-10.webp","solution_image":null,"topics":"kinetyka chemiczna, równanie kinetyczne, rząd reakcji, stała szybkości, stechiometria","page_from":14,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/10.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"10.1","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.1. (0-1)\nOceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F - jeśli jest\nfałszywe.\n1.\nZmniejszenie objętości reaktora w warunkach izotermicznych, przy\nniezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje\nwzrostem szybkości opisanej reakcji.\nP\nF\n2.\nWzrost temperatury w reaktorze w warunkach izobarycznych, przy\nniezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje\nspadkiem szybkości opisanej reakcji.\nP\nF\n0,00\n0,40\n0,80\n1,20\n1,60\n2,00\n2,40\n2,80\n3,20\n3,60\n4,00\n4,40\n4,80\n5,20\n0,00\n0,20\n0,40\n0,60\n0,80\n1,00\n1,20\n1,40\n1,60\n1,80\n2,00\n2,20\n𝒄𝐘𝟐\n10.1.\n0-1\n𝒄𝐗𝟐\nStężenie molowe, mol ∙ dm-3\nSzybkość reakcji, mol ∙ dm-3 ∙ s-1\nMCHP-R0_100","answer":"F","answer_text":"Zadanie 10.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nIV. Kinetyka i statyka chemiczna.\nEnergetyka reakcji chemicznych. Zdający:\n2) przewiduje wpływ: stężenia (ciśnienia)\nsubstratów […] i temperatury na szybkość\nreakcji […];\n6) wykazuje się znajomością i rozumieniem\npojęć: stan równowagi dynamicznej i stała\nrównowagi […];\n8) […] stosuje regułę Le Chateliera-Brauna\n(regułę przekory) do jakościowego\nokreślenia wpływu zmian temperatury […]\ni ciśnienia na układ pozostający w stanie\nrównowagi dynamicznej.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawna ocena dwóch zdań.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\n1.\nZmniejszenie objętości reaktora w warunkach izotermicznych, przy\nniezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje\nwzrostem szybkości opisanej reakcji.\nP\n2.\nWzrost temperatury w reaktorze w warunkach izobarycznych, przy\nniezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje\nspadkiem szybkości opisanej reakcji.\nF","solution":"- 1. Zmniejszenie V w izotermii → wzrost stężeń → wzrost v. **P**. - 2. Wzrost T w izobarii → wzrost stałej k (równanie Arrheniusa) → wzrost v. Stwierdzenie \"spadek\" = **F**.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-10.1.webp","solution_image":null,"topics":"kinetyka chemiczna, równanie kinetyczne, rząd reakcji, stała szybkości, stechiometria","page_from":14,"source":"ocr","answer_source":"maturazai","answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/10.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"10.2","points":4,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.2. (0-4)\nW reaktorze o pojemności 4,0 dm3 umieszczono stechiometryczną mieszaninę, zawierającą\nłącznie 12,0 mol gazów X2 i Y2, i zainicjowano reakcję syntezy gazu XY2. W układzie\nutrzymywano temperaturę 𝑇.\nNa podstawie analizy wykresów ustal i napisz wartości wykładników 𝒂 i 𝒃. Następnie\noblicz wartość stałej szybkości reakcji 𝒌 oraz oblicz szybkość tej reakcji\nw temperaturze 𝑻 w chwili, gdy w reaktorze znajdowało się łącznie 9,0 mol wszystkich\ngazów.\nRównanie kinetyczne:\n𝑣 = 𝑘∙𝑐X2 ∙ 𝑐Y2\nObliczenia:\n10.2.\n0-1-2-\n3-4\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 10.2. (0-4)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje z różnorodnych\nźródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […];\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nIV. Kinetyka i statyka chemiczna.\nEnergetyka reakcji chemicznych. Zdający:\n2) przewiduje wpływ: stężenia (ciśnienia)\nsubstratów […] na szybkość reakcji […];\n3) […] na podstawie danych\ndoświadczalnych ilustrujących związek\nmiędzy stężeniem substratu a szybkością\nreakcji określa rząd reakcji i pisze\nrównanie kinetyczne.\nZasady oceniania\n4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym oraz poprawne: ustalenie i napisanie\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘,\nwyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych\nw zadaniu, obliczenie szybkości reakcji w temperaturze 𝑇, napisanie wyniku\nz poprawną jednostką.\n3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘,\nwyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych\nw zadaniu, obliczenie szybkości reakcji w temperaturze 𝑇, ale:\n• popełnienie błędów rachunkowych\nLUB\n• napisanie błędnej jednostki dla stałej szybkości reakcji 𝑘\nLUB\n• napisanie wyniku końcowego z błędną jednostką albo bez jednostki\nALBO\n3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, poprawne obliczenie wartości stałej\nszybkości reakcji 𝑘, poprawne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń\nreagentów w warunkach określonych w zadaniu, ale:\n• błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia\nwielkości.\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘,\nwyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych\nw zadaniu, ale:\n• popełnienie błędów rachunkowych lub napisanie błędnej jednostki dla stałej szybkości\nreakcji 𝑘\n• błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia\nwielkości\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, poprawne obliczenie wartości stałej\nszybkości reakcji 𝑘, ale:\n• błędne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężenia reagentów albo brak\nwyznaczenia wielkości\n• błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia\nwielkości\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, poprawne wyznaczenie liczby moli reagentów\nlub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, ale:\n• błędne obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘 albo brak obliczenia wielkości 2\n• błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia\nwielkości.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘\nale:\n• popełnienie błędów rachunkowych lub napisanie błędnej jednostki dla stałej szybkości\nreakcji 𝑘\n• błędne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach\nokreślonych w zadaniu albo brak wyznaczenia wielkości\n• błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia\nwielkości\nALBO\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, wyznaczenie liczby moli reagentów lub\nstężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, ale:\n• popełnienie błędów rachunkowych\n• błędne obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘 albo brak obliczenia wielkości 2\n• błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia\nwielkości\nALBO\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami\ndanymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne wyznaczenie liczby moli\nreagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu oraz błędne\nwyznaczenie albo brak wyznaczenia: wartości 𝑎 lub 𝑏 w równaniu kinetycznym,\nwartości stałej szybkości reakcji 𝑘 oraz szybkości reakcji w temperaturze 𝑇.\n0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.\nPrzykładowe rozwiązanie\nRównanie kinetyczne:\n𝒗 = 𝒌∙𝒄𝐗𝟐∙𝒄𝐘𝟐\n𝟐 ALBO 𝒗 = 𝒌∙𝒄𝐗𝟐\n𝟏∙𝒄𝐘𝟐\n𝟐\n1 = 𝑘∙1 ∙12 ⟹ k = 1 (𝐦𝐨𝐥-𝟐∙𝐝𝐦𝟔∙𝐬-𝟏)\nPoczątkowe liczby moli reagentów: 𝑛X2 + 𝑛Y2 = 12 mol\n𝑛X2 : 𝑛Y2 = 1 : 2\n⟹ 𝑛X2 = 4 mol; 𝑛Y2 = 8 mol\nLiczba moli\npoczątkowa\nzmiana\nkońcowa\nX2\n4\n- 𝑥\n4 - 𝑥 = 1\nY2\n8\n-2𝑥\n8 - 2𝑥 = 2\nXY2\n0\n+2𝑥\n2𝑥\nŁączna liczba moli po reakcji: 4 - 𝑥 + 8 - 2 𝑥 + 2 𝑥 = 9\n⟹ 𝑥 = 3 mol\n[X2] = 1 mol : 4 dm3 =\n1\n4 mol ∙dm-3\n[Y2] = 2 mol : 4 dm3 =\n1\n2 mol ∙dm-3\n𝑣 = 𝑘[X2]1 ∙[Y2]2 = 1 ∙ (\n1\n4)1 ∙ (\n1\n2)2 = 0,0625\n𝑣= 𝟔, 𝟐𝟓∙𝟏𝟎-𝟐 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦-𝟑∙𝐬-𝟏\nUwaga 1.: Obliczenie szybkości reakcji nie podlega ocenie, jeżeli zastosowano błędną\nmetodę do wyznaczenia wartości 𝑘 i/lub wartości stężeń.\nUwaga 2.: Podanie poprawnej wartości stałej szybkości reakcji 𝑘 przy braku ustalenia\nwartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym wymaga wyjaśnienia odnoszącego się do\ninformacji, że dla stężeń reagentów równych 1 mol ∙ dm-3 stała szybkości reakcji\njest równa szybkości tej reakcji ( 𝑘 = 𝑣).","solution":"Wyznaczenie **a** i **b** z wykresów: **Wykres czerwony** (v vs c_X₂ przy c_Y₂=1): - c_X₂=1 → v=1. - c_X₂=2 → v=2. - **Liniowa** (proporcjonalność) → v ∝ c_X₂¹ → **a = 1**. **Wykres zielony** (v vs c_Y₂ przy c_X₂=1): - c_Y₂=1 → v=1. - c_Y₂=2 → v=4 (4× wzrost). - **Parabola** (v ∝ c²) → 2² = 4 ✓ → **b = 2**. **Równanie kinetyczne**: $$v = k \\cdot c_{X_2} \\cdot c_{Y_2}^2$$ **Stała szybkości k**: z punktu c_X₂=1, c_Y₂=1, v=1: - 1 = k · 1 · 1² → **k = 1**. - **Jednostka**: v [mol·dm⁻³·s⁻¹] = k · [mol·dm⁻³] · [mol²·dm⁻⁶] → k = mol⁻²·dm⁶·s⁻¹. - **k = 1 mol⁻²·dm⁶·s⁻¹**. **Obliczenie szybkości przy 9,0 mol gazów**: **Krok 1**: stechiometria startowa. - Reakcja: X₂ + 2 Y₂ → 2 XY₂. Stosunek X₂ : Y₂ = 1 : 2. - 12 mol gazów łącznie, stosunek 1:2 → n(X₂) = 12/3 = **4 mol**, n(Y₂) = 12·2/3 = **8 mol**. **Krok 2**: stężenia początkowe (V = 4 dm³): - c(X₂)₀ = 4/4 = 1 mol/dm³. - c(Y₂)₀ = 8/4 = 2 mol/dm³. **Krok 3**: ile X₂ przereagowało (ξ), gdy łączne 9,0 mol? - Po reakcji: n(X₂) = 4-ξ; n(Y₂) = 8-2ξ; n(XY₂) = 2ξ. - Suma: (4-ξ) + (8-2ξ) + 2ξ = **12 - ξ**. - 12 - ξ = 9 → **ξ = 3 mol**. **Krok 4**: stężenia w tej chwili: - n(X₂) = 4-3 = 1 mol → c(X₂) = 1/4 = **0,25 mol/dm³**. - n(Y₂) = 8-6 = 2 mol → c(Y₂) = 2/4 = **0,5 mol/dm³**. **Krok 5**: szybkość v: - v = k · c(X₂) · c(Y₂)² = 1 · 0,25 · 0,5² = 1 · 0,25 · 0,25 = **0,0625 mol·dm⁻³·s⁻¹**. **Odpowiedź**: **v ≈ 0,063 mol·dm⁻³·s⁻¹** (lub 6,25·10⁻² mol·dm⁻³·s⁻¹).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-10.2.webp","solution_image":null,"topics":"kinetyka chemiczna, równanie kinetyczne, rząd reakcji, stała szybkości, stechiometria","page_from":15,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/11","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"11","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 11. (0-2)\nW temperaturze 𝑇 przygotowano wodne roztwory wodoroortofosforanu(V) sodu\ni diwodoroortofosforanu(V) sodu o jednakowych stężeniach molowych i zbadano ich odczyn\nza pomocą dwóch wskaźników: fenoloftaleiny oraz czerwieni obojętnej.\nWyniki doświadczenia przedstawiono na poniższych zdjęciach.\nFenoloftaleina\nCzerwień obojętna\nNa2HPO4\nNaH2PO4\nWpisz do schematów wzory odpowiednich drobin tak, aby powstały równania reakcji\ndecydujących o odczynie wodnego roztworu wodoroortofosforanu(V) sodu oraz\no odczynie wodnego roztworu diwodoroortofosforanu(V) sodu. Zastosuj definicję\nkwasu i zasady Brønsteda.\nRównanie reakcji zachodzącej w roztworze Na2HPO4:\nkwas 1\nzasada 2\n⇄\nzasada 1\nkwas 2\nRównanie reakcji zachodzącej w roztworze NaH2PO4:\nkwas 1\nzasada 2\n⇄\nzasada 1\nkwas 2\n11.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 11. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje z różnorodnych\nźródeł […].\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych;\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […];\n6) stosuje poprawną terminologię.\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje […] doświadczenia chemiczne,\nrejestruje ich wyniki w różnej formie,\nformułuje obserwacje, wnioski oraz\nwyjaśnienia.\nVI. Reakcje w roztworach wodnych.\nZdający:\n7) klasyfikuje substancje jako kwasy lub\nzasady zgodnie z teorią Brønsteda-\n-Lowry’ego; wskazuje sprzężone pary kwas\n- zasada;\n8) uzasadnia przyczynę […] odczynu\nniektórych wodnych roztworów soli zgodnie\nz teorią Brønsteda-Lowry’ego; pisze\nodpowiednie równania reakcji.\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne uzupełnienie schematów - napisanie we właściwej formie dwóch równań\nreakcji.\n1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu - napisanie we właściwej formie jednego równania\nreakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nRozwiązanie\nRównanie reakcji zachodzącej w roztworze Na2HPO4:\nkwas 1\nzasada 2\n⇄\nzasada 1\nkwas 2\nH2O\nHPO4\n2-\nOH-\nH2PO4\nRównanie reakcji zachodzącej w roztworze NaH2PO4:\nkwas 1\nzasada 2\n⇄\nzasada 1\nkwas 2\nH2PO4\nH2O\nHPO4\n2-\nH3O+","solution":"Odpowiedź: **Roztwór Na₂HPO₄** (zasadowy): jon **HPO₄²⁻** zachowuje się jak **zasada Brønsteda** (przyjmuje H⁺ z wody). $$\\text{H}_2\\text{O} + \\text{HPO}_4^{2-} \\rightleftharpoons \\text{OH}^- + \\text{H}_2\\text{PO}_4^-$$ **Pary sprzężone**: - **Kwas 1**: H₂O (oddaje H⁺) ↔ **Zasada 1**: OH⁻. - **Zasada 2**: HPO₄²⁻ (przyjmuje H⁺) ↔ **Kwas 2**: H₂PO₄⁻. Wynik: roztwór zawiera **OH⁻** → odczyn **zasadowy** ✓. **Roztwór NaH₂PO₄** (kwasowy): jon **H₂PO₄⁻** zachowuje się jak **kwas Brønsteda** (oddaje H⁺ do wody). $$\\text{H}_2\\text{PO}_4^- + \\text{H}_2\\text{O} \\rightleftharpoons \\text{HPO}_4^{2-} + \\text{H}_3\\text{O}^+$$ **Pary sprzężone**: - **Kwas 1**: H₂PO₄⁻ (oddaje H⁺) ↔ **Zasada 1**: HPO₄²⁻. - **Zasada 2**: H₂O (przyjmuje H⁺) ↔ **Kwas 2**: H₃O⁺. Wynik: roztwór zawiera **H₃O⁺** → odczyn **kwasowy** ✓. **Dlaczego HPO₄²⁻ jest zasadą, a H₂PO₄⁻ kwasem?** Oba jony są **amfoteryczne** (mogą być kwasem lub zasadą). Decyduje porównanie K_a i K_b: | Jon | K_a | K_b | Przewaga | |---|---|---|---| | **HPO₄²⁻** | K_a3 ≈ 4·10⁻¹³ | K_b2 = K_w/K_a2 ≈ 1,6·10⁻⁷ | **K_b >> K_a → zachowuje się jak zasada** | | **H₂PO₄⁻** | K_a2 ≈ 6,2·10⁻⁸ | K_b3 = K_w/K_a1 ≈ 1,3·10⁻¹² | **K_a >> K_b → zachowuje się jak kwas** |\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — teoria Brønsteda\n\nPojęcie | Definicja\nKwas | Donor H⁺ (protonu)\nZasada | Akceptor H⁺\nPara sprzężona | Kwas + zasada różnią się 1 protonem\nReakcja kwas-zasada | Kwas₁ + Zasada₂ ⇌ Zasada₁ + Kwas₂\n\nPrzykład (HCl + H₂O):\n- HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻.\n- Kwas₁: HCl ↔ Zasada₁: Cl⁻.\n- Zasada₂: H₂O ↔ Kwas₂: H₃O⁺.\n\nKlucz pojęciowy — kwas ortofosforowy(V) (H₃PO₄)\n\nH₃PO₄ ma 3 protony kwasowe → dysocjuje trójstopniowo:\n\nStopień | Reakcja | K_a\n1 | H₃PO₄ ⇌ H₂PO₄⁻ + H⁺ | K_a1 = 7,5·10⁻³ (mocny)\n2 | H₂PO₄⁻ ⇌ HPO₄²⁻ + H⁺ | K_a2 = 6,2·10⁻⁸ (słaby)\n3 | HPO₄²⁻ ⇌ PO₄³⁻ + H⁺ | K_a3 = 4,8·10⁻¹³ (bardzo słaby)\n\nKlucz: każdy kolejny stopień jest znacznie słabszy (K_a maleje 10⁵× między stopniami).\n\nMechanizm: dlaczego Na₂HPO₄ zasadowy?\n\nNa₂HPO₄ w wodzie dysocjuje całkowicie: Na₂HPO₄ → 2 Na⁺ + HPO₄²⁻.\n\nHPO₄²⁻ jest amfoteryczny (ma 1 proton, może go oddać; ma ładunek -2, może przyjąć proton).\n\nReakcja kwasowa (oddaje H⁺):\nHPO₄²⁻ ⇌ PO₄³⁻ + H⁺ (K_a3 ≈ 4·10⁻¹³, BARDZO SŁABO).\n\nReakcja zasadowa (przyjmuje H⁺ z H₂O):\nHPO₄²⁻ + H₂O ⇌ H₂PO₄⁻ + OH⁻ (K_b ≈ 1,6·10⁻⁷, słabo ale silniej).\n\nPorównanie: K_b (1,6·10⁻⁷) >> K_a (4·10⁻¹³) → przewaga zasady → roztwór ZASADOWY.\n\nReakcja decydująca o odczynie:\n\n$$\\text{H}_2\\text{O} + \\text{HPO}_4^{2-} \\rightleftharpoons \\text{OH}^- + \\text{H}_2\\text{PO}_4^-$$\n\nElement | Para sprzężona\nKwas 1: H₂O | Zasada 1: OH⁻\nZasada 2: HPO₄²⁻ | Kwas 2: H₂PO₄⁻\n\nMechanizm: dlaczego NaH₂PO₄ kwasowy?\n\nNaH₂PO₄ → Na⁺ + H₂PO₄⁻ (pełna dysocjacja).\n\nH₂PO₄⁻ jest amfoteryczny.\n\nReakcja kwasowa (oddaje H⁺):\nH₂PO₄⁻ + H₂O ⇌ HPO₄²⁻ + H₃O⁺ (K_a2 ≈ 6,2·10⁻⁸).\n\nReakcja zasadowa (przyjmuje H⁺):\nH₂PO₄⁻ + H₂O ⇌ H₃PO₄ + OH⁻ (K_b ≈ 1,3·10⁻¹², bardzo słabo).\n\nPorównanie: K_a (6,2·10⁻⁸) >> K_b (1,3·10⁻¹²) → przewaga kwasu → roztwór KWASOWY.\n\nReakcja decydująca:\n\n$$\\text{H}_2\\text{PO}_4^- + \\text{H}_2\\text{O} \\rightleftharpoons \\text{HPO}_4^{2-} + \\text{H}_3\\text{O}^+$$\n\nElement | Para sprzężona\nKwas 1: H₂PO₄⁻ | Zasada 1: HPO₄²⁻\nZasada 2: H₂O | Kwas 2: H₃O⁺\n\nSole fosforanowe — charakterystyka\n\nSól | Anion | Odczyn | Zastosowanie\nNa₃PO₄ | PO₄³⁻ | silnie zasadowy | Detergenty, chemikalia\nNa₂HPO₄ | HPO₄²⁻ | słabo zasadowy | Bufor, regulator pH\nNaH₂PO₄ | H₂PO₄⁻ | słabo kwasowy | Bufor, regulator pH\nH₃PO₄ | (kwas) | kwasowy | Coca-cola, produkcja nawozów\n\nBufor fosforanowy = mieszanka NaH₂PO₄ + Na₂HPO₄. Utrzymuje pH ≈ 7,4 (fizjologiczne pH ludzkiej krwi).\n\nPunktacja CKE\n\n- 11. 2 pkt — oba równania poprawne (po 1 pkt każde, z parami kwas/zasada).\n\nPo co to umieć\n\nTeoria Brønsteda-Lowry'ego (1923) = standard współczesnej chemii:\n- Bardziej ogólna niż teoria Arrheniusa (kwas = HX w wodzie).\n- Obejmuje reakcje w dowolnych rozpuszczalnikach (nie tylko woda).\n- Każdy proton ma \"kierunek\" — donor (kwas) i akceptor (zasada).\n\nBufor fosforanowy w organizmie:\n- Komórki ludzkie utrzymują pH ~7,2 (bufor HPO₄²⁻/H₂PO₄⁻).\n- Krew pH ~7,4 (bufor wodorowęglanowy HCO₃⁻/H₂CO₃).\n- Niedobór buforów → kwasica lub alkaloza → groźne dla życia.\n\nATP (adenozyno-tri-fosforan) = nośnik energii w komórce. 3 grupy fosforanowe połączone wiązaniami fosfoanhydrydowymi. Hydroliza ATP → ADP + P_i + ~30 kJ/mol energii.\n\nDetergenty fosforanowe (Na₃PO₄, polifosforany) = kiedyś główne składniki proszków do prania. Skutek: eutrofizacja jezior → zakwity sinic. Wycofane w UE z proszków do prania od 2013 r.\n\nH₃PO₄ w Coca-Coli = ~0,055% (kwasowość pH ~2,5). Daje \"kwaśny\" smak + konserwuje + reaguje z minerałami zębów (erozja szkliwa).\n\nFosfor w przyrodzie: krytyczny pierwiastek dla życia (DNA, RNA, ATP, fosfolipidy błon, kości). Cykl fosforu w przyrodzie = wymywanie z gleb do oceanów → akumulacja w osadach → wynurzanie geologiczne (miliony lat). Apatyt (Ca₅(PO₄)₃F) = główne źródło fosforanów dla nawozów.\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie kierunku. **Na₂HPO₄** = sól **dwusodowa** → ma w roztworze HPO₄²⁻, który jest BARDZIEJ zasadowy niż kwasowy. Stąd roztwór **zasadowy**. Pułapka — H₂PO₄⁻ w NaH₂PO₄ jest BARDZIEJ kwasowy niż zasadowy. Stąd roztwór **kwasowy**. Pułapka — pary sprzężone. Kwas → po oddaniu H⁺ staje się **zasadą sprzężoną**. Zasada → po przyjęciu H⁺ staje się **kwasem sprzężonym**.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-11.webp","solution_image":null,"topics":"Brønsted, kwasy, zasady, sole fosforanowe, amfoteryczność, pary sprzężone","page_from":16,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/12","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"12","points":3,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12. (0-3)\nPróbkę chlorku amonu o masie 0,10 g rozpuszczono w wodzie i otrzymano 100 cm3 roztworu.\nW powstałym roztworze kationy amonowe w pewnym stopniu ulegają przemianie zgodnie\nz poniższym równaniem.\nNH4\n+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+\nNiewielką objętość przygotowanego roztworu umieszczono w probówce, do której dodano\nkilka kropel błękitu bromotymolowego.\nOblicz pH otrzymanego roztworu. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po\nprzecinku. Następnie wybierz zdjęcie, na którym przedstawiono wygląd zawartości\nprobówki po dodaniu do niej wskaźnika, i zaznacz literę A, B albo C.\nObliczenia:\nA\nB\nC\n12.\n0-1-\n2-3\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12. (0-3)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych;\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) […] formułuje obserwacje, wnioski oraz\nwyjaśnienia.\nVI. Reakcje w roztworach wodnych. Zdający:\n3) interpretuje wartości […] pH, Ka, Kb […];\n4) wykonuje obliczenia z zastosowaniem\npojęć: stała dysocjacji […], pH […].\nZasady oceniania\n3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\npoprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu\ndo jednego miejsca po przecinku i poprawny wybór zdjęcia.\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\npoprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu\ndo jednego miejsca po przecinku i błędny wybór zdjęcia albo brak wyboru\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\nale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego\ni poprawny wybór zdjęcia\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\npoprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów\nH+ i poprawny wybór zdjęcia.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\nale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego\ni błędny wybór zdjęcia albo brak wyboru\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\npoprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów\nH+ i błędny wybór albo brak wyboru zdjęcia.\n0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.\nPrzykładowe rozwiązania\nSposób 1.\nKNH3= 1,78 ∙10-5 KNH4\n1 ∙ 10-14\n1,78 ∙ 10-5 = 5,62 ∙10-10\n1 mol NH4Cl 53,5 g\n𝑛 mol 0,10 g\n𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl\ncNH4\n+ = 0,00187\n0,10\n= 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm-3)\nKNH4\n+ = [NH3] ∙ [H3O+]\n[NH4\n+]\n𝑥2\n0,02 - 𝑥\n𝑥 = [H3O+] = 3,35 · 10-6 (mol ∙ dm-3)\npH = 5,5\nZdjęcie: B\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nSposób 2.\np𝐾NH4\n+ = 14 - pKNH3 = 9,25 𝐾NH4\n+ = 5,62 ∙10-10\n1 mol NH4Cl 53,5 g\n𝑛 mol 0,10 g\n𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl\ncNH4\n+ = 0,00187\n0,10\n= 0,0187 (mol ∙ dm-3)\n𝐾NH4\n+ = [NH3] ∙ [H3O+]\ncNH4\n𝑥2\n0,0187\n𝑥 = [H3O+] = 3,24 · 10-6 (mol ∙ dm-3)\npH = 5,5\nZdjęcie: B\nSposób 3.\np𝐾NH4\n+ = 14 - pKNH3 = 9,25\n1 mol NH4Cl 53,5 g\n𝑛 mol 0,10 g\n𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl\ncNH4\n+ = 0,00187\n0,10\n= 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm-3)\npH =\n1\n2 pKNH4\n1\n2logcNH4\n+ ⟹ pH = 5,5\nZdjęcie: B\nUwaga 1.: W obliczeniach można zastosować uproszczony wzór prowadzący do obliczenia\nstężenia jonów H+.\nUwaga 2.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.\nZa poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej\npoprawnej metody i poprawnych obliczeń.\nUwaga 3.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający otrzyma wynik pH z przedziału\n[6,0; 7,0), powinien wybrać zdjęcie A. Za takie rozwiązanie przyznaje się 2 pkt.\nUwaga 4.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający uzyska wynik pH ≥ 7, to za takie\nrozwiązanie otrzymuje 1 pkt.","solution":"Odpowiedź: **Krok 1**: stężenie NH₄Cl. - M(NH₄Cl) = 14 + 4·1 + 35,5 = **53,5 g/mol**. - n(NH₄Cl) = 0,10 / 53,5 = **1,87·10⁻³ mol**. - c(NH₄Cl) = 1,87·10⁻³ / 0,1 = **1,87·10⁻² mol/dm³** ≈ 0,019 mol/dm³. **Krok 2**: NH₄Cl dysocjuje całkowicie → c(NH₄⁺) = 1,87·10⁻² mol/dm³. **Krok 3**: stała hydrolizy K_a(NH₄⁺): - K_a = K_w / K_b(NH₃) = 10⁻¹⁴ / 1,8·10⁻⁵ = **5,56·10⁻¹⁰**. **Krok 4**: równanie równowagi hydrolizy. - K_a = [H₃O⁺][NH₃] / [NH₄⁺]. - Dla przybliżenia: [H₃O⁺] = [NH₃] = x; [NH₄⁺] ≈ c (bardzo małe x). - K_a = x² / c → x² = K_a · c. **Krok 5**: obliczenie [H₃O⁺]: - x² = 5,56·10⁻¹⁰ · 1,87·10⁻² = **1,04·10⁻¹¹**. - x = √(1,04·10⁻¹¹) = **3,22·10⁻⁶ mol/dm³**. **Krok 6**: pH: - pH = -log[H₃O⁺] = -log(3,22·10⁻⁶) = 6 - log(3,22) = 6 - 0,51 ≈ **5,5**. **Krok 7**: wybór zdjęcia. **Błękit bromotymolowy** — zmiana barwy: - pH < 6,0: **żółty**. - pH 6,0-7,6: zielony. - pH > 7,6: niebieski. pH = 5,5 < 6,0 → **żółty** → **zdjęcie B**. **Odpowiedź**: - **pH ≈ 5,5**. - **Zdjęcie: B** (żółty).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — hydroliza soli\n\nHydroliza = reakcja jonu soli z wodą, dająca produkty kwasowe lub zasadowe.\n\nReguły:\n- Sól mocnego kwasu + mocnej zasady (np. NaCl): brak hydrolizy, pH ≈ 7.\n- Sól słabego kwasu + mocnej zasady (np. CH₃COONa): hydroliza anionu, pH &gt; 7 (zasadowa).\n- Sól mocnego kwasu + słabej zasady (np. NH₄Cl): hydroliza kationu, pH &lt; 7 (kwasowa).\n- Sól słabego kwasu + słabej zasady (np. CH₃COONH₄): zależy od K_a vs K_b.\n\nWzory:\n- Dla soli A: K_h = K_w / K_b (hydroliza kationu).\n- Dla soli B: K_h = K_w / K_a (hydroliza anionu).\n\nMechanizm: hydroliza NH₄Cl\n\nNH₄Cl w wodzie dysocjuje całkowicie: NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl⁻.\n\nNH₄⁺ jest słabym kwasem (sprzężoną parą NH₃ — słaba zasada).\nCl⁻ jest bardzo słabą zasadą (sprzężoną z HCl — mocny kwas, więc Cl⁻ niemal nie hydrolizuje).\n\nTylko NH₄⁺ hydrolizuje: NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺.\n\nProdukt: H₃O⁺ → roztwór kwasowy (pH &lt; 7).\n\nStała hydrolizy (= K_a kationu): K_a(NH₄⁺) = K_w / K_b(NH₃) = 10⁻¹⁴ / 1,8·10⁻⁵ = 5,56·10⁻¹⁰.\n\nMechanizm: obliczenia pH\n\nStężenie molowe NH₄Cl:\n- M = 53,5 g/mol → n = 0,10/53,5 = 1,87·10⁻³ mol.\n- c = n/V = 1,87·10⁻³ / 0,1 = 1,87·10⁻² mol/dm³.\n\nRównanie równowagi:\nK_a = [H₃O⁺][NH₃] / [NH₄⁺]\n\nPrzybliżenie:\n- [H₃O⁺] = [NH₃] = x (powstają w stosunku 1:1).\n- [NH₄⁺] ≈ c (bardzo małe x).\n\nK_a = x² / c\n\nx² = K_a · c = 5,56·10⁻¹⁰ · 1,87·10⁻² = 1,04·10⁻¹¹.\nx = 3,22·10⁻⁶ mol/dm³ = [H₃O⁺].\n\nWalidacja przybliżenia: x = 3,22·10⁻⁶, c = 1,87·10⁻².\n- x/c = 1,7·10⁻⁴ → x dużo mniejsze niż c ✓ (przybliżenie poprawne, błąd poniżej 0,1%).\n\npH = -log[H₃O⁺] = -log(3,22·10⁻⁶) = 5,49 ≈ 5,5.\n\nMechanizm: wskaźniki\n\nWskaźniki kwasowo-zasadowe = słabe kwasy/zasady, których forma protonowana i deprotonowana mają różne kolory.\n\nWskaźnik | Zakres pH zmiany | Kolor kwasowy | Kolor zasadowy\nCzerwień metylowa | 4,4 - 6,2 | czerwony | żółty\nLakmus | 5,0 - 8,0 | czerwony | niebieski\nBłękit bromotymolowy | 6,0 - 7,6 | żółty | niebieski\nFenoloftaleina | 8,2 - 10,0 | bezbarwny | różowy\nCzerwień obojętna | 6,8 - 8,0 | czerwony | żółty\n\nW zadaniu: pH = 5,5 &lt; 6,0 → błękit bromotymolowy = żółty → zdjęcie B.\n\nPunktacja CKE\n\n- 12. 3 pkt:\n- 1 pkt: obliczenie stężenia NH₄⁺.\n- 1 pkt: obliczenie pH = 5,5 (±0,1).\n- 1 pkt: wybór zdjęcia B.\n\nPo co to umieć\n\nHydroliza soli w przyrodzie:\n- Nawozy amonowe (NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄) → zakwaszają glebę. Stosowane intensywnie w rolnictwie → problem zakwaszania gleb.\n- Mydła sodowe i potasowe (R-COO⁻ Na⁺) → roztwór zasadowy (hydroliza octanu). Stąd mydła czyszczą tłuszcz (saponifikacja w środowisku zasadowym).\n- Sól kuchenna NaCl → pH ~7 (brak hydrolizy, mocny kwas + mocna zasada).\n\nNH₄Cl (salmiak) w przemyśle:\n- Baterie cynkowo-węglowe (Leclanché, 1866) — elektrolit pasta z NH₄Cl + ZnCl₂.\n- Lutowanie — flux do trawienia tlenków z metali (NH₄Cl topiony + para HCl).\n- Lecznictwo — wyksusznicy (mucolyticum), zwiększa wydalanie śluzu.\n\nWskaźniki w analizie:\n- Uniwersalny papierek wskaźnikowy = mieszanka kilku wskaźników, daje kolor zależny od pH od 1 do 14.\n- pH-metr elektroniczny — szklana elektroda + miernik napięcia. Dokładność do 0,01 pH.\n\nHydroliza w organizmie:\n- Sok żołądkowy ~pH 1,5 (HCl).\n- Krew ~pH 7,4 (bufor HCO₃⁻/H₂CO₃).\n- Mocz ~pH 5-7 (zależnie od diety).\n- Pot ~pH 4-7.\n- Wnętrze komórki ~pH 7,0-7,4.\n\nZakwaszenie gleb = problem rolnictwa: pH &lt; 5 → uwalnianie Al³⁺ → toksyczne dla korzeni. Korekta: wapnowanie gleby (CaO, CaCO₃).\n\nTypowy błąd: Pułapka — K_a vs K_b. **NH₄⁺ jest słabym kwasem**: K_a(NH₄⁺) = K_w/K_b(NH₃). NH₄⁺ oddaje H⁺ → roztwór KWASOWY (pH < 7). Pułapka — przybliżenie x << c. Klucz: gdy K_a · c << K_a² (małe stężenia), trzeba użyć pełnej formuły kwadratowej. Tu sprawdzamy: x = 3,22·10⁻⁶ << c = 1,87·10⁻² → przybliżenie OK. Pułapka — wybór wskaźnika. **Błękit bromotymolowy zmienia barwę 6,0-7,6**. pH < 6 = żółty (kwasowy), pH > 7,6 = niebieski (zasadowy), pomiędzy = zielony.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-12.webp","solution_image":null,"topics":"hydroliza, pH, NH4Cl, kation amonowy, wskaźniki, błękit bromotymolowy","page_from":17,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/13","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"13","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 13. (0-2)\nW celu wyznaczenia stężeniowej stałej równowagi syntezy amoniaku w temperaturze 𝑇 do\nreaktora o stałej pojemności wprowadzono azot i wodór. Początkowe stężenie azotu było\nrówne 0,20 mol ⋅ dm-3, a początkowe stężenie wodoru wynosiło 0,60 mol ⋅ dm-3.\nNastępnie reaktor zamknięto i utrzymywano stałą temperaturę 𝑇. W reaktorze zaszła reakcja\nopisana poniższym równaniem.\nN2 + 3H2 ⇄ 2NH3\nPo pewnym czasie stwierdzono, że ciśnienie w reaktorze obniżyło się do 75 % początkowej\nwartości i już się nie zmieniało.\nOblicz stężeniową stałą równowagi syntezy amoniaku w temperaturze 𝑻.\nObliczenia:\n13.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 13. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […];\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nI. Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n7) wykonuje obliczenia, z uwzględnieniem\nwydajności reakcji, dotyczące: liczby moli\noraz mas substratów i produktów\n(stechiometria wzorów i równań\nchemicznych), objętości gazów w warunkach\nnormalnych, po zmieszaniu substratów\nw stosunku stechiometrycznym\ni niestechiometrycznym;\n8) stosuje do obliczeń równanie Clapeyrona.\nIV. Kinetyka i statyka chemiczna.\nEnergetyka reakcji chemicznych. Zdający:\n6) wykazuje się znajomością i rozumieniem\npojęć: stan równowagi dynamicznej i stała\nrównowagi; pisze wyrażenie na stałą\nrównowagi danej reakcji;\n7) oblicza wartość stałej równowagi reakcji\nodwracalnej; oblicza stężenia równowagowe\nalbo stężenia początkowe reagentów.\nZasady oceniania\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku\njako wielkości bezwymiarowej.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, ale:\n• popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego\nLUB\n• podanie wyniku z jednostką inną niż dm6 ∙mol-2\nALBO\n1 pkt - poprawne wyznaczenie wartości stężeń N2, H2, NH3 w stanie równowagi.\n0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.\nRozwiązanie\n(𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑖 𝑇 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡, 𝑉 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡, 𝑅 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 ⟹\n𝑝\n𝑐= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 ⟹\n𝑝0\n𝑐0 =\n𝑝r\n𝑐r ⟹ 𝑐r =\n𝑐0 ⋅ 𝑝r\n𝑝0 ⟹\n𝑝r\n𝑝0 = 0,75)\nStężenie molowe, mol ∙ dm-3\npoczątkowe\nzmiana\nrównowagowe\nN2\n0,2\n- 𝑥\n0,2 - 𝑥\nH2\n0,6\n-3𝑥\n0,6 - 3𝑥\nNH3\n0\n2𝑥\n2𝑥\nłączne\n0,8\n-2𝑥\n0,8 - 2𝑥\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nŁączne stężenie gazów w stanie równowagi:\n𝑐r = 0,75𝑐0 ⟹ 𝑐r = 0,75 ⋅0,8 = 0,6 i 𝑐r = 0,8 -2𝑥 ⟹ 0,8 - 2𝑥= 0,6\n𝑥 = 0,1 (mol ∙dm-3)\n[NH3] = 0,2 (mol ∙ dm-3)\n[N2] = 0,1 (mol ∙ dm-3)\n[H2] = 0,3 (mol ∙ dm-3)\n𝐾=\n[NH3]2\n[N2][H2]3 ⟹ 𝐾=\n0,22\n0,1 ⋅ 0,33 = 𝟏𝟒, 𝟖\nUwaga 1.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.\nZa poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej\npoprawnej metody i poprawnych obliczeń.\nUwaga 2.: Zdający w obliczeniach nie może dokonać zmiany warunków prowadzenia\nprocesu.","solution":"Odpowiedź: **Krok 1**: spadek ciśnienia ↔ spadek liczby moli (stała T, V). - Z **PV = nRT**: p ∝ n (przy stałych T i V). - Sumaryczne stężenie początkowe: c_total(0) = c(N₂) + c(H₂) = 0,20 + 0,60 = **0,80 mol/dm³**. - Sumaryczne stężenie po reakcji: c_total = 0,80 · 0,75 = **0,60 mol/dm³**. - **Spadek**: Δc = -0,20 mol/dm³. **Krok 2**: bilans z stechiometrii. Niech **x mol/dm³** N₂ przereagowało. Z równania N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃: - Zmiana c(N₂): -x. - Zmiana c(H₂): -3x. - Zmiana c(NH₃): +2x. - **Sumaryczna zmiana**: -x - 3x + 2x = **-2x**. **Krok 3**: -2x = -0,20 → **x = 0,10 mol/dm³**. **Krok 4**: stężenia w równowadze. - c(N₂) = 0,20 - 0,10 = **0,10 mol/dm³**. - c(H₂) = 0,60 - 3·0,10 = 0,60 - 0,30 = **0,30 mol/dm³**. - c(NH₃) = 2·0,10 = **0,20 mol/dm³**. Sprawdzenie: 0,10 + 0,30 + 0,20 = **0,60 mol/dm³** ✓ (75% z 0,80). **Krok 5**: stała równowagi. $$K_c = \\frac{[\\text{NH}_3]^2}{[\\text{N}_2] \\cdot [\\text{H}_2]^3} = \\frac{(0,20)^2}{0,10 \\cdot (0,30)^3} = \\frac{0,04}{0,10 \\cdot 0,027} = \\frac{0,04}{0,0027}$$ **K_c ≈ 14,8 mol⁻²·dm⁶** *(Lub bez jednostki, w zależności od konwencji ~14,81).* **Odpowiedź**: **K_c ≈ 14,8 mol⁻²·dm⁶** (lub równoważnie ~14,81).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — stała równowagi\n\nDla reakcji: aA + bB ⇌ cC + dD\n\nStężeniowa stała równowagi:\n$$K_c = \\frac{[C]^c \\cdot [D]^d}{[A]^a \\cdot [B]^b}$$\n\nCiśnieniowa stała równowagi (dla gazów):\n$$K_p = K_c \\cdot (RT)^{\\Delta n}$$\n\ngdzie Δn = (c+d) - (a+b) = zmiana liczby moli gazów.\n\nCechy K_c:\n- Bezwymiarowa lub z jednostką (zależnie od Δn).\n- K_c dużo większe od 1: równowaga przesunięta w prawo (dużo produktów).\n- K_c dużo mniejsze od 1: równowaga w lewo (dużo substratów).\n- K_c ≈ 1: porównywalne stężenia substratów i produktów.\n\nMechanizm: stechiometria reakcji Habera (N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃)\n\nReakcja: N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g).\n\nZmiana liczby moli gazów Δn = 2 - (1+3) = -2.\n\nWpływ ciśnienia (Le Chatelier): wzrost p → równowaga przesuwa się w stronę mniejszej liczby moli = produkty (NH₃). Dlatego Haber-Bosch używa wysokich ciśnień (~200 atm).\n\nTutaj: ciśnienie spadło do 75%, co odpowiada spadkowi liczby moli o 25% — synteza zaszła w pewnym stopniu.\n\nMechanizm: bilans masy (tabela ICE)\n\nTabela ICE (Initial-Change-Equilibrium) dla N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃:\n\nN₂ | H₂ | NH₃\nInitial (c₀) | 0,20 | 0,60 | 0\nChange | -x | -3x | +2x\nEquilibrium | 0,20 - x | 0,60 - 3x | 2x\n\nWarunek: sumaryczne stężenie końcowe = 75% początkowego.\n- Początkowo: 0,20 + 0,60 = 0,80.\n- Po reakcji: (0,20-x) + (0,60-3x) + 2x = 0,80 - 2x.\n- 0,80 - 2x = 0,80 · 0,75 = 0,60.\n- 2x = 0,20 → x = 0,10 mol/dm³.\n\nStężenia w równowadze:\n- c(N₂) = 0,20 - 0,10 = 0,10.\n- c(H₂) = 0,60 - 0,30 = 0,30.\n- c(NH₃) = 2 · 0,10 = 0,20 mol/dm³.\n\nMechanizm: obliczanie K_c\n\n$$K_c = \\frac{[\\text{NH}_3]^2}{[\\text{N}_2] \\cdot [\\text{H}_2]^3}$$\n\n$$K_c = \\frac{(0,20)^2}{0,10 \\cdot (0,30)^3} = \\frac{0,04}{0,10 \\cdot 0,027} = \\frac{0,04}{0,0027} = 14,81$$\n\nK_c ≈ 14,8 (lub 14,81) mol⁻²·dm⁶.\n\nJednostka: [c]² / ([c] · [c]³) = mol²/dm⁶ / (mol⁴/dm¹²) = mol⁻²·dm⁶.\n\nSynteza amoniaku — proces Habera-Boscha (1908)\n\nHistoria:\n- 1908: Fritz Haber odkrył reakcję, ciśnienie &gt;100 atm, T ~500°C.\n- 1913: Carl Bosch skomercjalizował proces w BASF.\n- Nobel: Haber 1918, Bosch 1931.\n- Wzór laboratorium → przemysł: produkcja ~150 mln ton NH₃ rocznie globalnie.\n\nWarunki przemysłowe:\n- T = 400-500°C (kompromis: niższa = wyższa K, ale wolniejsza reakcja).\n- p = 150-300 atm (wyższa K, równowaga w prawo).\n- Katalizator: Fe + Al₂O₃ + K₂O (zwiększa szybkość, nie zmienia równowagi).\n\nWpływ na świat:\n- ~50% azotu w białkach człowieka pochodzi z amoniaku Habera (przez nawozy).\n- Wyżywienie 4 miliardów ludzi (z 8 miliardów) zależy od nawozów Habera.\n- Konsumpcja energii: ~1-2% światowej energii idzie na ten proces (~30 GJ/t NH₃).\n\nEnergia w procesie Habera:\n- Reakcja egzotermiczna: ΔH = -92 kJ/mol.\n- W praktyce kontrolowane T → kompromis kinetyka + termodynamika.\n\nPunktacja CKE\n\n- 13. 2 pkt:\n- 1 pkt: poprawne obliczenia stężeń w równowadze.\n- 1 pkt: poprawna wartość K_c (~14,8) z jednostką.\n\nPo co to umieć\n\nSynteza amoniaku = jeden z najważniejszych procesów chemicznych XX wieku:\n- Nawozy azotowe (mocznik, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄) — bez nich nie wyżywilibyśmy 8 miliardów ludzi.\n- Materiały wybuchowe (TNT, nitrogliceryna) — wymagają HNO₃ z NH₃.\n- Tworzywa sztuczne (poliamidy: nylon, kewlar) — z amoniaku.\n- Leki (sulfonamidy, niektóre antybiotyki) — pochodne amoniaku.\n\nLe Chatelier w praktyce:\n- Wzrost p → równowaga w stronę mniej moli (tu: produkty NH₃ ✓).\n- Wzrost T → w stronę reakcji endotermicznej (tu: substraty, bo Haber jest egzotermiczna).\n- Dodanie substratu → w stronę produktów.\n- Usunięcie produktu → w stronę produktów (NH₃ skraplany + usuwany).\n\nKonsumpcja amoniaku globalnie (2024):\n- 80% → nawozy.\n- 10% → tworzywa, włókna, materiały wybuchowe.\n- 5% → chłodnictwo (NH₃ jako czynnik chłodniczy w przemysłowych chłodniach).\n- 5% → inne (czyściwa, baterie alkaliczne, paliwa).\n\nAmoniak jako paliwo przyszłości: spalanie NH₃ → N₂ + H₂O (bez CO₂!). Jest rozważany jako paliwo statków morskich (zastąpienie mazutu).\n\nBakteryjna fiksacja azotu = naturalna \"synteza amoniaku\":\n- Bakterie symbiotyczne (Rhizobium z roślinami strączkowymi) wiążą N₂ → NH₃.\n- Robi to bezprzemysłowo, w warunkach pokojowych dzięki enzymowi nitrogenazie (z Fe-Mo kofaktorem).\n- Cały świat industrialny próbuje powielić to enzymatycznie — jeszcze bez sukcesu.\n\nTypowy błąd: Pułapka — pominięcie spadku stężenia. Z PV = nRT przy stałych T i V → **p ∝ n**. Spadek p z 100% do 75% = spadek n (i sumaryczne stężenie) o 25%. Pułapka — błędna stechiometria. **Na 1 mol N₂ + 3 mol H₂ powstają 2 mole NH₃**. Łączna zmiana moli = -1 -3 +2 = -2 (na każde 1 mol N₂ przereagowane). Pułapka — wzór na K_c. Trzeba **podnosić stężenie do potęgi współczynnika** stechiometrycznego: K_c = [NH₃]² / ([N₂][H₂]³). NIE: [NH₃]/[N₂][H₂]. Pułapka — jednostka K_c. Dla reakcji N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃: K_c = mol²/dm⁶ / (mol/dm³ · mol³/dm⁹) = mol⁻²·dm⁶.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-13.webp","solution_image":null,"topics":"równowaga chemiczna, synteza amoniaku, stała Kc, ciśnienie, Haber-Bosch","page_from":18,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/14","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"14","points":3,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 14.\nW trzech standardowych półogniwach A, B i C ustalają się równowagi opisane poniższymi\nrównaniami.\npółogniwo A\npółogniwo B\npółogniwo C\nMnO4\n- + 8H+ + 5e- ⇄ Mn2+ + 4H2O\nBr2 + 2e- ⇄ 2Br\nCo3+ + e- ⇄ Co2+","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **14.1.** Aby pH malało → [H⁺] musi się **ZWIĘKSZAĆ** (mniejsze pH = więcej H⁺). Analiza półogniwa A: - **Reakcja redukcji** (w prawo): MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O. **H⁺ zużywane** → stężenie maleje → pH rośnie. - **Reakcja utleniania** (w lewo): Mn²⁺ + 4 H₂O → MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻. **H⁺ powstaje** → stężenie rośnie → pH **maleje** ✓. Aby pH malało, w półogniwie A musi zachodzić **UTLENIANIE** → A działa jako **anoda**. Drugie półogniwo pełni funkcję **KATODY** (zachodzi redukcja). **Wybór: B czy C?** Aby A działało jako **anoda** (utlenianie zachodzi spontanicznie), drugie półogniwo musi mieć **WYŻSZY potencjał standardowy** (E°), by \"ciągnęło\" elektrony. - E°(A) = +1,51 V. - E°(B) = +1,07 V (NIŻSZE niż A) — nie spełnia warunku. - E°(C) = +1,82 V (WYŻSZE niż A) → spełnia warunek ✓. → **Należy połączyć półogniwo A z półogniwem C**. **W ogniwie A-C**: - **Anoda (A)**: Mn²⁺ + 4 H₂O → MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ (utlenianie, [H⁺] rośnie → pH maleje ✓). - **Katoda (C)**: Co³⁺ + e⁻ → Co²⁺ (redukcja). - SEM = E°(C) - E°(A) = 1,82 - 1,51 = **+0,31 V** > 0 ✓ (spontaniczne). **14.2.** Ogniwo B + C — porównanie E°: - E°(B) = +1,07 V (niższe). - E°(C) = +1,82 V (wyższe). Półogniwo o **wyższym** E° = **katoda (+)**. Niższe E° = **anoda (-)**. - **Anoda B (-)**: 2 Br⁻ → Br₂ + 2 e⁻. - **Katoda C (+)**: Co³⁺ + e⁻ → Co²⁺. **Schemat ogniwa** (z elektrodami Pt jako obojętne, dla form rozpuszczonych): $$(-) \\text{ Pt } | \\text{ Br}^-(aq), \\text{Br}_2 \\,||\\, \\text{Co}^{3+}(aq), \\text{Co}^{2+}(aq) | \\text{ Pt } (+)$$ **SEM** = E°(C) - E°(B) = 1,82 - 1,07 = **+0,75 V** ✓ (spontaniczne).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — ogniwo galwaniczne\n\nOgniwo galwaniczne = urządzenie zamieniające energię chemiczną na elektryczną (spontaniczne redoks).\n\nElement | Funkcja\nAnoda (-) | Elektroda utleniania. Oddaje elektrony do obwodu zewnętrznego\nKatoda (+) | Elektroda redukcji. Przyjmuje elektrony z obwodu\nKlucz elektrolityczny | Pozwala na ruch jonów między półogniwami (utrzymuje neutralność)\nSEM (E_ogn) | = E°(katoda) - E°(anoda). Dodatnia → spontaniczne ogniwo\nReguła | Półogniwo o wyższym E° = katoda. Niższym = anoda\n\nMechanizm: dlaczego A z C, nie z B?\n\nWarunek: w półogniwie A pH ma maleć → [H⁺] rosnąć → musi zachodzić utlenianie:\nMn²⁺ + 4 H₂O → MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻.\n\nA jest anodą w tym ogniwie. Anoda = niższy potencjał spośród pary półogniw.\n\nTest A vs B: E°(A)=1,51, E°(B)=1,07. A > B → A byłoby katodą, B anodą. NIE spełnia.\n\nTest A vs C: E°(A)=1,51, E°(C)=1,82. A &lt; C → A jest anodą, C katodą ✓.\n\nWybór: A + C → A działa jako anoda → utlenianie Mn²⁺ → H⁺ powstaje → pH maleje ✓.\n\nMechanizm: konstrukcja ogniwa B + C\n\nE°(B) = +1,07 V, E°(C) = +1,82 V.\n\nKatoda (wyższy E°): C = Co³⁺/Co²⁺. Reakcja: Co³⁺ + e⁻ → Co²⁺.\n\nAnoda (niższy E°): B = Br⁻/Br₂. Reakcja: 2 Br⁻ → Br₂ + 2 e⁻.\n\nReakcja sumaryczna: 2 Br⁻ + 2 Co³⁺ → Br₂ + 2 Co²⁺.\n\nSEM ogniwa: E_ogn = E°(C) - E°(B) = 1,82 - 1,07 = +0,75 V (spontaniczne ✓).\n\nSchemat (konwencja IUPAC): anoda (-) po lewej, katoda (+) po prawej.\n\n$(-)$ Pt | Br⁻, Br₂ || Co³⁺, Co²⁺ | Pt $(+)$\n\nKlucz pojęciowy — standardowe potencjały redoks\n\nE° = potencjał standardowy redukcji (vs SHE, standardowa elektroda wodorowa).\n\nWyższe E° = silniejszy utleniacz (chce się zredukować).\nNiższe E° = silniejszy reduktor (chce się utlenić).\n\nWybrane potencjały:\n\nReakcja | E° (V)\nF₂ + 2e⁻ → 2 F⁻ | +2,87 (najsilniejszy utleniacz nieorganiczny)\nCo³⁺ + e⁻ → Co²⁺ | +1,82\nMnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O | +1,51\nCl₂ + 2e⁻ → 2 Cl⁻ | +1,36\nBr₂ + 2e⁻ → 2 Br⁻ | +1,07\nAg⁺ + e⁻ → Ag | +0,80\nCu²⁺ + 2e⁻ → Cu | +0,34\n2 H⁺ + 2e⁻ → H₂ | 0,00 (definicja SHE)\nZn²⁺ + 2e⁻ → Zn | -0,76\nLi⁺ + e⁻ → Li | -3,04 (najsilniejszy reduktor metaliczny)\n\nPunktacja CKE\n\n- 14.1. 2 pkt — wybory w nawiasach (zwiększać, utleniania, katody) + półogniwo C.\n- 14.2. 1 pkt — schemat ogniwa B-C.\n- Suma: 3 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nOgniwa galwaniczne w życiu codziennym:\n- Bateria alkaliczna (Zn + MnO₂ w KOH): SEM = 1,5 V.\n- Bateria litowo-jonowa (Li + Co/Ni/Mn oxide): SEM = 3,7 V.\n- Akumulator ołowiowy (Pb + PbO₂ w H₂SO₄): SEM = 2,0 V/cell (6 cell = 12 V auto).\n- Ogniwa paliwowe (H₂/O₂): SEM = 1,23 V, używane w samochodach (Toyota Mirai).\n\nPotencjały standardowe = ostro praktyczne narzędzie:\n- Korozja metali: Fe (-0,44) atakowany w wilgotnym powietrzu z O₂ (+1,23). Ochrona katodowa = poświęcony Zn (-0,76).\n- Pokrywanie metali: złoto, srebro, chrom — elektroliza (wymuszona redukcja kationów).\n- Wydobycie metali: Cu z roztworu CuSO₄ wypiera Fe (Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu).\n\nMnO₄⁻ = jeden z najsilniejszych utleniaczy używanych w analizie:\n- KMnO₄ = fioletowy, mocno utleniający.\n- W środowisku kwaśnym → Mn²⁺ (jak w zadaniu).\n- W środowisku obojętnym → MnO₂ (brunatny osad).\n- W środowisku zasadowym → MnO₄²⁻ (manganian).\n- Stosowany w miareczkowaniu redoks (manganometria) — oznaczanie żelaza, H₂O₂, ...\n\nCo³⁺ = bardzo silny utleniacz:\n- W roztworach niestabilny — utlenia H₂O do O₂!\n- Stabilizowany w kompleksach (np. [Co(NH₃)₆]³⁺).\n- Witamina B12 ma rdzeń kobaltowy (Co³⁺).\n\nBr₂ w przemyśle:\n- Ekstrakcja z wody morskiej (Cl₂ wypiera Br⁻ → Br₂).\n- Bromki w fotografii, lekach, retardantach ognia.\n\nTypowy błąd: Pułapka 14.1 — kierunek zmiany pH. **pH MALEJE = [H⁺] ROŚNIE**. (pH = -log[H⁺]). Pułapka 14.1 — kierunek reakcji. Standardowe równanie półogniwa pisze się jako **redukcja**. Reakcja zachodzi w przeciwną stronę (utlenianie) gdy półogniwo działa jako **anoda**. Pułapka 14.1 — wybór półogniwa. Aby A działało jako **anoda** (utlenianie), drugie półogniwo musi mieć **wyższy E°** (przyciąga elektrony jako katoda). C (1,82) > A (1,51), więc C ✓. Pułapka 14.2 — schemat ogniwa. Konwencja: po **lewej anoda** (-), po **prawej katoda** (+). Jedna kreska \"|\" = granica faza, podwójna \"||\" = klucz/elektrolit. Pt jest obojętna (elektroda inertna dla redoks w roztworze).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-14.webp","solution_image":null,"topics":"elektrochemia, ogniwa galwaniczne, półogniwa, potencjały redoks, MnO4, Br2, Co3+","page_from":19,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/14.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"14.1","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 14.1. (0-2)\nUzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.\nNastępnie napisz, z którym półogniwem (B albo C) w warunkach standardowych\nnależy połączyć półogniwo A, aby podczas pracy ogniwa malało pH roztworu w tym\npółogniwie.\nAby podczas pracy ogniwa malało pH roztworu w półogniwie A, stężenie jonów H+ musi się\n(zwiększać / zmniejszać). Oznacza to, że w tym półogniwie zachodzi proces\n(redukcji / utleniania), a drugie półogniwo pełni funkcję (anody / katody).\nOpisany warunek spełnia ogniwo zbudowane z półogniwa A połączonego\nz półogniwem","answer":null,"answer_text":"Zadanie 14.1. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nVIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n2) wskazuje utleniacz, reduktor, proces\nutleniania i redukcji w podanej reakcji;\n6) przewiduje kierunek przebiegu reakcji\nutleniania-redukcji na podstawie wartości\npotencjałów standardowych półogniw; pisze\nodpowiednie równana reakcji.\nIX. Elektrochemia. Ogniwa. Zdający:\n1) stosuje pojęcia: […] potencjał\nstandardowy półogniwa […], SEM.\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch zdań oraz poprawny wybór półogniwa.\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch zdań, błędny wybór albo brak wyboru półogniwa\nALBO\n- poprawny wybór półogniwa, błędne uzupełnienie zdań.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nAby podczas pracy ogniwa malało pH roztworu w półogniwie A, stężenie jonów H+ musi się\n(zwiększać / zmniejszać). Oznacza to, że w tym półogniwie zachodzi proces\n(redukcji / utleniania), a drugie półogniwo pełni funkcję (anody / katody).\nOpisany warunek spełnia ogniwo zbudowane z półogniwa A połączonego z półogniwem C.\nUwaga: Każde jednoznaczne wskazanie półogniwa C uznaje się za poprawne.","solution":"Aby pH malało → [H⁺] musi się **ZWIĘKSZAĆ** (mniejsze pH = więcej H⁺). Analiza półogniwa A: - **Reakcja redukcji** (w prawo): MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O. **H⁺ zużywane** → stężenie maleje → pH rośnie. - **Reakcja utleniania** (w lewo): Mn²⁺ + 4 H₂O → MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻. **H⁺ powstaje** → stężenie rośnie → pH **maleje** ✓. Aby pH malało, w półogniwie A musi zachodzić **UTLENIANIE** → A działa jako **anoda**. Drugie półogniwo pełni funkcję **KATODY** (zachodzi redukcja). **Wybór: B czy C?** Aby A działało jako **anoda** (utlenianie zachodzi spontanicznie), drugie półogniwo musi mieć **WYŻSZY potencjał standardowy** (E°), by \"ciągnęło\" elektrony. - E°(A) = +1,51 V. - E°(B) = +1,07 V (NIŻSZE niż A) — nie spełnia warunku. - E°(C) = +1,82 V (WYŻSZE niż A) → spełnia warunek ✓. → **Należy połączyć półogniwo A z półogniwem C**. **W ogniwie A-C**: - **Anoda (A)**: Mn²⁺ + 4 H₂O → MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ (utlenianie, [H⁺] rośnie → pH maleje ✓). - **Katoda (C)**: Co³⁺ + e⁻ → Co²⁺ (redukcja). - SEM = E°(C) - E°(A) = 1,82 - 1,51 = **+0,31 V** > 0 ✓ (spontaniczne).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-14.1.webp","solution_image":null,"topics":"elektrochemia, ogniwa galwaniczne, półogniwa, potencjały redoks, MnO4, Br2, Co3+","page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/14.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"14.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 14.2. (0-1)\nUzupełnij poniższy zapis tak, aby powstał schemat ogniwa galwanicznego\nzbudowanego z półogniw B oraz C generującego prąd w warunkach standardowych.\n(-) Pt    Pt (+)\n14.1.\n0-1-2\n14.2.\n0-1\nMCHP-R0_100\nInformacja do zadań 15.-16.\nGaz LPG, stosowany do napędu samochodów, jest mieszaniną propanu i butanu.\nW zbiorniku z LPG panuje ciśnienie 𝑝, w którym ta mieszanina jest cieczą. W zależności\nod pory roku stosuje się dwa rodzaje LPG: zimowy i letni. Skład przykładowych ciekłych\nmieszanin LPG (w przeliczeniu na stosunek molowy) i odpowiadające im gęstości\nzestawiono w tabeli.\nRodzaj mieszaniny\nzimowy LPG\nletni LPG\n𝑛propanu ∶ 𝑛butanu\n70 : 30\n30 : 70\nGęstość, g ∙cm-3\n(T = 273 K)\n0,54\n0,56\nNa podstawie: https://www.e-petrol.pl\nStandardowe entalpie spalania propanu i butanu podano poniżej.\n∆𝐻propan (g)\no\n= - 2219 kJ · mol-1\n∆𝐻butan (g)\no\n= - 2878 kJ · mol-1","answer":null,"answer_text":"Zadanie 14.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nVIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6) przewiduje kierunek przebiegu reakcji\nutleniania-redukcji na podstawie wartości\npotencjałów standardowych półogniw; pisze\nodpowiednie równana reakcji.\nIX. Elektrochemia. Ogniwa. Zdający:\n1) stosuje pojęcia: półogniwo, anoda,\nkatoda, ogniwo galwaniczne, klucz\nelektrolityczny, potencjał standardowy\npółogniwa […], SEM;\n2) pisze i rysuje schemat ogniwa\nodwracalnego i nieodwracalnego;\n3) pisze równania reakcji zachodzących na\nelektrodach […] ogniwa galwanicznego […];\nprojektuje ogniwo, w którym zachodzi dana\nreakcja chemiczna; pisze schemat tego\nogniwa.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu ogniwa.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\n(-) Pt  Br- , Br2  Co3+, Co2+  Pt (+) ALBO (-) Pt  Br-  Br2  Co3+, Co2+  Pt (+)\nUwaga: W zapisie półogniw zdający może zastosować dowolną kolejność Br- , Br2 oraz\nCo3+, Co2+.\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Ogniwo B + C — porównanie E°: - E°(B) = +1,07 V (niższe). - E°(C) = +1,82 V (wyższe). Półogniwo o **wyższym** E° = **katoda (+)**. Niższe E° = **anoda (-)**. - **Anoda B (-)**: 2 Br⁻ → Br₂ + 2 e⁻. - **Katoda C (+)**: Co³⁺ + e⁻ → Co²⁺. **Schemat ogniwa** (z elektrodami Pt jako obojętne, dla form rozpuszczonych): $$(-) \\text{ Pt } | \\text{ Br}^-(aq), \\text{Br}_2 \\,||\\, \\text{Co}^{3+}(aq), \\text{Co}^{2+}(aq) | \\text{ Pt } (+)$$ **SEM** = E°(C) - E°(B) = 1,82 - 1,07 = **+0,75 V** ✓ (spontaniczne).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-14.2.webp","solution_image":null,"topics":"elektrochemia, ogniwa galwaniczne, półogniwa, potencjały redoks, MnO4, Br2, Co3+","page_from":19,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/15","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"15","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15. (0-2)\nWykonano doświadczenie. Próbkę 1,0 dm3 letniego LPG przeprowadzono w stan gazowy\ni spalono.\nOblicz energię, która wydzieli się do otoczenia w wyniku całkowitego spalenia 1,0 𝐝𝐦𝟑\nletniego LPG. Wynik podaj w kilodżulach. Przyjmij, że wartości entalpii spalania\nwęglowodorów są takie same jak w warunkach standardowych. Załóż, że powyższe\nwartości nie ulegają zmianie wraz ze zmianą temperatury oraz że energia jest\nwymieniana z otoczeniem wyłącznie na sposób ciepła.\nObliczenia:\n15.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 15. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) […] wyjaśnia przebieg procesów\nchemicznych;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nI . Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n1) stosuje pojęcia: […] mol […];\n7) wykonuje obliczenia, z uwzględnieniem\nwydajności reakcji, dotyczące: liczby moli\noraz mas substratów i produktów\n(stechiometria wzorów i równań\nchemicznych), objętości gazów\nw warunkach normalnych, po zmieszaniu\nsubstratów w stosunku stechiometrycznym\ni niestechiometrycznym.\nIV. Kinetyka i statyka chemiczna.\nEnergetyka reakcji chemicznych. Zdający:\n9) stosuje pojęcie standardowej entalpii\nprzemiany; interpretuje zapis ΔH < 0\ni ΔH > 0; […].\nXIII. Węglowodory. Zdający:\n2) opisuje właściwości chemiczne alkanów\nna przykładzie reakcji: spalania […]; pisze\nodpowiednie równania reakcji.\nZasady oceniania\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, ale:\n• popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego\nLUB\n• podanie wyniku z jednostką inną niż kJ\nALBO\n1 pkt - poprawne obliczenie liczby moli C3H8 i C4H10 w 1 dm3 letniego LPG.\n0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.\nPrzykładowe rozwiązania\nSposób 1.\n𝑀propan = 44 g ∙ mol-1 𝑀butan = 58 g ∙ mol-1 𝑚 = 560 g\n𝑑= 𝑚\n𝑉\n{\n44 ⋅𝑛propan + 58 ∙𝑛butan = 560\n𝑛propan = 𝑛butan ⋅\n3\n7\n⇒ 560 =\n44 ∙ 3\n7\n∙𝑛butan + 58 ∙𝑛butan\n𝑛butan = 7,286 mol\n𝑛propan = 3,123 mol\n𝐸= 7,286 ∙2878 + 3,123 ∙2219 = 27 899,05 ≈𝟐𝟕 𝟗𝟎𝟎 (𝐤𝐉)\nSposób 2.\nZałożenie: Mieszanina zawiera 0,3 mol C3H8 i 0,7 mol C4H10.\nEnergia wydzielona ze spalenia takiej mieszaniny:\n𝐸= 0,3 mol ∙(2219 kJ ∙mol-1) + 0,7 mol ∙(2878 kJ ∙mol-1) = 2 680 kJ\nMasa tej mieszaniny:\n𝑚= 0,3 mol ∙44 g ∙mol-1 + 0,7 mol ∙58 g ∙mol-1 = 53,8 g\nObjętość tej mieszaniny:\n𝑉=\n53,8 g\n0,56 g ∙ cm-3 = 96,1 cm3\n96,1 cm3 2 680 kJ\n1000 cm3 𝑥\n𝑥= 27 887,62 ≈𝟐𝟕 𝟗𝟎𝟎 (𝐤𝐉)\nUwaga 1.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.\nZa poprawny uznaje się każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej\npoprawnej metody i poprawnych obliczeń.\nUwaga 2.: Podanie wyniku końcowego ze znakiem minus skutkuje utratą 1 pkt.","solution":"Odpowiedź: **Krok 1**: masa całkowita LPG. - V = 1,0 dm³ = **1000 cm³**. - m_LPG = V · ρ = 1000 · 0,56 = **560 g**. **Krok 2**: skład molowy. - Stosunek n_propan : n_butan = 30 : 70 = **3 : 7**. - Niech n_propan = 3x, n_butan = 7x. **Krok 3**: masy molowe. - M(C₃H₈) = 3·12 + 8·1 = **44 g/mol**. - M(C₄H₁₀) = 4·12 + 10·1 = **58 g/mol**. **Krok 4**: bilans masy. - m_propan = 3x · 44 = **132x g**. - m_butan = 7x · 58 = **406x g**. - m_LPG = 132x + 406x = **538x g** = 560 g. - **x = 560 / 538 = 1,041**. **Krok 5**: liczba moli każdego węglowodoru. - n_propan = 3 · 1,041 = **3,123 mol**. - n_butan = 7 · 1,041 = **7,287 mol**. **Krok 6**: energia wydzielona (entalpia spalania jest **ujemna**, więc energia wydzielona = |ΔH| · n): - E_propan = 2219 · 3,123 = **6 929 kJ**. - E_butan = 2878 · 7,287 = **20 972 kJ**. - **E_total = 6 929 + 20 972 = 27 901 kJ ≈ 27 900 kJ**. **Odpowiedź**: **E ≈ 27 900 kJ** (≈ 2,79·10⁴ kJ) energii wydziela się do otoczenia w wyniku spalenia 1,0 dm³ letniego LPG.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — entalpia spalania\n\nEntalpia spalania ΔH°_c = energia wydzielona/pochłonięta w standardowym spalaniu 1 mola substancji (T=298 K, p=1 atm), z wodą jako ciekłą.\n\nSpalanie węglowodorów:\n- C_nH_(2n+2) + (3n+1)/2 O₂ → n CO₂ + (n+1) H₂O.\n- ΔH°_c ujemne (egzotermiczne) — spalanie wydziela energię.\n\nWęglowodór | ΔH°_c (kJ/mol) | Wzór\nCH₄ (metan) | -890 | główny składnik gazu ziemnego\nC₂H₆ (etan) | -1560\nC₃H₈ (propan) | -2219 | LPG\nC₄H₁₀ (butan) | -2878 | LPG\nC₆H₁₄ (heksan) | -4163 | benzyna\nC₈H₁₈ (oktan) | -5470 | benzyna premium\n\nWzór ogólny: entalpia rośnie proporcjonalnie do liczby atomów C (każdy CH₂ dodaje ~659 kJ/mol).\n\nMechanizm: zliczanie moli z mieszaniny\n\nStosunek molowy w letnim LPG: 30 : 70 (propan : butan) = 3 : 7.\n\nMasa molowa każdego:\n- C₃H₈: 44 g/mol.\n- C₄H₁₀: 58 g/mol.\n\nBilans masy: w mieszaninie 1000 cm³ × 0,56 g/cm³ = 560 g.\n\nJeśli n_propan = 3x i n_butan = 7x, to:\nm = 3x · 44 + 7x · 58 = 132x + 406x = 538x g.\n\n538x = 560 → x = 1,041.\n\nLiczby moli:\n- n_propan = 3 · 1,041 = 3,123 mol.\n- n_butan = 7 · 1,041 = 7,287 mol.\n\nMechanizm: energia spalania\n\nEnergia wydzielona = (-) ΔH × liczba moli:\n\n$$E = |\\Delta H_{propan}| \\cdot n_{propan} + |\\Delta H_{butan}| \\cdot n_{butan}$$\n\n$$E = 2219 \\cdot 3,123 + 2878 \\cdot 7,287$$\n\n$$E = 6929 + 20972 = 27901 \\text{ kJ}$$\n\nE ≈ 27 900 kJ lub 27,9 MJ.\n\nPorównanie z innymi paliwami\n\nPaliwo | Energia (kJ/L)\nBenzyna | ~32 000 kJ/L\nLPG letni | ~27 900 kJ/L (zadanie!)\nLPG zimowy (więcej propanu) | ~26 000 kJ/L (propan ma niższą gęstość energii na L)\nDiesel | ~36 000 kJ/L\nBioethanol E85 | ~21 000 kJ/L\nDrewno | ~15 000 kJ/L\nBateria Li-ion | ~1 000 kJ/L (znacznie mniej!)\n\nLPG ma niższą gęstość energii niż benzyna, ale jest tańszy i ma niższe emisje CO₂/CO.\n\nDlaczego \"letni\" vs \"zimowy\" LPG?\n\nPropan wrze w -42°C, butan w -1°C.\n\nZimowy LPG (więcej propanu, 70:30): butan zamarza w mrozie → propan utrzymuje płynność.\n\nLetni LPG (więcej butanu, 30:70): butan tańszy, dobrze paruje w lecie. Zimą zamarzałby + nie parował.\n\nW Polsce regulacje wymagają różnych mieszanek dla różnych pór roku — ważne dla zapewnienia pracy silnika.\n\nPunktacja CKE\n\n- 15. 2 pkt:\n- 1 pkt: obliczenia liczby moli propanu i butanu.\n- 1 pkt: poprawna energia ≈ 27 900 kJ (±200).\n\nPo co to umieć\n\nLPG (Liquefied Petroleum Gas) w Polsce:\n- ~20% samochodów ma instalację LPG.\n- Sprężony do ~5 atm (skroplony) w zbiornikach.\n- Tańsze od benzyny o ~50%, ale mniej energii na litr.\n- Niższe emisje CO₂, PM2.5, NOx.\n\nTermochemia w inżynierii:\n- Bilans energii elektrowni cieplnych (~30-40% sprawność).\n- Projektowanie silników (Carnot, Otto, Diesel).\n- Domowe ogrzewanie: gaz ziemny (CH₄) vs LPG vs węgiel vs olej.\n\nSpalanie zupełne vs niezupełne:\n- Zupełne (z O₂ w nadmiarze): C_nH_m + O₂ → CO₂ + H₂O. Maksimum energii.\n- Niezupełne (brak O₂): C_nH_m → CO (toksyczny!) lub sadza C. Mniej energii + zatrucia.\n\nStandardowe entalpie tworzenia/spalania = wartości tabelaryczne w tablicach chemicznych. Wymagane na maturze + w obliczeniach inżynierskich.\n\nBomba kalorymetryczna (urządzenie laboratoryjne) — eksperymentalne mierzenie ΔH_c. Próbka spalana w O₂, ciepło absorbowane przez wodę, T mierzona → ΔH_c obliczane.\n\nGlobalne emisje CO₂ z paliw kopalnych (2024):\n- 36 mld ton CO₂/rok.\n- ~25% z transportu (benzyna, diesel, LPG).\n- Łączna efektywność spalania paliw kopalnych ≈ 35%.\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie stosunku molowego z masowym. Stosunek 30:70 to **mol** (n), nie masa. Trzeba obliczyć masy z mas molowych. Pułapka — pomylenie znaku ΔH. ΔH_spalania < 0 (egzotermiczne). **Energia wydzielona = |ΔH|** (wartość bezwzględna, dodatnia liczba). Pułapka — pomyłka w gęstości. ρ = 0,56 g/cm³, V = 1000 cm³ → m = 560 g. NIE 0,56 kg (= 560 g, tak samo, ale w innym kontekście).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-15.webp","solution_image":null,"topics":"termochemia, entalpia spalania, LPG, propan, butan, gęstość, stechiometria","page_from":20,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/16","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"16","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 16. (0-1)\nUzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.\nIlość energii wydzielana podczas całkowitego spalania 1,0 dm3 zimowego LPG\njest (mniejsza niż / taka sama jak / większa niż) ilość energii wydzielana podczas\ncałkowitego spalania tej samej objętości letniego LPG.\nIlość CO2 emitowanego do atmosfery podczas spalania 1,0 dm3 LPG jest większa\nw przypadku (letniego / zimowego) LPG.\n16.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 16. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) […] wyjaśnia przebieg procesów\nchemicznych;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nI . Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n1) stosuje pojęcia: […] mol […];\n7) wykonuje obliczenia, z uwzględnieniem\nwydajności reakcji, dotyczące: liczby moli\noraz mas substratów i produktów\n(stechiometria wzorów i równań\nchemicznych), objętości gazów\nw warunkach normalnych, po zmieszaniu\nsubstratów w stosunku stechiometrycznym\ni niestechiometrycznym.\nIV. Kinetyka i statyka chemiczna.\nEnergetyka reakcji chemicznych. Zdający:\n9) […] określa efekt energetyczny reakcji\nchemicznej na podstawie wartości entalpii.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch zdań.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nRozwiązanie\nIlość energii wydzielana podczas całkowitego spalania 1,0 dm3 zimowego LPG\njest (mniejsza niż / taka sama jak / większa niż) ilość energii wydzielana podczas\ncałkowitego spalania tej samej objętości letniego LPG.\nIlość CO2 emitowanego do atmosfery podczas spalania 1,0 dm3 LPG jest większa\nw przypadku (letniego / zimowego) LPG.","solution":"Odpowiedź: **Energia ze spalania zimowego LPG**: m(zimowy) = 1000 · 0,54 = **540 g**. Stosunek molowy 70:30 (propan:butan) = 7:3. Niech n_propan = 7x, n_butan = 3x. - m = 7x · 44 + 3x · 58 = 308x + 174x = 482x = 540. - x = 540 / 482 = **1,120**. - n_propan = 7,84 mol, n_butan = 3,36 mol. E_zimowy = 7,84 · 2219 + 3,36 · 2878 = **17 397 + 9 670 = 27 067 kJ ≈ 27 100 kJ**. E_letni z poprzedniego zadania = **~27 900 kJ**. **Porównanie**: 27 100 < 27 900 → **zimowy LPG wydziela MNIEJSZĄ energię** niż letni (przy tej samej objętości). **Ilość CO₂ emitowana** (1 mol propanu → 3 mol CO₂; 1 mol butanu → 4 mol CO₂): - **Zimowy**: n_CO₂ = 7,84 · 3 + 3,36 · 4 = 23,5 + 13,4 = **36,9 mol CO₂**. - **Letni**: n_CO₂ = 3,12 · 3 + 7,29 · 4 = 9,4 + 29,2 = **38,5 mol CO₂**. **Letni emituje więcej CO₂** (38,5 > 36,9 mol — różnica ~4%). **Odpowiedzi**: - Energia z zimowego LPG jest **mniejsza niż** ze spalania letniego LPG. - Więcej CO₂ emituje **letni** LPG.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nPorównanie LPG — tabela\n\nCecha | Zimowy LPG | Letni LPG\nSkład molowy (propan:butan) | 70:30 | 30:70\nGęstość (g/cm³) | 0,54 | 0,56\nMasa 1 dm³ | 540 g | 560 g\nn_propan (mol) | 7,84 | 3,12\nn_butan (mol) | 3,36 | 7,29\nEnergia (kJ) | ~27 100 | ~27 900\nCO₂ (mol) | 36,9 | 38,5\nCO₂ / kJ | ~1,36·10⁻³ | ~1,38·10⁻³\n\nWnioski:\n- Letni LPG: więcej energii + więcej CO₂ (oba przez większy udział butanu).\n- Emisja CO₂ na jednostkę energii podobna dla obu mieszanek.\n\nMechanizm: dlaczego butan daje więcej energii niż propan?\n\nButan (C₄H₁₀): więcej atomów C i H niż propan (C₃H₈).\n- Spalanie 1 mol propanu: C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O. ΔH = -2219 kJ.\n- Spalanie 1 mol butanu: C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O. ΔH = -2878 kJ.\n\nButan dłuższy = więcej wiązań C-H + C-C → więcej energii zwolnionej w spalaniu.\n\nNa atom C:\n- Propan: 2219/3 = 740 kJ/mol C.\n- Butan: 2878/4 = 720 kJ/mol C.\n\nPodobnie efektywne na atom C, ale butan ma więcej atomów C → więcej energii na cząsteczkę.\n\nPunktacja CKE\n\n- 16. 1 pkt — oba wybory (mniejsza + letni).\n\nPo co to umieć\n\nDlaczego dwie wersje LPG?:\n- Zimowy LPG (70% propan) — propan wrze w -42°C → parowanie zimą OK. Butan wrze w -1°C → w mrozie nie paruje, silnik nie pracuje na LPG.\n- Letni LPG (70% butan) — butan tańszy. Wystarczy do parowania w temperaturach &gt;5°C. W zimie zawiódłby.\n\nEmisje samochodowe:\n- Spalanie LPG = mniej cząstek stałych (PM2.5) + mniej NOx niż diesel.\n- ~10% mniej CO₂ na km niż benzyna (zależy od silnika).\n- Wymagana modyfikacja silnika (instalacja LPG) — koszt ~3000-5000 zł.\n\nGlobalna konsumpcja LPG (2024):\n- ~300 mln ton/rok.\n- Polska: ~3 mln ton/rok (jeden z największych konsumentów w UE).\n- Główne źródła: rafinerie + wydobycie gazu ziemnego.\n\nBioplyn = analog LPG ale z biomasy (mieszanka CH₄ + CO₂). Odnawialne źródło.\n\nTypowy błąd: Pułapka — odwrotny kierunek. Letni LPG ma więcej **butanu** (większego węglowodoru), który daje **więcej energii NA MOL** (2878 vs 2219), ale w 1 dm³ jest **mniej moli całkowicie** (mniejsza gęstość energii na mol = większa cząsteczka). Klucz: letni LPG MIMO większej zawartości butanu daje **WIĘCEJ** energii na dm³ (bo butan ma więcej energii niż propan). Pułapka — niewłaściwe stechiometrie CO₂. Propan C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O. Butan C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-16.webp","solution_image":null,"topics":"termochemia, LPG, propan, butan, porównanie spalania, CO2","page_from":21,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/17","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"17","points":3,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 17.\nReakcja addycji halogenowodorów do niesymetrycznych alkenów zwykle przebiega zgodnie\nz regułą Markownikowa. Również przyłączenie cząsteczki wody do podwójnego wiązania,\nktóre zachodzi w środowisku kwasowym, prowadzi do powstania alkoholu o możliwie\nnajwyższej rzędowości. Odstępstwa od tej reguły obserwuje się w reakcjach addycji wody\nprzebiegających z udziałem wodorku boru (BH3) i nadtlenku wodoru (H2O2) w obecności jonów\nwodorotlenkowych (OH-). Takie postępowanie pozwala uzyskać alkohol, który jest produktem\nreakcji przebiegającej niezgodnie z regułą Markownikowa.\nNa podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **Reakcja 1**: produkt = 3-etylo-3-pentanol (alkohol III-rzędowy). Aby otrzymać OH na **bardziej rzędowym C** (C3 = III-rzędowy w pentanie) — **zgodnie z Markownikowem**: **Alken**: **CH₃-CH=C(C₂H₅)-CH₂-CH₃** (3-etylo-2-penten lub równoważnie 3-etylo-2-pentene). **Warunki**: **H₂O, kat. H⁺** (np. H₂SO₄ rozc. lub H₃PO₄). Mechanizm: - Alken: CH₃-CH=C(C₂H₅)-CH₂-CH₃. - +H⁺ → karbokation 3°-rzędowy (najstabilniejszy): CH₃-CH₂-C⁺(C₂H₅)-CH₂-CH₃. - +H₂O, -H⁺ → CH₃-CH₂-C(OH)(C₂H₅)-CH₂-CH₃ (Markownikow). **Reakcja 2**: produkt = 2-metylo-1-butanol (alkohol I-rzędowy). Aby otrzymać OH na **mniej rzędowym C** (C1 = I-rzędowy) — **niezgodnie z Markownikowem** (anti-Markownikow): **Alken**: **CH₂=C(CH₃)-CH₂-CH₃** (2-metylo-1-buten). **Warunki**: **1) BH₃**, **2) H₂O₂ / OH⁻** (hydroboracja-oksydacja). Mechanizm: - Alken: CH₂=C(CH₃)-CH₂-CH₃. - +BH₃: bór wchodzi na **mniej zatłoczony** C (= mniej rzędowy = CH₂), H na bardziej rzędowy C (= z metylem). - Pośredni: BH₂-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₃. - +H₂O₂/OH⁻: zamiana B-C na HO-C → HO-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ = **2-metylo-1-butanol** (anti-Markownikow).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — reguła Markownikowa\n\nReguła Markownikowa (1869): w addycji HX (lub H₂O w środowisku kwaśnym) do niesymetrycznego alkenu:\n- H przyłącza się do C z większą liczbą H (mniej rzędowy).\n- X (lub OH) przyłącza się do C z mniejszą liczbą H (bardziej rzędowy).\n\nMechanizm: powstaje najstabilniejszy karbokation (3°-rzędowy &gt; 2°-rzędowy &gt; 1°-rzędowy).\n\nPrzykład: propen + HCl:\n- CH₂=CH-CH₃ + HCl → CH₃-CHCl-CH₃ (2-chloropropan, NIE 1-chloropropan).\n\nW zadaniu (reakcja 1):\n- 3-etylo-2-penten (CH₃-CH=C(C₂H₅)-CH₂-CH₃).\n- C2 ma 1 H, C3 ma 0 H (więcej podstawników).\n- Markownikow: H na C2, OH na C3 → 3-etylo-3-pentanol (III-rzędowy).\n\nKlucz pojęciowy — hydroboracja-oksydacja\n\nHydroboracja (H.C. Brown, Nobel 1979):\n1. Etap 1: BH₃ + alken → alkilobor R-BH₂.\n- Bór wchodzi na mniej zatłoczony C (regioselektywność anti-Markownikow).\n2. Etap 2: R-BH₂ + H₂O₂ + OH⁻ → R-OH.\n- Zachowanie pozycji B (utrata grupy BH₂ → OH zostaje).\n\nSkutek: OH na mniej rzędowym C (przeciwnie do reguły Markownikowa).\n\nW zadaniu (reakcja 2):\n- 2-metylo-1-buten (CH₂=C(CH₃)-CH₂-CH₃).\n- C1 (CH₂=) jest mniej zatłoczony niż C2 (z metylem + etylem).\n- Hydroboracja: B na C1, H na C2.\n- Po utlenieniu: OH na C1 → 2-metylo-1-butanol (I-rzędowy).\n\nMechanizm: dlaczego BH₃ wchodzi na mniej rzędowy C?\n\nPrzyczyna: zawada steryczna.\n- Atom B (mały) + 3 atomy H tworzą \"BH₂-\" grupę, która woli mniej zatłoczone otoczenie.\n- Bardziej rzędowy C jest \"zatłoczony\" przez podstawniki → trudniej tam wciągnąć B.\n\nEfekt elektroniczny: BH₃ nieco elektrofilowy (puste orbitale na B), ale dominuje zawada.\n\nKlucz pojęciowy — rzędowość alkoholu\n\nRzędowość | Liczba C połączonych z C-OH | Przykład\nI-rzędowy (1°) | 1 (lub 0) | CH₃-CH₂-CH₂-OH (1-propanol)\nII-rzędowy (2°) | 2 | CH₃-CH(OH)-CH₃ (2-propanol)\nIII-rzędowy (3°) | 3 | (CH₃)₃C-OH (tert-butanol)\n\nW zadaniu:\n- Reakcja 1: 3-etylo-3-pentanol = (C₂H₅)(CH₂CH₃)(CH₂CH₃)C-OH → 3 grupy etylowe na C-OH → III-rzędowy ✓.\n- Reakcja 2: 2-metylo-1-butanol = HO-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ → 1 grupa na C-OH (i 2 H) → I-rzędowy ✓.\n\nPunktacja CKE\n\n- 17.1. 2 pkt — oba alkeny + warunki. 1 pkt za 1/2 poprawnych.\n\nPo co to umieć\n\nReguła Markownikowa = fundament chemii organicznej:\n- Wszystkie reakcje elektrofilowej addycji do alkenów (HX, H₂O, X₂).\n- Wyjaśnia regioselektywność w syntezie.\n- Klucz dla syntezy farmaceutycznej (kontrola izomerii).\n\nHydroboracja-oksydacja = przełomowa metoda Browna (1956, Nobel 1979):\n- Pozwala odwrócić regioselektywność.\n- Łagodne warunki (T pokojowa).\n- Wysoka stereo- i regio-selektywność.\n- Stosowana w syntezie naturalnych produktów + leków.\n\nAlkohole w przemyśle:\n- III-rzędowe (np. tert-butanol) — rozpuszczalniki, dodatki paliw, syntety.\n- II-rzędowe (np. izopropanol) — antyseptyki, rozpuszczalniki, kosmetyki.\n- I-rzędowe (np. etanol, butanol) — paliwa, biopaliwa, rozpuszczalniki.\n\nSynteza biologiczna: w organizmach enzymy (hydratazy) ostro kontrolują regioselektywność. Na przykład cytochromy P450 utleniają konkretne C w substratach.\n\nReakcje addycji w przemyśle:\n- Polietylen (PE): n CH₂=CH₂ → (-CH₂-CH₂-)ₙ. Najbardziej produkowane tworzywo.\n- Polipropylen (PP): n CH₂=CH(CH₃) → polimer.\n- PVC (polichlorek winylu): addycja Cl₂ + dehydrohalogenacja, polimeryzacja.\n\nMarkownikow w pamięci — proste prawo: \"rich gets richer\" (bogaty staje się bogatszy). C z większą liczbą H dostaje jeszcze jeden H. C z mniejszą liczbą H dostaje OH/X.\n\nTypowy błąd: Pułapka 1 — pomylenie alkenu. Klucz: **odwrotny kierunek** addycji daje **inny alken**. - Markownikow: alken z C=C otaczany przez większą grupę → OH na bardziej rzędowym (alkohol III- lub II-rzędowy). - Anti-Markownikow: alken końcowy (CH₂=) → OH na końcowym CH₂ (alkohol I-rzędowy). Pułapka 2 — warunki. **H₂O + H⁺** = Markownikow. **BH₃ + H₂O₂/OH⁻** = anti-Markownikow (hydroboracja). Pułapka — pisanie nazwy zamiast wzoru. Zadanie pyta o **wzór półstrukturalny** (grupowy), np. CH₃-CH=C(C₂H₅)-CH₂-CH₃, nie nazwę systematyczną.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-17.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, alkeny, reguła Markownikowa, hydroboracja, addycja wody, kamfen","page_from":22,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/17.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"17.1","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 17.1. (0-2)\nUzupełnij poniższe schematy. Napisz w każdym z nich:\n• wzór półstrukturalny (grupowy) alkenu - organicznego substratu przemiany\n• niezbędne warunki prowadzenia procesu.\nCH2\nC\nCH2\nOH\nCH3\nCH3\nCH2\nCH3\nCH2\nCH\nCH2\nCH3\nOH\nCH3\nH2O\nH2O\n17.1.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 17.1. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł;\n4) konstruuje […] schematy […].\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […];\n6) stosuje poprawną terminologię.\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n2) stosuje pojęcia: […] rzędowość\nw związkach organicznych, izomeria\nkonstytucyjna (szkieletowa, położenia, grup\nfunkcyjnych) […].\nXIII. Węglowodory. Zdający:\n3) opisuje właściwości chemiczne alkenów\nna przykładzie reakcji: […] addycji: […] H2O\n[…]; przewiduje produkty reakcji\nprzyłączenia cząsteczek niesymetrycznych\ndo niesymetrycznych alkenów na podstawie\nreguły Markownikowa (produkty główne\ni uboczne) […].\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch schematów.\n1 pkt - poprawne uzupełnienie jednego schematu.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Schemat 1** (Markownikow - produkt = alkohol III-rzędowy):\n\\[\\ce{CH3-CH2-C(=CH-CH3)-CH2-CH3} \\xrightarrow[\\text{H+ albo H3O+}]{\\ce{H2O}} \\ce{CH3-CH2-C(OH)(CH2-CH3)-CH2-CH3}\\]\n(Substrat: 3-etylo-2-penten lub 3-metylo-2-penten z odpowiednią rozgałęzioną strukturą; warunki: H₂O + kwas → kierunek Markownikowa)\n\n**Schemat 2** (anty-Markownikow - produkt = alkohol I-rzędowy):\n\\[\\ce{CH3-CH2-C(CH3)=CH2} \\xrightarrow[\\ce{BH3, H2O2, OH-}]{} \\ce{CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-OH}\\]\n(Substrat: 2-metylo-1-buten; warunki: BH₃/H₂O₂/OH⁻)\n\n## Sposób 1 - Cofnięcie reakcji od produktu\n\n**Schemat 1:** Produkt to alkohol III-rzędowy → grupa OH przy atomie C trzeciorzędowym (połączonym z 3 atomami węgla). Reguła Markownikowa: H idzie do C z większą liczbą atomów H, OH do C z mniejszą.\n\nUsunięcie H₂O: alken miał wiązanie C=C między C3 a C2 (lub C4). Substrat: 3-metylo-2-penten lub podobny rozgałęziony alken.\n\n**Schemat 2:** Produkt to alkohol I-rzędowy (CH₂-OH na końcu). Anti-Markownikow → OH idzie do C z większą liczbą H (to jest C terminalny CH₂).\nSubstrat: 2-metylo-1-buten (\\(\\ce{CH3-CH2-C(CH3)=CH2}\\)).\n\n## Sposób 2 - Logika reguł\n\nMarkownikow (z H⁺): produkt o wyższej rzędowości, bo karbokation pośredni jest stabilizowany.\nAnti-Markownikow (z BH₃): mechanizm wojskowy/syn - boron przyłącza się do mniej zatłoczonego końca, potem utlenianie daje OH na tym samym C.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu kluczowa jest reguła Markownikowa (z chemii organicznej, NIE z karty wzorów).\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Klucz CKE: 2 pkt = oba schematy. Brakuje jednego = 1 pkt.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** WARUNKI nad strzałką są obowiązkowe (H⁺ albo H₃O⁺ dla Markownikowa; BH₃, H₂O₂, OH⁻ dla anti-).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wzór półstrukturalny - pisz wszystkie grupy CH₃, CH₂, CH oddzielnie (a nie szkielet).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZadanie za 0-2 pkt.\n- **2 pkt** - poprawne uzupelnienie dwoch schematow: addycja H2O/H+ wg Markownikowa (alkohol III-rzedowy) oraz hydroborowanie BH3/H2O2/OH- anty-Markownikow (alkohol I-rzedowy).\n- **1 pkt** - poprawne uzupelnienie jednego schematu.\n- **0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryteriow albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-17.1.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 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/17.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"17.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 17.2. (0-1)\nKamfen jest składnikiem wielu olejków eterycznych.\nUzupełnij wzory produktów przemian opisanych poniższymi schematami:\n• addycji HBr przebiegającej zgodnie z regułą Markownikowa\n• addycji H2O przebiegającej niezgodnie z regułą Markownikowa.\nkamfen\nkamfen\n17.2.\n0-1\nHBr\nCH3\nCH3\nCH\nH2C\nH2C\nCH\nC\nC\nCH2\nCH2\nCH3\nCH3\nCH\nH2C\nH2C\nCH\nC\nC\nCH2\nCH2\nH2O\nCH3\nCH3\nCH\nH2C\nH2C\nCH\nC\nC\nCH2\nCH2\nCH3\nCH3\nCH\nH2C\nH2C\nCH\nC\nC\nCH2\nCH2\nMCHP-R0_100\nInformacja do zadań 18.-20.\nPoniżej przedstawiono wzór 1,4-dimetylobenzenu, czyli p-ksylenu.\nCH3\nCH3\nTen związek reaguje z bromem zarówno pod wpływem światła, jak i w obecności żelaza.\nNa podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 17.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł;\n3) konstruuje […] schematy […].\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […];\n6) stosuje poprawną terminologię.\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n2) stosuje pojęcia: […] rzędowość\nw związkach organicznych, izomeria\nkonstytucyjna (szkieletowa, położenia, grup\nfunkcyjnych) […].\nXIII. Węglowodory. Zdający:\n3) opisuje właściwości chemiczne alkenów\nna przykładzie reakcji: […] addycji: […] HBr,\nH2O […]; przewiduje produkty reakcji\nprzyłączenia cząsteczek niesymetrycznych\ndo niesymetrycznych alkenów na podstawie\nreguły Markownikowa (produkty główne\ni uboczne) […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch wzorów produktów.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nkamfen\nHBr\nCH3\nCH3\nCH\nH2C\nH2C\nCH\nC\nC\nCH2\nCH2\nCH3\nCH3\nCH\nH2C\nH2C\nCH\nC\nC\nCH2\nCH2\nH\nBr\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nkamfen","solution":"## Poprawna odpowiedź: produkty addycji do egzocyklicznego wiązania \\ce{C=CH2} kamfenu\n\n**Addycja \\ce{HBr} (Markownikow):**\nBr dołącza do **pierścieniowego** węgla \\ce{C3} (bardziej podstawiony), H dołącza do zewnętrznego \\ce{=CH2} → staje się \\ce{-CH3}.\n→ Produkt: trzeciorzędowy bromek z grupą \\ce{-CH3} i \\ce{-Br} na \\ce{C3}.\n\n**Addycja \\ce{H2O} (anty-Markownikow):**\nOH dołącza do **zewnętrznego** \\ce{=CH2} (mniej podstawiony) → staje się \\ce{-CH2OH}, H dołącza do \\ce{C3}.\n→ Produkt: pierwszorzędowy alkohol z grupą hydroksymetylową \\ce{-CH2OH}.\n\n## Sposób 1 - identyfikacja podstawienia węgli i zastosowanie reguły\n\n**Krok 1 - Zidentyfikuj wiązanie podwójne w kamfenie**\n\nKamfen to bicykliczny monterpen o szkielecie bicyklo[2.2.1]heptanu z **egzocyklicznym** wiązaniem \\ce{C=CH2} przy \\ce{C3}:\n\n\\[\n\\text{kamfen:}\\quad \\underbrace{C_3}_{\\text{pierścieniowy, bardziej podstawiony}} = \\underbrace{CH_2}_{\\text{zewnętrzny, mniej podstawiony, terminal}}\n\\]\n\n\\ce{C3} jest połączony z dwoma atomami węgla pierścienia (\\ce{C2} i \\ce{C4}) → **bardziej podstawiony** (trzeciorzędowy charakter).\n\\ce{=CH2} (terminal) ma 2 atomy H, żadnego podstawnika węglowego → **mniej podstawiony**.\n\n**Krok 2a - Addycja \\ce{HBr} ZGODNIE z regułą Markownikowa**\n\n> Reguła Markownikowa: H⁺ przyłącza się do węgla **z większą liczbą atomów H** (mniej podstawionego); X⁻ do węgla **bardziej podstawionego**.\n\n\\[\n\\ce{C3=CH2} + \\ce{HBr} \\xrightarrow{\\text{Markownikow}} \\ce{C3(Br)-CH3}\n\\]\n\n- \\ce{H} → węgiel zewnętrzny (\\ce{=CH2 -> -CH3})\n- \\ce{Br} → \\ce{C3} pierścieniowy (bardziej podstawiony → trwalszy karbokation trzeciorzędowy w kroku pośrednim)\n\nProdukt: **trzeciorzędowy bromek** - szkielet bicykliczny z \\ce{-Br} i \\ce{-CH3} na \\ce{C3}\n\n**Krok 2b - Addycja \\ce{H2O} NIEZGODNIE z regułą Markownikowa**\n\n> Anty-Markownikow: \\ce{OH} trafia na węgiel **mniej podstawiony** (zwykle w wyniku hydroborowania-utlenienia \\ce{BH3}/\\ce{H2O2}, lub zaznaczono warunek w zadaniu).\n\n\\[\n\\ce{C3=CH2} + \\ce{H2O} \\xrightarrow{\\text{anty-Markownikow}} \\ce{C3(H)-CH2OH}\n\\]\n\n- \\ce{OH} → węgiel zewnętrzny (\\ce{=CH2 -> -CH2OH}) - pierwszorzędowa grupa hydroksylowa\n- \\ce{H} → \\ce{C3} pierścieniowy\n\nProdukt: **pierwszorzędowy alkohol** - szkielet bicykliczny z grupą \\ce{-CH2OH} zamiast egzocyklicznego \\ce{=CH2}\n\n## Sposób 2 - mechanizm karbokationowy (weryfikacja dla HBr)\n\nAddycja elektrofilowa \\ce{HBr} przebiega przez karbokation:\n\n**Krok 1 - protonowanie:**\n\\[\n\\ce{C3=CH2 + H+ ->} \\begin{cases} \\text{karbokation na } C_3: \\ce{C3+(Br^-) - CH3}} & \\text{(trzeciorzędowy, trwały)} \\\\ \\text{karbokation na } CH_2: \\ce{C3 - CH2+}} & \\text{(pierwszorzędowy, NIEtrwały)} \\end{cases}\n\\]\n\n**Krok 2 - atak \\ce{Br-}:**\nTrwalszy karbokation (trzeciorzędowy na \\ce{C3}) ulega atakowi \\ce{Br-}:\n\\[\n\\ce{^{+}C3-CH3 + Br- -> BrC3-CH3}\n\\]\n\nWynik **zgodny ze sposobem 1** → Br na C3, metyl na egzowęglu. ✓\n\nDla **anty-Markownikowa** mechanizm wolnorodnikowy lub hydroborowanie dają odwrotną regioselektywność - \\ce{OH}/\\ce{Br} ląduje na \\ce{CH2} (mniej podstawionym), bo rodnik/bor nie tworzy trwałego karbokationu.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z liczbowych wartości z karty wzorów. Karta CKE EM2023 **nie zawiera** reguły Markownikowa wprost - to wiedza mechanistyczna z kursu organiki.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 7 - Wpływ kierujący podstawników** (dotyczy pierścieni aromatycznych, ale pokazuje zasadę, że podstawniki decydują o miejscu ataku elektrofilowego - analogia do reguły Markownikowa)\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd - odwrócenie reguły: Br dołącza do CH₂ (mniej podstawionego). To jest addycja NIEZGODNA z Markownikowem - nie myląc z poleceniem!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Anty-Markownikow addycja wody NIE zachodzi przez zwykłe zakwaszenie. Wymaga specyficznych warunków (hydroborowanie-utlenienie). W zadaniu maturalnym wystarczy znać regioselektywność (gdzie \\ce{OH} trafia) - nie musisz znać mechanizmu hydroborowania.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wiązanie w kamfenie jest **egzocykliczne** (jeden węgiel należy do pierścienia, drugi jest zewnętrzny). Nie myląc z endocyklicznym (obydwa wewnątrz pierścienia) - wtedy analiza podstawienia może się różnić.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZadanie za 0-1 pkt.\n- **1 pkt** - poprawne uzupelnienie dwoch wzorow produktow addycji do egzocyklicznego wiazania C=CH2 kamfenu (HBr wg Markownikowa, H2O wg anty-Markownikowa zgodnie z kluczem).\n- **0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-17.2.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 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/18","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"18","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18. (0-1)\nUzupełnij tabelę. Napisz nazwę typu reakcji p-ksylenu z bromem pod wpływem światła\ni w obecności żelaza (addycja, eliminacja albo substytucja) oraz nazwę mechanizmu\n(elektrofilowy, nukleofilowy albo rodnikowy), według którego przebiega każda z tych\nreakcji.\nReakcja p-ksylenu z bromem\npod wpływem światła\nw obecności Fe\nTyp reakcji\nMechanizm reakcji\n18.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n7) klasyfikuje reakcje związków organicznych\nze względu na typ procesu (addycja,\neliminacja, substytucja, polimeryzacja,\nkondensacja) i mechanizm reakcji\n(elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy);\nwyjaśnia mechanizmy reakcji; pisze\nodpowiednie równania reakcji.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie trzech pól tabeli.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nReakcja p-ksylenu z bromem\npod wpływem światła\nw obecności Fe\nTyp reakcji\nsubstytucja\nMechanizm reakcji\nrodnikowy\nelektrofilowy\nOH\nH\nH2O\nCH3\nCH3\nCH\nH2C\nH2C\nCH\nC\nC\nCH2\nCH2\nCH3\nCH3\nCH\nH2C\nH2C\nCH\nC\nC\nCH2\nCH2","solution":"Odpowiedź: | | Pod wpływem światła | W obecności Fe | |---|---|---| | **Typ reakcji** | **substytucja** | **substytucja** | | **Mechanizm** | **rodnikowy** | **elektrofilowy** | **Pod wpływem światła (hν)** — **substytucja rodnikowa** w **łańcuchu bocznym** (na grupach metylowych): - Br₂ pod wpływem hν → 2 Br• (homoliza wiązania Br-Br). - Br• atakuje C-H grupy metylowej (C ze szlachetnym H, benzylowym). - Produkty: pochodne **CH₂Br** (np. 1-bromometylo-4-metylobenzen). - **Pierścień aromatyczny nie reaguje** w warunkach świetlnych. **W obecności Fe (lub FeBr₃)** — **substytucja elektrofilowa aromatyczna (SEAr)**: - FeBr₃ + Br₂ → FeBr₄⁻ + Br⁺ (elektrofil Br⁺). - Br⁺ atakuje pierścień aromatyczny (π elektrony) → kompleks σ. - Utrata H⁺ → przywrócenie aromatyczności. - Produkty: **brominacja pierścienia** (np. 2-bromo-1,4-dimetylobenzen). - Grupy metylowe są **kierującymi orto/para** (aktywujące → szybkie SEAr).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — reakcje arenów (związków aromatycznych)\n\nCechy pierścienia aromatycznego (benzenu):\n- Stabilność rezonansowa = ~150 kJ/mol energii.\n- Trudno ulega addycji (utraciłby aromatyczność).\n- Łatwo ulega substytucji elektrofilowej (zachowuje aromatyczność).\n\nTypy reakcji:\nTyp | Wymaga | Co się dzieje\nSubstytucja elektrofilowa (SEAr) | E⁺ (HNO₃/H₂SO₄, Cl₂/AlCl₃, Br₂/FeBr₃, RCl/AlCl₃) | Na pierścieniu: H zamieniony na E\nSubstytucja rodnikowa | hν, Br₂ lub Cl₂ | W łańcuchu bocznym (benzylowe C-H)\nAddycja (rzadko) | H₂/Pt, ciśnienie | Cały pierścień → cykloheksan\nUtlenienie łańcucha | KMnO₄, KCr₂O₇ | -CH₃ → -COOH\n\nMechanizm: bromowanie pod światłem (substytucja rodnikowa)\n\nInicjacja: Br₂ + hν → 2 Br• (homoliza, energia foton ~150 kJ/mol).\n\nPropagacja:\n- Br• + ArCH₃ → ArCH₂• + HBr (oderwanie H z grupy metylowej).\n- ArCH₂• + Br₂ → ArCH₂Br + Br• (regeneracja Br•).\n\nTerminacja: 2 Br• → Br₂ (lub inne łączenia rodników).\n\nProdukt: 4-bromometylotoluen = ArCH₂Br (jeden CH₃ zamieniony na CH₂Br). Pierścień aromatyczny nienaruszony.\n\nDlaczego C-H benzylowy?: rodnik ArCH₂• jest stabilizowany rezonansowo (sprzężenie z pierścieniem) → łatwiej powstaje niż zwykły alkilowy rodnik.\n\nMechanizm: bromowanie w obecności Fe (substytucja elektrofilowa)\n\nAktywacja Br₂ przez katalizator: Fe + 3 Br₂ → 2 FeBr₃ (kataliza Lewisowska).\nFeBr₃ + Br₂ → FeBr₄⁻ + Br⁺ (powstaje elektrofil Br⁺).\n\nAtak elektrofilowy: Br⁺ + pierścień aromatyczny → kompleks σ (arenium) z dodatnim ładunkiem rozłożonym po pierścieniu.\n\nStrata H⁺: kompleks σ → 4-bromo-1,4-dimetylobenzen + H⁺ (przywrócenie aromatyczności).\n\nRegeneracja katalizatora: H⁺ + FeBr₄⁻ → HBr + FeBr₃.\n\nProdukt: 2-bromo-1,4-dimetylobenzen (Br wstawiony w pozycji 2 lub 6 — orto względem CH₃).\n\nGrupy CH₃ na pierścieniu = kierujące orto/para (aktywujące podstawniki). W p-ksylenie pozycje orto względem dwóch CH₃ są dostępne (pozycje 2, 3, 5, 6 — wszystkie są orto/meta do CH₃).\n\nKlucz pojęciowy — porównanie mechanizmów\n\nCecha | Rodnikowa (hν) | Elektrofilowa (Fe)\nInicjator | Światło (hν) lub nadtlenek | Katalizator Lewisa (FeBr₃, AlCl₃)\nCząstka atakująca | Rodnik (Br•) | Elektrofil (Br⁺)\nMiejsce ataku | C-H w łańcuchu bocznym (benzyl) | Pierścień aromatyczny\nProdukt | ArCH₂Br | ArBr (z H na pierścieniu)\nEnergia aktywacji | Niska | Wysoka (potrzeba katalizatora)\n\nPunktacja CKE\n\n- 18. 1 pkt — wszystkie 4 wpisy w tabeli (typ × 2, mechanizm × 2).\n\nPo co to umieć\n\nAromaty w przemyśle:\n- BTX (benzen, toluen, ksyleny) = surowce z benzyny krakowanej.\n- Benzen → fenol, anilina, styren (z toluenu chlorek benzylu).\n- Toluen → TNT (trójnitrotoluen), wybuchy + barwniki.\n- Ksyleny (orto, meta, para) → kwas tereftalowy (PET butelki) z p-ksylenu.\n\nSubstytucja elektrofilowa = najważniejsza reakcja chemii aromatycznej:\n- Nitrowanie (HNO₃/H₂SO₄) → aniliny, dynamity.\n- Sulfonowanie (H₂SO₄) → detergenty, barwniki.\n- Halogenowanie (Cl₂, Br₂/Fe) → herbicydy, leki.\n- Alkilowanie i acylowanie (Friedel-Crafts).\n\nSubstytucja rodnikowa w przemyśle:\n- Chlorometan z metanu (CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl), światło.\n- Polietylen niskiej gęstości (LDPE) — polimeryzacja rodnikowa.\n- Styrene-butadiene rubber (kauczuk SBR) — rodnikowa.\n\nToksyczność benzenu: benzen + jego pochodne (toluen, ksyleny) są kancerogenne. BTEX z benzyn samochodowych = problem smogowy w miastach.\n\nTlenowanie toluenu → kwas benzoesowy (KMnO₄ atakuje C-H benzylowy + utlenia → COOH). To odwrotność rodnikowego mechanizmu — początkowo H rodnikowy, potem utleniony.\n\nReaktywność benzylów (ArCH₃) — łańcuch boczny bardziej reaktywny niż w alkanach (stabilizacja rezonansowa rodnika i karbokationu).\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie warunków. **Światło = rodniki** (homoliza Br-Br, atak na C-H boczne). **Fe (FeBr₃) = elektrofilowa** (atak na pierścień). Pułapka — pomylenie typu reakcji. **Oba** to **substytucja** (NIE addycja). Pierścień aromatyczny nie ulega łatwo addycji (utrata aromatyczności). Pułapka — pomylenie mechanizmu. Bromowanie areny **na pierścieniu** = elektrofilowa (E). Bromowanie areny **w łańcuchu bocznym** = rodnikowa (R, dla benzylowych H).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-18.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, areny, p-ksylen, bromowanie, substytucja rodnikowa, elektrofilowa","page_from":24,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/19","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"19","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 19. (0-1)\nNapisz równanie reakcji monobromowania p-ksylenu pod wpływem światła. Zastosuj\nwzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 19. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n7) klasyfikuje reakcje związków\norganicznych ze względu na typ procesu\n(addycja, eliminacja, substytucja,\npolimeryzacja, kondensacja) i mechanizm\nreakcji (elektrofilowy, nukleofilowy,\nrodnikowy); wyjaśnia mechanizmy reakcji;\npisze odpowiednie równania reakcji.\nXIII. Węglowodory. Zdający:\n2) opisuje właściwości chemiczne alkanów\nna przykładzie reakcji: […] substytucji\natomu (lub atomów) wodoru przez atom (lub\natomy) chloru albo bromu przy udziale\nświatła; pisze odpowiednie równania\nreakcji.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie równania reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nCH3\nCH3\n+ Br2\n(światło)\nCH3\nCH2Br\n+ HBr","solution":"Odpowiedź: **Równanie reakcji** (monobromowanie pod hν): $$\\text{CH}_3 - \\text{C}_6\\text{H}_4 - \\text{CH}_3 + \\text{Br}_2 \\xrightarrow{h\\nu} \\text{CH}_2\\text{Br} - \\text{C}_6\\text{H}_4 - \\text{CH}_3 + \\text{HBr}$$ Lub bardziej szczegółowo: **4-CH₃-C₆H₄-CH₃ + Br₂ →(hν)→ 4-CH₃-C₆H₄-CH₂Br + HBr** **Wyjaśnienie**: - **Pod wpływem światła** zachodzi **substytucja rodnikowa** w łańcuchu bocznym (na grupie metylowej). - Monobromowanie = tylko **1 atom H** w jednej z grup CH₃ zostaje zastąpiony przez Br. - Pierścień aromatyczny **nie reaguje** (warunki świetlne nie aktywują pierścienia). - Produkt: **1-(bromometylo)-4-metylobenzen** (lub p-bromometylotoluen) = 4-metylobenzylobromek. - Współpridrodukt: HBr. **Bilans**: po jednej cząsteczce Br₂ → jeden CH₂Br + jeden HBr.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nMechanizm: monobromowanie p-ksylenu\n\nInicjacja: Br₂ + hν → 2 Br• (homoliza wiązania Br-Br, energia foton).\n\nPropagacja:\n- Br• + CH₃-C₆H₄-CH₃ → CH₂•-C₆H₄-CH₃ + HBr (atak Br• na C-H grupy metylowej, ofiara H).\n- CH₂•-C₆H₄-CH₃ + Br₂ → CH₂Br-C₆H₄-CH₃ + Br• (atak rodnika na Br₂).\n\nTerminacja: 2 Br• → Br₂; lub R• + Br• → RBr.\n\nDlaczego CH₃ benzylowe?: rodnik R-CH₂• jest stabilizowany rezonansowo (sprzężenie z pierścieniem aromatycznym), więc reakcja jest preferowana.\n\nBilans\n\nAtom | Lewa strona | Prawa strona\nC | 8 (w p-ksylenie) | 8 (7 w pierścieniu + CH₂Br + CH₃)\nH | 10 (4 w pierścieniu + 6 w 2× CH₃) | 9 (4 + 2 + 3) + 1 (w HBr) = 10\nBr | 2 | 1 (w CH₂Br) + 1 (w HBr) = 2\n\nWszystko się zgadza ✓.\n\nPunktacja CKE\n\n- 19. 1 pkt — poprawne równanie z wzorami półstrukturalnymi.\n\nPo co to umieć\n\nBenzylobromki = ważne substraty syntezy organicznej:\n- W reakcjach Williamsona (synteza eterów).\n- Z aminami → aminy II-rzędowe.\n- Z karbanionami → wydłużanie łańcuchów C.\n\n4-(bromometylo)toluen = popularny reagent w syntezie farmaceutycznej. Używany do \"alkilowania\" amin, alkoholi, fenoli.\n\nReakcja rodnikowa pod hν:\n- Wallach-Pavlik: chlorowanie alkanów pod światłem.\n- Polietylen (LDPE): inicjowane przez nadtlenki organiczne.\n- Synteza HCFC, HFC (zamienniki freonów): chlorowanie/fluorowanie alkanów.\n\nBromowanie selektywne:\n- Pierścień aromatyczny chroniony przy hν.\n- Łańcuch boczny aktywowany (benzyl).\n- Pozwala na selektywną modyfikację bocznego łańcucha bez naruszenia pierścienia.\n\nTypowy błąd: Pułapka — bromowanie pierścienia zamiast łańcucha. **Światło** = rodnikowe, atak w **łańcuchu bocznym**. Tylko Fe (FeBr₃) daje atak na pierścień. Pułapka — dwubromowanie zamiast monobromowania. Zadanie wyraźnie: **mono**bromowanie. Tylko **1 H zamieniony** w jednej cząsteczce, nie 2. Pułapka — zapis cząsteczkowy. Trzeba **wzór półstrukturalny** (grupowy), nie sumaryczny C₈H₉Br.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-19.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, monobromowanie, p-ksylen, substytucja rodnikowa, wzory półstrukturalne","page_from":25,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/20","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"20","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 20. (0-1)\nW wyniku katalitycznego utlenienia p-ksylenu otrzymuje się kwas tereftalowy, czyli kwas\nbenzeno-1,4-dikarboksylowy.\nNapisz wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony opisanego kwasu.\n20.\n0-1\n19.\n0-1\nMCHP-R0_100\nInformacja do zadań 21.-23.\nBorowodorek sodu o wzorze NaBH4 jest odczynnikiem stosowanym w chemii organicznej.\nTen związek selektywnie i z dużą wydajnością redukuje grupy karbonylowe w aldehydach\ni w ketonach do grup hydroksylowych, natomiast nie redukuje grup karboksylowych ani\nestrowych. Schemat redukcji grupy karbonylowej przedstawiono poniżej.\nR\nC\nR1\nO\nR\nCH\nR1\nOH\nNaBH4\nNa podstawie: L.G. Wade, Organic chemistry, Pearson Ed. 2006.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 20. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n1) […] na podstawie nazw\nsystematycznych […] rysuje ich wzory\nstrukturalne i półstrukturalne (grupowe).\nXVI. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n1) wskazuje grupę karboksylową i resztę\nkwasową we wzorach kwasów\nkarboksylowych (alifatycznych\ni aromatycznych).\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie wzoru półstrukturalnego kwasu tereftalowego.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nRozwiązanie\nCOOH\nCOOH","solution":"Odpowiedź: **Kwas tereftalowy** = **HOOC-C₆H₄-COOH** (1,4) Lub równoważnie: **kwas 1,4-benzenodikarboksylowy**. **Wzór półstrukturalny** (pełniej): $$\\text{HOOC} - \\text{C}_6\\text{H}_4 - \\text{COOH}$$ gdzie C₆H₄ to **1,4-fenylen** (pierścień benzenowy z grupami w pozycjach 1 i 4 — czyli **para**). **Wzór uproszczony**: HOOC-C₆H₄-COOH (gdy zaznaczamy 1,4) lub 1,4-(HOOC)₂C₆H₄. **Mechanizm utleniania p-ksylenu**: - p-CH₃-C₆H₄-CH₃ + 3 O₂ → HOOC-C₆H₄-COOH + 2 H₂O. - Katalizator: **CoBr₂ / MnBr₂** (proces Amoco). - Każda grupa CH₃ jest utleniana w 4 etapach: CH₃ → CH₂OH → CHO → COOH. - Pierścień aromatyczny zachowany (oporny na utlenienie). **Zastosowanie**: kwas tereftalowy = **monomer** do produkcji **PET** (politereftalanu etylenu) — butelek plastikowych, włókna poliestrowego, opakowań.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — kwas tereftalowy\n\nCecha | Wartość\nNazwa systematyczna | Kwas benzeno-1,4-dikarboksylowy\nNazwa zwyczajowa | Kwas tereftalowy (TPA)\nWzór | HOOC-C₆H₄-COOH (1,4-położenie)\nWzór sumaryczny | C₈H₆O₄\nMasa molowa | 166,13 g/mol\nStan skupienia | Białe ciało stałe, T_topnienia ~427°C (sublimuje)\nRozpuszczalność | Słabo w wodzie, dobrze w gorącej wodzie/alkoholach\n\n3 izomery kwasu benzenodikarboksylowego:\n\nIzomer | Pozycja COOH | Nazwa zwyczajowa | Zastosowanie\n1,2 (orto) | sąsiednie | Kwas ftalowy | Plastyfikatory (ftalany w PVC), bezwodnik ftalowy\n1,3 (meta) | przedzielone 1 C | Kwas izoftalowy | Żywice poliestrowe, kopolimery\n1,4 (para) | przeciwne | Kwas tereftalowy | PET (butelki, poliester)\n\nMechanizm: katalityczne utlenianie p-ksylenu\n\nReakcja przemysłowa (proces Amoco):\n\n$$\\text{p-CH}_3-\\text{C}_6\\text{H}_4-\\text{CH}_3 + 3 \\text{O}_2 \\xrightarrow{\\text{Co}^{2+}/\\text{Mn}^{2+}, T} \\text{HOOC}-\\text{C}_6\\text{H}_4-\\text{COOH} + 2 \\text{H}_2\\text{O}$$\n\nWarunki: katalizator CoBr₂ + MnBr₂, T ~200°C, p ~15 atm, rozpuszczalnik kwas octowy.\n\nMechanizm: utlenianie rodnikowe każdej grupy CH₃ stopniowo:\n- CH₃ → CH₂OH (alkohol I-rzędowy).\n- CH₂OH → CHO (aldehyd).\n- CHO → COOH (kwas).\n\nPierścień aromatyczny zachowany — rezonans chroni przed utlenieniem.\n\nWynik: 1 mol p-ksylenu + 3 mol O₂ → 1 mol kwasu tereftalowego + 2 mol H₂O.\n\nPunktacja CKE\n\n- 20. 1 pkt — wzór z grupami COOH w pozycji 1,4 pierścienia.\n\nPo co to umieć\n\nKwas tereftalowy = najważniejszy kwas aromatyczny w przemyśle:\n- ~80 mln ton/rok produkcji globalnej (90% z utleniania p-ksylenu).\n- PET (politereftalan etylenu) — najpopularniejszy plastik świata:\n- Butelki napojów (Coca-Cola, woda mineralna).\n- Poliester — włókna, ubrania.\n- Folia PET — opakowania.\n- Recykling PET — symbol ♷ 1 (najlepiej recyklowany plastik).\n\nSynteza PET:\n\nHOOC-C₆H₄-COOH + HO-CH₂-CH₂-OH (glikol etylenowy)\n→ HOOC-C₆H₄-COO-CH₂-CH₂-OH + H₂O\n→ polimeryzacja: PET (wiązania estrowe).\n\nGlobalna produkcja PET (2024): ~80 mln ton/rok.\n\nEkologia:\n- PET = jeden z najbardziej recyklingowalnych plastików.\n- Ale mikroplastik z PET zanieczyszcza oceany (rozkład UV, mechaniczny).\n- rPET (recyklowany PET) — coraz bardziej popularny (znaczek \"rPET\" na butelkach).\n\nInne kwasy aromatyczne:\n- Kwas benzoesowy (C₆H₅COOH) — konserwant E210 (Coca-Cola, marynaty).\n- Kwas salicylowy — prekursor aspiryny (kwas acetylosalicylowy).\n- Kwas ftalowy (orto-) — bezwodnik → ftalany (plastyfikatory PVC).\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie pozycji 1,4 z 1,2 (orto) lub 1,3 (meta). **1,4 = para** = grupy po przeciwnych stronach pierścienia. Pułapka — utlenianie pierścienia. **NIE** — pierścień aromatyczny jest oporny. **Tylko grupy boczne CH₃ są utleniane** do COOH. Pułapka — wzór uproszczony vs sumaryczny. C₈H₆O₄ = sumaryczny (mało informacji). HOOC-C₆H₄-COOH = półstrukturalny (pokazuje grupy funkcyjne + szkielet).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-20.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, kwas tereftalowy, utlenianie p-ksylenu, kwasy karboksylowe","page_from":25,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/21","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"21","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 21. (0-1)\nUzupełnij schemat reakcji otrzymywania 2,2-dimetylopropan-1-olu opisaną metodą.\nZastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.\nNaBH4\n→","answer":null,"answer_text":"Zadanie 21. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł;\n3) konstruuje […] schematy na podstawie\ndostępnych informacji.\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n1) […] na podstawie nazw\nsystematycznych rysuje ich wzory\nstrukturalne i półstrukturalne (grupowe).\nXV. Związki karbonylowe - aldehydy\ni ketony. Zdający:\n1) opisuje podobieństwa i różnice\nw budowie cząsteczek aldehydów\ni ketonów (położenie grupy karbonylowej).\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu (napisanie wzorów półstrukturalnych aldehydu\ni alkoholu).\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nC\nH3\nC\nC\nO\nCH3\nCH3\nH\nNaBH4\n→\nC\nH3\nC\nCH2\nOH\nCH3\nCH3","solution":"Odpowiedź: **Produkt**: 2,2-dimetylopropan-1-ol = **HOCH₂-C(CH₃)₃** (neopentanol). To **alkohol I-rzędowy** (CH₂OH na C1). Aby otrzymać go z NaBH₄ → trzeba zredukować **aldehyd** (R-CHO) → R-CH₂OH. **Substrat**: **2,2-dimetylopropanal** = (CH₃)₃C-CHO = piwalaldehyd. **Schemat reakcji**: $$(\\text{CH}_3)_3\\text{C}-\\text{CHO} \\xrightarrow{\\text{NaBH}_4} (\\text{CH}_3)_3\\text{C}-\\text{CH}_2\\text{OH}$$ Lub równoważnie: $$\\text{CH}_3 - \\underset{\\text{CH}_3}{\\overset{\\text{CH}_3}{\\text{C}}} - \\text{CHO} \\xrightarrow{\\text{NaBH}_4} \\text{CH}_3 - \\underset{\\text{CH}_3}{\\overset{\\text{CH}_3}{\\text{C}}} - \\text{CH}_2\\text{OH}$$ **Mechanizm**: - NaBH₄ uwolnia H⁻ (jon hydrydkowy) → atakuje C w C=O. - O⁻ powstałe wiąże H z protonowego rozpuszczalnika → C-OH. - Wynik: C=O → CH(OH).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — NaBH₄ vs LiAlH₄\n\nReduktor | Siła | Redukuje | Nie redukuje | Rozpuszczalnik\nNaBH₄ | Łagodny | Aldehydy, ketony → alkohole | Kwasy, estry, amidy | MeOH, EtOH, H₂O\nLiAlH₄ | Silny | Wszystkie karbonylowe + alkohole | Alkeny, alkany | THF, eter (suchy!)\n\nKlucz: NaBH₄ jest selektywny — możesz mieć aldehyd + ester w cząsteczce i zredukować TYLKO aldehyd. LiAlH₄ zredukowałby oba.\n\nKlucz pojęciowy — neopentanol (2,2-dimetylopropan-1-ol)\n\nCecha | Wartość\nWzór sumaryczny | C₅H₁₂O\nWzór półstrukturalny | (CH₃)₃C-CH₂OH\nNazwa zwyczajowa | Neopentanol, tert-butylokarbinol\nKlasa | Alkohol I-rzędowy\nStan | Białe ciało stałe, T_top = 53°C\n\nMechanizm: redukcja aldehydu przez NaBH₄\n\nNaBH₄ dysocjuje w protonowym rozpuszczalniku (MeOH):\nNaBH₄ ⇌ Na⁺ + BH₄⁻.\n\nBH₄⁻ przekazuje jon hydrydkowy H⁻ do C grupy karbonylowej (atak nukleofilowy):\n- R-CHO + H⁻ → R-CH(H)-O⁻.\n\nAnion alkoksylowy R-CH₂-O⁻ jest protonowany przez rozpuszczalnik:\n- R-CH₂-O⁻ + CH₃OH → R-CH₂-OH + CH₃O⁻.\n\nProdukt końcowy: alkohol R-CH₂-OH (I-rzędowy z aldehydu) lub R-CHOH-R₁ (II-rzędowy z ketonu).\n\nMechanizm: zastosowanie do (CH₃)₃C-CHO\n\n(CH₃)₃C-CHO + NaBH₄/MeOH → (CH₃)₃C-CH₂OH (neopentanol).\n\n- Substrat: aldehyd C5 z trzema grupami CH₃ na C2.\n- Wynik: alkohol I-rzędowy z grupą OH na C1.\n- Pierścień nie ma chiralnego C (C1 ma 2H, więc nie jest stereocentrum).\n\nPunktacja CKE\n\n- 21. 1 pkt — substrat (2,2-dimetylopropanal) + produkt (2,2-dimetylopropan-1-ol) we wzorach półstrukturalnych.\n\nPo co to umieć\n\nNaBH₄ w syntezie organicznej:\n- Łagodny reduktor = preferowany w syntezie farmaceutycznej.\n- Redukuje selektywnie karbonylowe (aldehyd/keton) bez ruszania innych grup.\n- Bezpieczny (rozpuszczalny w MeOH, mniej reaktywny niż LiAlH₄).\n\nNeopentanol w przemyśle:\n- Surowiec do politestrów neopentylowych (np. ftalany w PVC, lakiery).\n- Plastyfikator w niektórych formulacjach.\n- Antyseptyk w niektórych zastosowaniach.\n\nRedukcja w biochemii:\n- NADH = naturalny reduktor (analog NaBH₄).\n- Enzymy dehydrogenazy wykorzystują NAD(P)H do redukowania ketonów → alkoholi.\n- Glikoliza, cykl Krebsa, synteza tłuszczów wszystko opiera się na NADH/NADPH.\n\nReduktor LiAlH₄:\n- Bardzo silny — eter MUSI być suchy (LiAlH₄ + H₂O → eksplozja).\n- Redukuje:\n- Kwasy karboksylowe RCOOH → RCH₂OH.\n- Estry RCOOR' → RCH₂OH + R'OH.\n- Amidy RCONR'R'' → RCH₂-NR'R''.\n- Nitryle R-CN → R-CH₂NH₂.\n- W laboratorium ostrożnie!\n\nTypowy błąd: Pułapka — wybór ketonu zamiast aldehydu. NaBH₄ redukuje **oba** typy karbonylowych. Ale produkt I-rzędowy (CH₂OH) wymaga **aldehydu** (R-CHO → R-CH₂OH). Keton dałby **II-rzędowy** alkohol. Pułapka — niewłaściwy aldehyd. **2,2-dimetylopropanal** ma 3 CH₃ na C2 → po redukcji daje 2,2-dimetylopropan-1-ol z 3 CH₃ na C2 ✓. Pułapka — pomylenie reduktora. **NaBH₄** — łagodny, selektywny, NIE redukuje kwasów/estrów. **LiAlH₄** — silniejszy, redukuje wszystko (kwasy, estry, amidy do alkoholi i amin).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-21.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, NaBH4, redukcja aldehydów, neopentanol, 2, 2-dimetylopropanal","page_from":26,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/22","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"22","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 22. (0-1)\nPrzeprowadzono dwie reakcje: propan-2-onu oraz butan-2-onu - każda z borowodorkiem\nsodu. W jednej z tych przemian otrzymano mieszaninę enancjomerów.\nRozstrzygnij, w której reakcji - z propan-2-onem czy z butan-2-onem - otrzymano\nmieszaninę enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij.\nRozstrzygnięcie:\nUzasadnienie:\n21.\n0-1\n22.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 22. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną;\n6) stosuje poprawną terminologię.\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n5) wyjaśnia zjawisko izomerii optycznej;\nwskazuje centrum stereogeniczne\n(asymetryczny atom węgla) […]; ocenia, czy\ncząsteczka […] jest chiralna.\nXIV. Hydroksylowe pochodne\nwęglowodorów - alkohole i fenole. Zdający:\n1) […]; wskazuje wzory alkoholi pierwszo-,\ndrugo-, i trzeciorzędowych.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie rozstrzygnięcia i poprawne napisanie uzasadnienia.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\nRozstrzygnięcie: z butan-2-onem\nPrzykładowe uzasadnienia:\n• (Tylko) W reakcji z butan-2-onem otrzymano alkohol, który ma asymetryczny atom\nwęgla (centrum stereogeniczne).\nALBO\n• (Tylko) W reakcji z tym ketonem otrzymano alkohol, w którym atom węgla\no hybrydyzacji sp3 ma cztery różne podstawniki.\nALBO\n• W reakcji z propan-2-onem otrzymany alkohol nie będzie miał asymetrycznego atomu\nwęgla (centrum stereogenicznego).\nUwaga 1.: Odpowiedź zdającego odnosząca się wyłącznie do budowy cząsteczki ketonu jest\nniewystarczająca.\nUwaga 2.: Odpowiedź, w której zdający wskaże, że produkt reakcji butan-2-onu jest\nzwiązkiem czynnym optycznie albo że cząsteczki tego produktu są chiralne, jest\nniewystarczająca.\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Odpowiedź: **Rozstrzygnięcie**: mieszanina enancjomerów powstaje w reakcji z **butan-2-onem**. **Uzasadnienie**: **Propan-2-on** (aceton) → propan-2-ol: - Substrat: CH₃-CO-CH₃. - Produkt: CH₃-CH(OH)-CH₃ = 2-propanol. - Atom C₂ (z OH) jest połączony z: **CH₃, CH₃, H, OH** = ma **dwa identyczne podstawniki** (2 × CH₃) → **NIE jest centrum chiralności** → produkt **NIE** ma enancjomerów (jest **achiralny**). **Butan-2-on** → butan-2-ol: - Substrat: CH₃-CO-CH₂-CH₃. - Produkt: CH₃-CH(OH)-CH₂-CH₃ = 2-butanol. - Atom C₂ (z OH) jest połączony z: **CH₃, C₂H₅ (CH₂CH₃), H, OH** = **wszystkie 4 podstawniki różne** → **centrum chiralności (asymetryczny atom C)** → produkt ma **2 enancjomery** (R i S). **NaBH₄** jest **niechiralnym** reduktorem → atakuje grupę C=O z **obu stron** z równym prawdopodobieństwem → powstaje **mieszanina racemiczna 1:1** (50% R + 50% S). W przypadku **butan-2-onu** → mieszanina enancjomerów (R)-butan-2-ol + (S)-butan-2-ol w stosunku 1:1. W przypadku **propan-2-onu** → tylko jeden produkt (achiralny), bez enancjomerów.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — chiralność i enancjomery\n\nChiralność = cząsteczka nie nakłada się ze swoim lustrzanym odbiciem.\n\nStereocentrum (chiralny atom C) = atom C połączony z 4 różnymi podstawnikami.\n\nEnancjomery = pary chiralnych cząsteczek, lustrzane odbicia, nieidentyczne. Mają takie same właściwości fizyczne (T_topnienia, T_wrzenia, gęstość) ALE:\n- Skręcają płaszczyznę światła spolaryzowanego w przeciwnych kierunkach (R: + dextro lub - lewo; S: vice versa).\n- Reakcje z chiralnymi cząsteczkami mogą być różne (np. enzymy działają na 1 enancjomer).\n\nRacemat = mieszanina 50:50 enancjomerów R i S. Nie skręca światła (efekty się znoszą).\n\nAnaliza: propan-2-ol vs butan-2-ol\n\nPropan-2-ol (CH₃-CH(OH)-CH₃):\n- C₂ (z OH): otoczony CH₃, CH₃, H, OH.\n- 2 identyczne podstawniki (CH₃) → NIE chiralny → achiralny.\n- Brak enancjomerów.\n\nButan-2-ol (CH₃-CH(OH)-CH₂-CH₃):\n- C₂ (z OH): otoczony CH₃ (mała grupa), CH₂CH₃ (większa), H, OH.\n- 4 różne podstawniki → C₂ jest stereocentrum → chiralny.\n- 2 enancjomery: (R)-butan-2-ol i (S)-butan-2-ol.\n\nMechanizm: niechiralny NaBH₄ daje racemat\n\nNaBH₄ = mała symetryczna cząsteczka (tetraedr) → niechiralna.\n\nAtak na C grupy C=O: hydrydek (H⁻) z BH₄⁻ atakuje C z dwóch stron (od góry lub od dołu płaszczyzny C=O) z równym prawdopodobieństwem.\n\nWynik: produkty (R) i (S) powstają w stosunku 1:1 (racemat).\n\nSumaryczne skręcenie światła = 0 (racemat nieoptycznie czynny).\n\nMechanizm: jak otrzymać czysty enancjomer?\n\nSposoby otrzymywania jednego enancjomera:\n- Synteza asymetryczna (chiralne reduktory, np. BINAL-H, Corey CBS).\n- Enzymy (dehydrogenazy bakteryjne) — biologicznie chiralne.\n- Rozdział racematu (resolution): krystalizacja diastereomerów, chromatografia chiralna.\n- Chiral pool synteza z naturalnych chiralnych substratów (cukry, aminokwasy).\n\nKlucz pojęciowy — znaczenie enancjomerii w farmacji\n\n90% leków to chiralne związki. Często tylko 1 enancjomer jest aktywny:\n\nLek | Aktywny enancjomer | Nieaktywny\nIbuprofen | (S) = aktywny przeciwzapalny | (R) — nieaktywny\nThalidomid (Contergan) | (R) = sedatyw | (S) = teratogeniczny (deformacje płodu!)\nLewotyroksyna (T4) | (S, L) = naturalna, aktywna | (R, D) — nieaktywna\nPenicylina | tylko (D) - aktywna | (L) - nieaktywna\n\nTragedia Thalidomidu (lata 60.) — racemat sprzedawany jako lek na poranne nudności w ciąży. (S)-enancjomer powodował malformacje płodu. ~10 000 dzieci urodzonych z deformacjami. Lekcja: enancjomery mogą być drastycznie różne w działaniu biologicznym.\n\nPunktacja CKE\n\n- 22. 1 pkt — butan-2-on + uzasadnienie odwołujące się do stereocentrum (4 różne grupy).\n\nPo co to umieć\n\nChiralność w naturze:\n- Cukry — w naturze prawie wyłącznie D-cukry (D-glukoza, D-fruktoza).\n- Aminokwasy — w naturze prawie wyłącznie L-aminokwasy (poza glicyną, niechiralną).\n- DNA — prawoskrętna helisa (forma B-DNA).\n\nOrigin of homochirality = niewyjaśniony problem biochemii. Dlaczego życie wybrało D-cukry + L-aminokwasy? Teorie: katalityczne meteoryty, polaryzacja kosmiczna, autokataliza.\n\nChiralność w przemyśle farmaceutycznym:\n- FDA wymaga osobnego testowania każdego enancjomera dla nowych leków.\n- Synteza asymetryczna = Nobel 2001 (Knowles, Noyori, Sharpless).\n- Enzymy w syntezie = \"green chemistry\", stosowane w produkcji leków.\n\nChiralne katalizatory:\n- BINAP (Noyori, asymetryczne uwodornianie) — Nobel 2001.\n- Sharpless asymetryczne epoksydowanie olefin (R/S diastereomery).\n- Kataliza enzymatyczna w syntezie statyn, antybiotyków.\n\nTest polariskopowy — prosty sposób identyfikacji chiralnych związków: jeśli substancja skręca polarisację, jest chiralna i nie jest racematem.\n\nTypowy błąd: Pułapka — niewłaściwa identyfikacja centrum chiralności. **Stereo-centrum (chiralny C)** = C połączony z **4 różnymi** podstawnikami. Klucz: porównaj **wszystkie 4** grupy wokół C. Pułapka — pomylenie kierunku. Aceton (CH₃-CO-CH₃) ma **symetrię** wokół C=O → po redukcji centrum C ma dwa identyczne CH₃ → **brak** chiralności. Butan-2-on (CH₃-CO-CH₂CH₃) ma **asymetrię** → po redukcji 4 różne grupy → chiralność. Pułapka — racemiczna mieszanina. NaBH₄ niechiralny → R:S = 1:1 (racemat). Chiralny reduktor (np. enzym, BINAL-H) → preferencja jednej formy.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-22.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, stereochemia, chiralność, enancjomery, ketony, butan-2-on, propan-2-on","page_from":26,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/23","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"23","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 23. (0-2)\nWzory szkieletowe związków organicznych odzwierciedlają kształt cząsteczek. W tych\nwzorach pomija się symbole atomów węgla i połączonych z nimi atomów wodoru, a szkielet\nwęglowy rysuje się jako linię łamaną oraz zaznacza - występujące w cząsteczce - wiązania\nwielokrotne. Zapisuje się symbole podstawników innych niż wodór oraz wzory grup\nfunkcyjnych.\nBorowodorek sodu jest stosowany w przemyśle farmaceutycznym do syntezy feksofenadyny\n- leku przeciwhistaminowego.\nNa schemacie przedstawiono za pomocą wzorów szkieletowych końcowy etap syntezy tego\nzwiązku.\nNaBH4\nN\nO\nH\nCOOH\nOH\nN\nO\nH\nCOOH\nO\nfeksofenadyna\nNa podstawie: C.T. Goralski, B. Singaram, Organic Process Research & Development, 10 (2006) 947.\nUzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.\nW reakcji otrzymywania feksofenadyny redukcja jednego mola substratu wymaga udziału\n(dwóch / trzech) moli elektronów.\nOrbitalom walencyjnym atomu węgla ulegającego redukcji przypisuje się w cząsteczce\nsubstratu hybrydyzację (sp / sp2 / sp3), a w cząsteczce produktu - hybrydyzację\n(sp / sp2 / sp3).\n23.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 23. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych.\nVIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n4) oblicza stopnie utlenienia pierwiastków\nw […] cząsteczce związku […]\norganicznego;\n5) stosuje zasady bilansu elektronowo-\n-jonowego […].\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch zdań.\n1 pkt - poprawne uzupełnienie jednego zdania.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nW reakcji otrzymywania feksofenadyny redukcja jednego mola substratu wymaga udziału\n(dwóch / trzech) moli elektronów.\nOrbitalom walencyjnym atomu węgla ulegającego redukcji przypisuje się w cząsteczce\nsubstratu hybrydyzację (sp / sp2 / sp3), a w cząsteczce produktu - hybrydyzację\n(sp / sp2 / sp3).","solution":"Odpowiedź: **Liczba moli elektronów**: Zmiana stopnia utlenienia C: - W ketonie C=O (substrat): C ma **stopień utlenienia +2** (połączony z 2 C i 1 O podwójnie). - W alkoholu CH-OH (produkt): C ma **stopień utlenienia 0** (połączony z 2 C, 1 H, 1 OH). - **Zmiana**: +2 → 0 = redukcja, **przyjęcie 2 e⁻**. → Redukcja 1 mola substratu wymaga **DWÓCH** moli elektronów. **Hybrydyzacja w substracie** (C w C=O): - C tworzy: 1 wiązanie σ z C (po jednej stronie) + 1 wiązanie σ z C (po drugiej stronie) + 1 wiązanie σ z O + 1 wiązanie π z O = łącznie 3 wiązania σ + 1 π. - **3 hybrydy** = **sp²**. - Płaska geometria wokół tego C (kąty 120°). **Hybrydyzacja w produkcie** (C w CH-OH): - C tworzy: 1 wiązanie σ z C + 1 σ z C + 1 σ z H + 1 σ z O = łącznie **4 wiązania σ** + 0 π. - **4 hybrydy** = **sp³**. - Tetraedryczna geometria (kąty 109,5°). **Odpowiedzi**: - **DWÓCH** moli elektronów. - Substrat: **sp²**. - Produkt: **sp³**.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — hybrydyzacja atomów węgla\n\nHybrydyzacja | Liczba wiązań σ | Geometria | Kąty | Przykład\nsp | 2 (+ 2 π) | Liniowa | 180° | C≡C (alkin), C=C=C (kumulen)\nsp² | 3 (+ 1 π) | Trygonalna płaska | 120° | C=C (alken), C=O (keton/aldehyd), areny\nsp³ | 4 (+ 0 π) | Tetraedryczna | 109,5° | C-C (alkan), C-OH (alkohol)\n\nReguła: liczba hybryd = liczba wiązań σ + liczba wolnych par.\n\nMechanizm: redukcja C=O → CH-OH\n\nSubstrat — keton (R-CO-R₁):\n- C centralny: sp² (3 wiązania σ z R, R₁, O + 1 π z O).\n- Płaska geometria (R, R₁, O w jednej płaszczyźnie z C).\n- Stopień utlenienia C = +2 (jeśli R, R₁ to obojętne grupy organiczne).\n\nRedukcja: NaBH₄ dostarcza 2 e⁻ + 2 H⁺ (jeden H z hydrydku BH₄⁻, drugi z protonowego rozpuszczalnika).\n- C=O + 2 e⁻ + 2 H⁺ → C-H + O-H (czyli CH-OH).\n\nProdukt — alkohol (R-CHOH-R₁):\n- C centralny: sp³ (4 wiązania σ z R, R₁, H, OH; brak π).\n- Tetraedryczna geometria.\n- Stopień utlenienia C = 0 (jeśli R, R₁ obojętne).\n\nZmiana:\n- Stopień utlenienia: +2 → 0 (redukcja o 2 e).\n- Hybrydyzacja: sp² → sp³.\n- Geometria: płaska (120°) → tetraedr (109,5°).\n\nKlucz pojęciowy — feksofenadyna\n\nFeksofenadyna (handlowa: Allegra, Telfast) = lek antyhistaminowy II generacji:\n- Blokuje receptor H1 histaminy.\n- Stosowana w alergiach (katar sienny, pokrzywka, atopowe zapalenie skóry).\n- Nieprzekraczająca bariery krew-mózg → brak senności (zaleta nad antyhistaminami I gen. = difenhydramina, klemastyna).\n\nSynteza farmaceutyczna feksofenadyny = wieloetapowa, z ostatnim krokiem redukcji C=O → C-OH za pomocą NaBH₄ (jak w zadaniu).\n\nMechanizm: dlaczego sp² → sp³?\n\nW substracie (keton C=O):\n- C ma 3 sąsiadów (R, R₁, O = 2 σ + 1 π).\n- \"3 grupy\" wokół C → 3 hybrydy = sp².\n- Wiązanie π zostaje z 4-tego orbitalu p.\n\nW produkcie (alkohol C-OH):\n- C ma 4 sąsiadów (R, R₁, H, OH = 4 σ).\n- \"4 grupy\" → 4 hybrydy = sp³.\n\nPo redukcji:\n- Dodanie 2 atomów (H i H, jeden na C, jeden na O) zmienia C z 3-rzędowego (sp²) na 4-rzędowy (sp³).\n\nPunktacja CKE\n\n- 23. 2 pkt — wszystkie 3 wybory (2 e, sp², sp³).\n\nPo co to umieć\n\nHybrydyzacja w farmacji:\n- Cykl gemini = enzymy często rozpoznają kąty wiązań → ważne, czy keton (sp²) czy alkohol (sp³).\n- Stereoselektywność redukcji = klucz w syntezie chiralnych leków (jeden enancjomer aktywny).\n\nAntyhistaminy historia:\n- I generacja (50-70. lata): difenhydramina (Benadryl), klemastyna (Tavegyl). Przechodzą barierę krew-mózg → senność.\n- II generacja (80-90. lata): loratadyna (Claritin), feksofenadyna (Allegra), cetirizyna (Zyrtec). Nie powodują senności.\n- III generacja: desloratadyna (active metabolite), lewocetirizyna (R-enancjomer). Bardziej selektywne.\n\nReakcje redoks w syntezie:\n- Redukcja = dodanie e⁻ i H (lub usunięcie O). Reduktor: NaBH₄, LiAlH₄, H₂/kat.\n- Utlenianie = usunięcie e⁻ i H (lub dodanie O). Utleniacz: KMnO₄, K₂Cr₂O₇, PCC.\n\nWzory szkieletowe (skeletal formula) — standardowy zapis w chemii organicznej:\n- Atomy C ukryte (są w wierzchołkach linii).\n- Wodory na C ukryte.\n- Tylko heteroatomy (N, O, S, halogeny) + ich H są zaznaczone.\n- Wiązania wielokrotne (=, ≡) zaznaczone podwójną/potrójną kreską.\n\nTo szybsza forma rysowania złożonych cząsteczek (jak feksofenadyna).\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie liczby elektronów. Redukcja **C=O → CH-OH** = przyjęcie **2 e⁻ + 2 H⁺**. To 2 e per cząsteczka. Pułapka — hybrydyzacja w substracie. Karbonyl **C=O** to **sp²** (3 σ + 1 π). NIE sp³ (to byłby C bez wiązania π). Pułapka — hybrydyzacja w produkcie. Alkohol C-OH to **sp³** (4 wiązania σ, tetraedryczna geometria). NIE sp² (nie ma już wiązania π). Pułapka — pomylenie kierunku zmiany. Z sp² → sp³ przy redukcji C=O (dodanie 2 H = wzrost koordynacji C z 3 do 4).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-23.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, feksofenadyna, NaBH4, hybrydyzacja, redukcja, elektrony","page_from":27,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/24","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"24","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 24. (0-1)\nPoniżej podano wzory trzech estrów.\nCH3 C O\nO\nC\nCH3\nCH3\nCH3\nCH3 C\nO\nO\nCH\nCH2\nCH3\nCH3\nCH3 C\nO\nO\nCH2\nCH2\nCH2\nCH3\nA.\nB.\nC.\nUszereguj podane estry zgodnie ze wzrostem ich temperatur wrzenia. Użyj oznaczeń\nliterowych (A-C).\nnajniższa temperatura wrzenia\nnajwyższa temperatura wrzenia","answer":null,"answer_text":"Zadanie 24. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną.\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n1) na podstawie […] właściwości\nfizykochemicznych klasyfikuje dany związek\nchemiczny do: […] związków\njednofunkcyjnych ([…] estrów […]) […];\n6) analizuje zmiany właściwości fizycznych\n[…].\nXVII. Estry i tłuszcze. Zdający:\n9) […] prezentuje informacje\no właściwościach fizycznych […] estrów\n[…].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uszeregowanie trzech estrów.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nA.\nC.\nB.\nnajniższa temperatura wrzenia\nnajwyższa temperatura wrzenia","solution":"Odpowiedź: **Kolejność wzrostu T wrzenia**: **A** (tert-butyl, ~98°C) **< C** (sec-butyl, ~112°C) **< B** (n-butyl, ~126°C). **Najniższa T wrz: A → C → B: Najwyższa T wrz**. **Uzasadnienie**: Wszystkie 3 estry to **izomery** (ten sam wzór sumaryczny C₆H₁₂O₂, ta sama masa molowa 116 g/mol). Różnią się **rozgałęzieniem** łańcucha alkilowego. **Reguła**: dla izomerów (ta sama masa), bardziej **liniowa** struktura = wyższa T wrzenia. **Mechanizm**: - **Liniowe cząsteczki** (n-butyl, B) mają większą powierzchnię kontaktu → silniejsze **siły van der Waalsa** (dispersyjne, Londona) → trudniej oderwać cząsteczki → wyższa T wrzenia. - **Rozgałęzione** cząsteczki (tert-butyl, A) są **kompaktowe, sferyczne** → mniejsza powierzchnia kontaktu → słabsze siły dyspersyjne → niższa T wrzenia. - **Sec-butyl** (C) — pośrednie rozgałęzienie → pośrednia T wrzenia. **Wartości empiryczne (przy 1 atm)**: - A (octan tert-butylu): T_wrz = **97-98°C**. - C (octan sec-butylu): T_wrz = **112°C**. - B (octan n-butylu): T_wrz = **126°C**. Różnica między A i B = ~28°C (znacząca dla izomerów o tej samej masie molowej).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — czynniki wpływające na T wrzenia\n\nCzynnik | Wpływ\nMasa molowa | M ↑ → T_wrz ↑ (więcej elektronów = silniejsze siły dyspersyjne)\nPolarność | Polarne (np. R-OH) → T_wrz ↑ (siły dipol-dipol)\nWiązania wodorowe | Najsilniejszy efekt (np. alkohole vs etery) → T_wrz znacznie ↑\nRozgałęzienie | Mniej rozgałęzione → T_wrz ↑ (większa powierzchnia kontaktu)\nGeometria | Płaska/wydłużona → T_wrz ↑\n\nMechanizm: dlaczego rozgałęzione mają niższą T wrzenia?\n\nSiły van der Waalsa (dispersyjne, Londona) działają proporcjonalnie do powierzchni kontaktu między cząsteczkami.\n\nLiniowa cząsteczka (n-butyl): wydłużona, \"kij baseballowy\" → cząsteczki mogą \"leżeć równolegle\" → duża powierzchnia kontaktu → silne siły van der Waalsa → wysoka T wrz.\n\nRozgałęziona cząsteczka (tert-butyl): zwarta, \"kulista\" → cząsteczki mogą się stykać tylko punktowo → mała powierzchnia kontaktu → słabe siły van der Waalsa → niska T wrz.\n\nSkutek: ta sama formuła sumaryczna, różne kształty → różne T wrzenia.\n\nPrzykład — pentany\n\nPokażmy ten sam efekt dla pentanów (C₅H₁₂):\n- n-pentan (liniowy): T_wrz = 36°C.\n- izopentan (2-metylobutan, 1 rozgałęzienie): T_wrz = 28°C.\n- neopentan (2,2-dimetylopropan, 2 rozgałęzienia): T_wrz = 9°C (gaz w T pokojowej!).\n\nTen sam wzór C₅H₁₂, ale różnica T_wrz aż 27°C.\n\nKlucz pojęciowy — octany butylu\n\nOctan | Wzór | T_wrz\nn-butylu (n-BuOAc) | CH₃COO-CH₂CH₂CH₂CH₃ | 126°C\nsec-butylu | CH₃COO-CH(CH₃)CH₂CH₃ | 112°C\nizobutylu | CH₃COO-CH₂CH(CH₃)₂ | 117°C\ntert-butylu | CH₃COO-C(CH₃)₃ | 98°C\n\nIm więcej rozgałęzień, tym niższa T_wrz (przy tej samej masie molowej).\n\nPunktacja CKE\n\n- 24. 1 pkt — poprawna kolejność A → C → B.\n\nPo co to umieć\n\nOctany butylu w przemyśle:\n- n-butyl = popularne rozpuszczalniki (lakiery, farby, kleje). Słodki zapach owocowy (banana).\n- iso/sec-butyl = używane jako rozpuszczalniki + składniki perfum.\n- tert-butyl = mało stosowany (drogi, niska T_wrz).\n\nReguły T wrzenia w syntezie organicznej:\n- Destylacja = rozdzielanie izomerów wykorzystując różnicę T_wrz.\n- Rozgałęzienie zmienia T_wrz o 5-30°C zwykle.\n- Wiązania wodorowe (alkohole) → znaczny wzrost T_wrz.\n- Polarność (estry vs eter) → umiarkowany wzrost.\n\nPrzykład praktyczny: oddzielenie n-pentanu (36°C) od neopentanu (9°C) → łatwo destylacją.\n\nSiły międzycząsteczkowe w cieczach:\n- London dispersion (najsłabsze, w każdej cząsteczce, ale często sumarycznie ważne).\n- Dipol-dipol (polarne cząsteczki).\n- Wiązanie wodorowe (-OH, -NH₂, =O...) — najsilniejsze.\n- Jonowe-dipol (jony w roztworze).\n\nPunkt wrzenia rośnie wraz z siłą wiązań międzycząsteczkowych + kontaktem między cząsteczkami.\n\nTypowy błąd: Pułapka — założenie że T wrz zależy od masy molowej. **Te estry mają taką samą M (116 g/mol)**! Różnica w T wrz pochodzi z **rozgałęzienia** struktury. Pułapka — odwrotna kolejność. Bardziej **rozgałęzione** = **niższa** T wrz (mniej kontaktów międzycząsteczkowych). Mylące, bo intuicyjnie \"rozgałęzione = większe\", ale wartości się różnią. Pułapka — pomylenie z polarnymi cząsteczkami. Wszystkie 3 estry mają **podobną polarność** (jedna grupa -COO-). Różnica T_wrz wynika **wyłącznie z geometrii**.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-24.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, estry, temperatura wrzenia, izomery, octany butylu","page_from":28,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/25","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"25","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 25.\nPoli(kwas mlekowy), oznaczany symbolem PLA, jest biodegradowalnym termoplastycznym\npoliestrem wytwarzanym z surowców naturalnych. Można go otrzymać w reakcji\npolikondensacji kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego).","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **25.1.** Enancjomery kwasu mlekowego: C2 ma 4 różne podstawniki: **COOH, OH, CH₃, H** → stereocentrum chiralne. **(R)-kwas mlekowy** (D-mleczanowy w stereochemii starszej): ``` COOH | H —— C —— OH | CH₃ ``` **(S)-kwas mlekowy** (L-mleczanowy): ``` COOH | HO —— C —— H | CH₃ ``` Oba enancjomery są **lustrzanymi odbiciami** wokół płaszczyzny → nieidentyczne, ale takie same właściwości fizyczne (oprócz skręcania światła spolaryzowanego). **25.2.** Wzór poli(kwasu mlekowego) PLA: Polikondensacja kwasu mlekowego (utrata H₂O między -COOH a -OH następnej cząsteczki): $$n\\,\\text{HO-CH(CH}_3\\text{)-COOH} \\rightarrow \\text{H-[O-CH(CH}_3\\text{)-CO-]}_n\\text{-OH} + (n-1)\\,\\text{H}_2\\text{O}$$ **Wzór półstrukturalny PLA**: $$\\text{H-[O-CH(CH}_3\\text{)-CO-]}_n\\text{-OH}$$ lub równoważnie: $$\\text{[-O-CH(CH}_3\\text{)-CO-]}_n$$ Każdy **mer** = jednostka z **wiązaniem estrowym** (-O-CO-) między dwoma sąsiednimi cząsteczkami kwasu mlekowego.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — kwas mlekowy\n\nCecha | Wartość\nWzór | CH₃-CH(OH)-COOH\nNazwa systematyczna | Kwas 2-hydroksypropanowy\nKlasa | α-hydroksykwas (OH na C sąsiednim do COOH)\nChiralność | Tak (C2 z 4 różnymi grupami)\nForma D (R) | W bakteriach, niektórych mikroorganizmach\nForma L (S) | W mięśniach człowieka, jogurtach\n\nKwas mlekowy powstaje:\n- Podczas fermentacji mlekowej (bakterie Lactobacillus) — jogurty, kiszone ogórki, kapusta.\n- W mięśniach człowieka podczas anaerobowego wysiłku → \"zakwasy mięśniowe\".\n- Syntezowany przemysłowo z glukozy.\n\nKlucz pojęciowy — PLA (poli(kwas mlekowy))\n\nCecha | Wartość\nWzór monomeru | HO-CH(CH₃)-COOH\nWzór polimeru | H-[-O-CH(CH₃)-CO-]ₙ-OH\nReakcja syntezy | Polikondensacja (utrata H₂O)\nKlasa | Poliester biodegradowalny\nStosowanie | Biokompatybilne implanty, drukowanie 3D (filament PLA), opakowania, torby foliowe\n\nPLA to biodegradowalny plastik — alternatywa dla polietylenu (PE) / polipropylenu (PP):\n- Produkowany z odnawialnych surowców (kukurydza, trzcina cukrowa, ziemniaki).\n- Biodegradowalny w przemysłowych kompostowniach (T~60°C, 90 dni).\n- Topi się w 150-170°C → łatwy do formowania.\n\nMechanizm: polikondensacja kwasu mlekowego\n\nMonomer: kwas mlekowy ma 2 grupy reaktywne: -COOH + -OH.\n\nReakcja estryfikacji: COOH jednej cząsteczki reaguje z OH drugiej:\n- HOCH(CH₃)-CO-OH + HO-CH(CH₃)-COOH → HOCH(CH₃)-CO-O-CH(CH₃)-COOH + H₂O.\n\nŁączenie n cząsteczek: H-[-O-CH(CH₃)-CO-]ₙ-OH.\n\nProdukt PLA = długi łańcuch poliestrowy. Stopień polimeryzacji n może być od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy.\n\nWzór i struktura PLA\n\nPojedynczy mer: -O-CH(CH₃)-C(=O)-\n- -O- = tlen z wiązaniem estrowym do następnego meru.\n- CH(CH₃) = z pochodzącym z kwasu mlekowego (C z H, CH₃, OH zamienionym na O-).\n- C=O = grupa karbonylowa estru.\n\nPolimer: H-[-O-CH(CH₃)-C(=O)-]ₙ-OH lub uproszczony [-O-CHC(O)-]ₙ z grupą CH₃ przy C.\n\nPunktacja CKE\n\n- 25.1. 1 pkt — oba enancjomery z poprawną stereochemią (lustrzane odbicia).\n- 25.2. 1 pkt — wzór polimeru z merem -O-CH(CH₃)-CO-.\n- Suma: 2 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nKwas mlekowy w przemyśle:\n- Fermentacja mlekowa → produkty żywnościowe (jogurt, kefir, ser, kapusta kiszona, ogórki kiszone).\n- Konserwant (E270) — obniża pH, hamuje bakterie.\n- Kosmetyki — AHA (alfa-hydroksykwasy) do złuszczania skóry.\n\nPLA w nowoczesnej technologii:\n- Drukowanie 3D — filament PLA = najpopularniejszy material 3D (łatwy, biodegradowalny, nieszkodliwe opary).\n- Medyczne implanty — szwy chirurgiczne, śruby, płytki orto. Rozpadają się w organizmie w ciągu miesięcy.\n- Opakowania ekologiczne — torebki, kubki, sztućce.\n- Tekstylia biodegradowalne.\n\nGlobalna produkcja PLA: ~400 000 ton/rok (2024). Rośnie ~15% rocznie, ale wciąż poniżej 0,5% ogólnego rynku plastików.\n\nOgraniczenia PLA:\n- Niska T_mięknięcia (~60°C) — gorące napoje powodują deformację.\n- Wymaga przemysłowych kompostowni (T~60°C, wilgoć). NIE rozkłada się w przydomowym kompoście w rozsądnym czasie.\n- Wyższy koszt niż PE/PP (~2-3× droższy).\n\nInne bioplastiki:\n- PHA (polihydroksyalkanian) — produkowany przez bakterie.\n- Skrobia termoplastyczna (TPS) — z kukurydzy.\n- Celuloza (papier, kartony).\n\nKwas mlekowy w organizmie:\n- Podczas intensywnego wysiłku (sprint, podnoszenie ciężarów) → glikoliza beztlenowa → produkcja kwasu mlekowego w mięśniach.\n- \"Zakwasy\" mięśniowe (DOMS) NIE są wynikiem kwasu mlekowego (mit). Są wynikiem mikrouszkodzeń włókien mięśniowych.\n- Kwas mlekowy jest transportowany do wątroby, gdzie przekształcany z powrotem w glukozę (cykl Cori).\n\nTypowy błąd: Pułapka 25.1 — rysowanie tego samego enancjomeru dwa razy. Klucz: **lustrzane odbicie** = grupy OH i H **zamienione miejscami** (jedna w wedge → druga w dashed). Pułapka 25.2 — pomylenie polikondensacji z polimeryzacją. **Polikondensacja** = łączenie z wydzieleniem H₂O. **Polimeryzacja** (np. polietylen) = łączenie alkenów bez wydzielenia produktu ubocznego. Pułapka 25.2 — pominięcie wiązania estrowego. PLA = poli**ester**. Każdy mer ma -CO-O- (wiązanie estrowe).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-25.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, kwas mlekowy, enancjomery, PLA, polikondensacja, poliester","page_from":28,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/25.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"25.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 25.1. (0-1)\nUzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał on wzory obu enancjomerów kwasu\nmlekowego.\nC\nCOOH\nC\nCOOH\n25.1.\n0-1\n24.\n0-1\nlustro\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 25.1. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n5) […] rysuje wzory w projekcji Fischera\nizomerów optycznych: enancjomerów […].\nXVI. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n8) […] prezentuje informacje o budowie […]\nhydroksykwasów […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązanie\nC\nCOOH\nH\nOH\nCH3\nC\nCOOH\nCH3\nOH\nH\nUwaga: Zdający otrzymuje 1 pkt tylko za takie uzupełnienie schematu, w którym wzory\nenencjomerów są lustrzanymi odbiciami.","solution":"Enancjomery kwasu mlekowego: C2 ma 4 różne podstawniki: **COOH, OH, CH₃, H** → stereocentrum chiralne. **(R)-kwas mlekowy** (D-mleczanowy w stereochemii starszej): ``` COOH | H —— C —— OH | CH₃ ``` **(S)-kwas mlekowy** (L-mleczanowy): ``` COOH | HO —— C —— H | CH₃ ``` Oba enancjomery są **lustrzanymi odbiciami** wokół płaszczyzny → nieidentyczne, ale takie same właściwości fizyczne (oprócz skręcania światła spolaryzowanego).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-25.1.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, kwas mlekowy, enancjomery, PLA, polikondensacja, poliester","page_from":28,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/25.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"25.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 25.2. (0-1)\nNapisz wzór półstrukturalny (grupowy) poli(kwasu mlekowego).","answer":null,"answer_text":"Zadanie 25.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nXIII. Węglowodory. Zdający:\n6) […]; rysuje wzór polimeru powstającego\nz monomeru o podanym wzorze lub nazwie\n[…].\nXVI. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n8) […] prezentuje informacje o […]\nmożliwości tworzenia […] estrów\nmiędzycząsteczkowych ([…] poliestry) […].\nlustro\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie wzoru półstrukturalnego (grupowego) poli(kwasu mlekowego).\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nCH\nCO\nCH3\nO\nn\nALBO\nC\nCH\nO\nO\nCH3\nn","solution":"Wzór poli(kwasu mlekowego) PLA: Polikondensacja kwasu mlekowego (utrata H₂O między -COOH a -OH następnej cząsteczki): $$n\\,\\text{HO-CH(CH}_3\\text{)-COOH} \\rightarrow \\text{H-[O-CH(CH}_3\\text{)-CO-]}_n\\text{-OH} + (n-1)\\,\\text{H}_2\\text{O}$$ **Wzór półstrukturalny PLA**: $$\\text{H-[O-CH(CH}_3\\text{)-CO-]}_n\\text{-OH}$$ lub równoważnie: $$\\text{[-O-CH(CH}_3\\text{)-CO-]}_n$$ Każdy **mer** = jednostka z **wiązaniem estrowym** (-O-CO-) między dwoma sąsiednimi cząsteczkami kwasu mlekowego.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-25.2.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, kwas mlekowy, enancjomery, PLA, polikondensacja, poliester","page_from":29,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/26","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"26","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 26. (0-1)\nW celu zidentyfikowania wodnych roztworów trzech substancji: glicerolu (propano-1,2,3-triolu),\nkwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego) i alanyloglicyloalaniny, przeprowadzono\ndoświadczenie. W trzech probówkach I-III przygotowano świeżo strącony wodorotlenek\nmiedzi(II) i do każdej z nich wprowadzono po jednym z badanych roztworów w nadmiarze.\nProbówki, wraz z zawartością, energicznie wstrząśnięto i we wszystkich zaobserwowano\nroztworzenie wodorotlenku miedzi(II). Na poniższych zdjęciach przedstawiono zawartości\nprobówek po zakończeniu doświadczenia.\nI\nII\nIII\nRozstrzygnij, do której probówki (I, II albo III) wprowadzono roztwór kwasu\nmlekowego. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, która zaszła w tej\nprobówce podczas opisanego doświadczenia.\nRozstrzygnięcie:\nRównanie reakcji:\n25.2.\n0-1\n26.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 26. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną;\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje […] doświadczenia\nchemiczne […], formułuje […] wyjaśnienia.\nXVI. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n4) opisuje właściwości chemiczne kwasów\nkarboksylowych na podstawie reakcji\ntworzenia: soli […]; pisze odpowiednie\nrównania reakcji; projektuje i przeprowadza\ndoświadczenia pozwalające otrzymywać sole\nkwasów karboksylowych (w reakcjach\nkwasów z: metalami, tlenkami metali,\nwodorotlenkami metali i solami kwasów\no mniejszej mocy).\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie rozstrzygnięcia (numeru probówki) i równania reakcji w formie\ncząsteczkowej.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nRozstrzygnięcie: III\nRównanie reakcji: 2CH3CHCOOH + Cu(OH)2 → (CH3CHCOO)2Cu + 2H2O\nI\nI\nOH\nOH","solution":"Odpowiedź: **Rozstrzygnięcie**: kwas mlekowy wprowadzono do probówki **III** (jasnoniebieski). **Identyfikacja barw**: - **I (fioletowy)**: alanyl-glicyl-alanina (tripeptyd) → **reakcja biuretowa** (≥2 wiązania peptydowe + Cu²⁺ w środowisku zasadowym → kompleks fioletowo-purpurowy). - **II (ciemnoniebieski)**: glicerol → **reakcja jakościowa polialkoholi** (3 grupy OH na sąsiednich C tworzą **chelatowy kompleks z Cu²⁺** — głęboki niebieski/szafirowy). - **III (jasnoniebieski)**: kwas mlekowy → zwykła sól kwasu z Cu²⁺ (mleczan miedzi) → kolor **typowy dla Cu²⁺ w roztworze** (bez kompleksu). **Równanie reakcji** (forma cząsteczkowa): $$\\text{Cu(OH)}_2 + 2\\,\\text{CH}_3\\text{CH(OH)COOH} \\rightarrow (\\text{CH}_3\\text{CH(OH)COO})_2\\text{Cu} + 2\\,\\text{H}_2\\text{O}$$ Lub równoważnie: **Cu(OH)₂ + 2 CH₃-CHOH-COOH → Cu(CH₃-CHOH-COO)₂ + 2 H₂O** Produkt: **mleczan miedzi(II)** — sól kwasu mlekowego z miedzią. Rozpuszczalny w wodzie, daje jasnoniebieski roztwór (charakterystyczny dla Cu²⁺ aq). **Mechanizm**: standardowa reakcja **kwas + wodorotlenek metalu** → sól + woda. Kwas mlekowy ma 1 grupę -COOH → potrzeba 2 cząsteczek na 1 Cu²⁺ (bo Cu²⁺ ma ładunek +2).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — reakcje z Cu(OH)₂\n\nSubstrat | Reakcja | Kolor produktu\nKwas karboksylowy (-COOH) | Cu(OH)₂ + 2 RCOOH → Cu(RCOO)₂ + 2 H₂O | Jasnoniebieski (sól Cu²⁺)\nPolialkohol (≥2 grupy OH na sąsiednich C: glicerol, glikol, cukry) | Chelatowy kompleks z Cu²⁺ | Głęboki granatowy/szafirowy\nAldehyd (-CHO) | Próba Trommera: Cu(OH)₂ → Cu₂O (czerwony) | Ceglasty osad Cu₂O (utlenianie)\nPeptyd / białko (≥2 wiązania -CO-NH-) | Reakcja biuretowa: Cu²⁺ + 4 N peptydowe → kompleks | Fioletowo-purpurowy (biuret)\nMonosacharyd (cukier redukujący) | Próba Trommera/Tollensa | Ceglasty Cu₂O\n\nMechanizm: reakcja biuretowa (probówka I)\n\nWymóg: substancja musi mieć co najmniej 2 wiązania peptydowe (-CO-NH-).\n\nAlanyl-glicyl-alanina = Ala-Gly-Ala. Ma 2 wiązania peptydowe (między Ala-Gly i Gly-Ala) → spełnia warunek.\n\nW środowisku zasadowym (Cu(OH)₂ → po rozpuszczeniu daje OH⁻):\n- 4 atomy azotu wiązań peptydowych koordynują z 1 Cu²⁺.\n- Powstaje kompleks: Cu²⁺ + 4 N peptydowych → fioletowo-purpurowy kolor.\n\nReakcja biuretowa = klasyczny test białek (Piotrowskiego).\n\nMechanizm: kompleks gliceryny (probówka II)\n\nGlicerol = HO-CH₂-CH(OH)-CH₂-OH = polialkohol z 3 grupami -OH na sąsiednich atomach C.\n\nW zasadowym roztworze (z Cu(OH)₂):\n- 2 cząsteczki glicerolu chelatują 1 Cu²⁺ przez 4 grupy -O⁻.\n- Powstaje kompleks bisglicerynian miedzi(II) o kolorze głębokim granatowym (\"szafirowy\").\n\nTo klasyczny test polialkoholi (gliceryny, glikolu etylenowego, sorbitolu, glukozy).\n\nMechanizm: sól mleczanowa (probówka III)\n\nKwas mlekowy = CH₃-CH(OH)-COOH:\n- Grupa -COOH = kwasowa, reaguje z Cu(OH)₂.\n- Grupa -OH na C2 = alkoholowa, NIE reaguje (mniej kwasowa).\n\nReakcja kwasowo-zasadowa: kwas + wodorotlenek → sól + woda.\n- Cu(OH)₂ + 2 CH₃CH(OH)COOH → Cu(CH₃CH(OH)COO)₂ + 2 H₂O.\n\nProdukt: mleczan miedzi(II) Cu(CH₃CH(OH)COO)₂ — sól rozpuszczalna w wodzie.\n\nKolor: niebieski Cu²⁺(aq) → jasnoniebieski roztwór (jak roztwór CuSO₄). BEZ tworzenia kompleksu (różnica od glicerolu).\n\nKluczowa różnica: kwas mlekowy ma -OH na C2, ale nie jest \"polialkoholem\" w tradycyjnym sensie (potrzeba ≥2 grup OH na sąsiednich C). Stąd nie chelatuje Cu²⁺ w głęboki niebieski.\n\nKlucz pojęciowy — kwas α-hydroksykarboksylowy\n\nKwas mlekowy jest α-hydroksykwasem (OH na C sąsiednim z COOH). Inne α-hydroksykwasy:\n- Kwas glikolowy (HO-CH₂-COOH).\n- Kwas malowy, cytrynowy, winowy (w owocach).\n\nα-hydroksykwasy reagują z Cu²⁺ głównie przez -COOH (jak zwykły kwas). Tylko 2 OH lub więcej na sąsiednich C daje kompleks chelatowy z Cu(II).\n\nPunktacja CKE\n\n- 26. 1 pkt — wybór probówki III + poprawne równanie cząsteczkowe.\n\nPo co to umieć\n\nReakcja biuretowa = klasyczny test białek:\n- Wynaleziona w XIX wieku (Felix Hoppe-Seyler).\n- Substancje białkowe + Cu(OH)₂ w środowisku NaOH → fioletowy kolor.\n- Klinicznie stosowana do ilościowego oznaczania białka w moczu, surowicy.\n\nReakcja Trommera = test cukrów redukujących + aldehydów:\n- Cu(OH)₂ niebieski + aldehyd + ogrzewanie → Cu₂O ceglasty + kwas karboksylowy.\n- Glukoza, fruktoza, maltoza dają reakcję pozytywną.\n- Sacharoza (cukier krystaliczny) NIE redukuje (brak wolnej grupy CHO).\n\nReakcja Fehlinga = wariant Trommera (Cu(OH)₂ w winianie sodu = stabilizator).\n\nGlicerol w kosmetyce + farmacji:\n- Substancja higroskopijna (przyciąga wodę z powietrza) → nawilżenie skóry.\n- W kremach, mydłach, pastach do zębów.\n- Środek przeciwzamarzający (płyn chłodniczy, niezamarzający spryskiwacz szyb).\n- Trinitrogliceryna = wybuchowa pochodna gliceryny.\n\nKwas mlekowy w przemyśle:\n- Konserwant żywności (E270): obniża pH, hamuje bakterie psujące.\n- Kosmetyki: peeling AHA na bazie kwasu mlekowego.\n- Surowiec PLA = biodegradowalne tworzywo (Zad 25).\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie probówek. **Biuret = fioletowy = peptyd ≥2 wiązań**. **Niebieski głęboki = glicerol (polialkohol z chelatowaniem)**. **Jasnoniebieski = zwykły kation Cu²⁺** (np. z kwasem mlekowym, octowym). Pułapka — kwas mlekowy 2 grupy reaktywne. Klucz: **-COOH** to grupa reagująca z Cu(OH)₂ jako kwas. **-OH** na C2 NIE reaguje (alkoholowa OH nie jest kwasowa). Stechiometria: **2 kwasy + 1 Cu**. Pułapka — równanie jonowe vs cząsteczkowe. Zadanie wyraźnie pyta o **cząsteczkową** formę. Pisz Cu(OH)₂ jako cząsteczkę, kwas mlekowy jako pełną cząsteczkę.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-26.webp","solution_image":null,"topics":"identyfikacja, glicerol, kwas mlekowy, peptyd, biuretowa, Cu(OH)2","page_from":29,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/27","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"27","points":3,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 27.\nOktopamina jest hormonem występującym w organizmach bezkręgowców. Jej wzór\nprzedstawiono poniżej.\nO\nH\nCH\nCH2\nOH\nNH2","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **27.1.** | # | Stwierdzenie | Ocena | |---|---|---| | 1 | Grupy -OH różnią się zdolnością odłączania protonu | **P** | | 2 | Oktopamina może być utleniona do ketonu | **P** | **Uzasadnienia**: 1. **P** — oktopamina ma **2 typy grup OH**: - **Fenolowa** -OH na pierścieniu aromatycznym (fragment A). pK_a ≈ **10** (umiarkowanie kwasowa). - **Alkoholowa** -OH na C drugorzędowym (fragment C). pK_a ≈ **16-18** (znacznie słabiej kwasowa). - **Różnica pK_a ~6** = 10⁶ razy w zdolności odłączania H⁺ → różnią się znacznie. 2. **P** — alkohol **drugorzędowy** (fragment C) może być utleniony do **ketonu** (KMnO₄, K₂Cr₂O₇, PCC): - R-CHOH-R' → R-CO-R' (z utratą 2 H). - W oktopaminie: ArCH(OH)CH₂NH₂ → ArC(=O)CH₂NH₂ (keton). **27.2.** **Rozcieńczony HCl reaguje z fragmentem B** (grupa aminowa -NH₂). Reakcja: -NH₂ + HCl → -NH₃⁺Cl⁻ (chlorowodorek aminy, sól rozpuszczalna). Aminy są **zasadami Brønsteda** (przyjmują H⁺) → reagują z kwasami silnymi jak HCl. **Fragment A UŁEGŁ reakcji z FeCl₃**. Reakcja: **fenole** (-OH na pierścieniu aromatycznym) + FeCl₃ → fioletowy/niebieski kompleks Fe³⁺-fenolan: - 6 ArOH + Fe³⁺ → [Fe(OAr)₆]³⁻ + 6 H⁺ (lub uproszczony Fe(OAr)₃). - Charakterystyczna **fioletowo-zielona** barwa = klasyczna **próba fenoli z FeCl₃**. Alkohole (fragment C) i aminy (fragment B) **NIE reagują** z FeCl₃ w taki sposób.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — fenol vs alkohol\n\nCecha | Fenol (Ar-OH) | Alkohol (R-OH)\nKwasowość (pK_a) | ~10 (umiarkowanie kwasowy) | ~16-18 (bardzo słabo kwasowy)\nReakcja z NaOH | Tak (powstaje fenolan) | Nie (alkohol nie reaguje)\nReakcja z Na (metalem) | Tak (NaOR + H₂) | Tak (NaOR + H₂)\nPróba z FeCl₃ | Tak (fioletowy kompleks) | Nie\nUtlenianie do ketonu/aldehydu | Trudniej (ar-OH stabilny) | Tak (R-OH → R-CO, alkohol I-rz → CHO, II-rz → CO)\n\nDlaczego fenol jest bardziej kwasowy?: anion fenolanu (Ar-O⁻) jest stabilizowany rezonansowo przez pierścień aromatyczny (-ładunek rozłożony). Alkohol R-O⁻ nie ma takiej stabilizacji.\n\nKlucz pojęciowy — aminy\n\nAminy mają grupę -NH₂ (I-rz), -NHR (II-rz), -NR₂ (III-rz).\n\nAminy = zasady Brønsteda:\n- -NH₂ + H⁺ → -NH₃⁺ (akceptują proton).\n- pK_b alkilowej aminy ~3-4 (mocniejsze zasady niż NH₃).\n- pK_b aromatycznej aminy (anilina) ~9-10 (słabsze, bo wolna para na N w pierścieniu).\n\nReakcje aminy z kwasami:\n- R-NH₂ + HCl → R-NH₃⁺Cl⁻ (chlorowodorek aminy, sól krystaliczna, rozpuszczalna w wodzie).\n- Stosowane w farmacji: leki w postaci chlorowodorków (np. lidokaina HCl, morfina HCl) → lepsza rozpuszczalność.\n\nMechanizm: próba fenoli z FeCl₃\n\nFenol Ar-OH + FeCl₃ → kompleks Fe³⁺ z fenolanowymi tlenami.\n\nStechiometria: 3 Ar-OH + FeCl₃ → Fe(OAr)₃ + 3 HCl (lub w roztworze [Fe(OAr)₆]³⁻).\n\nKolor kompleksu zależy od typu fenolu:\n- Fenol prosty (C₆H₅OH): fioletowy.\n- Salicylany (kwas salicylowy): purpurowy.\n- Pirogalol (1,2,3-trihydroksybenzen): głęboki zielony/niebieski.\n- Inne polifenole: różne odcienie.\n\nPróba diagnostyczna: jeśli związek + FeCl₃ → kolor (nie żółty/brunatny FeCl₃) → zawiera grupę fenolową.\n\nKlucz pojęciowy — oktopamina\n\nOktopamina = neurohormon i neuroprzekaźnik u bezkręgowców (owady, mięczaki, robaki):\n- Analog noradrenaliny u kręgowców.\n- Wpływa na lotne zachowanie, agresję, snu/budzenia u owadów.\n- Cel insektycydów — niektóre pestycydy działają na oktopaminowe receptory.\n\nStruktura: meta-tyramina hydroksylowana w łańcuchu bocznym:\n- HO-C₆H₄-CH(OH)-CH₂-NH₂ = 4-hydroksyfenetyloamina z dodatkową grupą OH.\n\nMechanizm: utlenianie do ketonu\n\nAlkohol drugorzędowy (C-OH z 2 grupami C) → keton (C=O z 2 grupami C):\n\nReagenty:\n- KMnO₄ (silny, agresywny).\n- K₂Cr₂O₇/H⁺ (silny).\n- PCC (pirydyno-chlorochromian, łagodniejszy).\n- DMSO + reagent Swern (laboratoryjnie).\n\nWzór ogólny:\n$$R-CHOH-R' + [O] \\rightarrow R-CO-R' + H_2O$$\n\nW oktopaminie:\nHO-C₆H₄-CH(OH)-CH₂-NH₂ → HO-C₆H₄-CO-CH₂-NH₂ (= 4-hydroksyfenacetamid lub podobny keton).\n\nAlkohol I-rzędowy → aldehyd → kwas karboksylowy (kontynuacja utleniania).\nAlkohol III-rzędowy → NIE utlenia się łatwo (brak H na C-OH).\n\nPunktacja CKE\n\n- 27.1. 1 pkt — oba P/F poprawne.\n- 27.2. 1 pkt — B (HCl + amina) + \"uległ\" (fenol + FeCl₃).\n- Suma: 2 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nIdentyfikacja grup funkcyjnych = klasyczne ćwiczenie chemii analitycznej:\n- Aldehyd: Tollens (lusterko Ag), Fehling/Trommer (Cu₂O ceglasty).\n- Keton: 2,4-dinitrofenylohydrazyna (DNPH) → żółty osad.\n- Alkohol: bezwodnik octowy (estryfikacja); Lucas (HCl/ZnCl₂).\n- Karboksyl: NaHCO₃ → CO₂ (gaz!).\n- Amina: HCl (sól amoniowa); azotyn sodowy → diazoniowy/azotki.\n- Fenol: FeCl₃ → fioletowy (najbardziej charakterystyczna).\n- Wiązanie peptydowe: biuret z Cu(OH)₂ → fioletowy.\n\nOktopamina i komory leków:\n- Insektycydy atakujące oktopaminowe receptory → wybiórczo zabijają owady, oszczędzając ssaki.\n- Amitraz (pestycyd) — działa na receptory oktopaminy.\n\nHormony i neuroprzekaźniki — porównanie:\nBezkręgowce | Kręgowce (analog)\nOktopamina | Noradrenalina (NA)\nTyramina | NA, dopamina\nSerotonina | Serotonina (zachowana ewolucyjnie!)\n\nSole aminowe w farmacji:\n- Morfina HCl, kodeina HCl, oksykodon HCl.\n- Adrenalina (epinefryna) — zwykle dostępna jako HCl.\n- Większość amin lekowych podawana jest jako chlorowodorki dla lepszej rozpuszczalności + stabilności.\n\nTypowy błąd: Pułapka 27.1.1 — założenie że \"obie OH są takie same\". **Fenol** (Ar-OH) jest znacznie **bardziej kwasowy** niż **alkohol** (R-OH) → różne pK_a (10 vs 16-18). Pułapka 27.1.2 — utlenianie aminy zamiast alkoholu. Klucz: utleniany jest **alkohol drugorzędowy** (CHOH) → keton. Aminy są utleniane do nitrozo/nitro, nie do ketonu. Pułapka 27.2 — pomylenie reaktywności: - **HCl** (kwas) + **amina** (zasada) → sól amoniowa. (NIE z fenolem - fenole są kwasami, nie zasadami.) - **FeCl₃** (próba) + **fenol** (-OH aromatyczny) → fioletowy kompleks. (NIE z alkoholem/aminą.)","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-27.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, oktopamina, fenole, aminy, alkohole, FeCl3, deaminacja, HNO2","page_from":30,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/27.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"27.1","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 27.1. (0-1)\nOceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F - jeśli jest\nfałszywe.\n1.\nGrupy -OH w cząsteczce oktopaminy różnią się zdolnością odłączania\nprotonu.\nP\nF\n2.\nOktopamina może być utleniona do ketonu.\nP\nF","answer":null,"answer_text":"Zadanie 27.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną;\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje\ndo rozwiązywania problemów chemicznych\n[…].\nXIV. Hydroksylowe pochodne\nwęglowodorów - alkohole i fenole.\nZdający:\n6) opisuje właściwości chemiczne fenoli na\npodstawie reakcji z: sodem,\nwodorotlenkiem sodu […]; pisze\nodpowiednie równania reakcji dla fenolu\n(benzenolu, hydroksybenzenu) […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawna ocena dwóch zdań.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\n1.\nGrupy -OH w cząsteczce oktopaminy różnią się zdolnością odłączania\nprotonu.\nP\n2.\nOktopamina może być utleniona do ketonu.\nP","solution":"| # | Stwierdzenie | Ocena | |---|---|---| | 1 | Grupy -OH różnią się zdolnością odłączania protonu | **P** | | 2 | Oktopamina może być utleniona do ketonu | **P** | **Uzasadnienia**: 1. **P** — oktopamina ma **2 typy grup OH**: - **Fenolowa** -OH na pierścieniu aromatycznym (fragment A). pK_a ≈ **10** (umiarkowanie kwasowa). - **Alkoholowa** -OH na C drugorzędowym (fragment C). pK_a ≈ **16-18** (znacznie słabiej kwasowa). - **Różnica pK_a ~6** = 10⁶ razy w zdolności odłączania H⁺ → różnią się znacznie. 2. **P** — alkohol **drugorzędowy** (fragment C) może być utleniony do **ketonu** (KMnO₄, K₂Cr₂O₇, PCC): - R-CHOH-R' → R-CO-R' (z utratą 2 H). - W oktopaminie: ArCH(OH)CH₂NH₂ → ArC(=O)CH₂NH₂ (keton).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-27.1.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, oktopamina, fenole, aminy, alkohole, FeCl3, deaminacja, HNO2","page_from":30,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/27.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"27.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 27.2. (0-1)\nWe wzorze cząsteczki oktopaminy literami A-C zaznaczono wybrane fragmenty jej struktury.\nO\nH\nCH\nCH2\nOH\nNH2\nA\nC\nB\nW temperaturze 25 ᵒC przeprowadzono doświadczenie. Do dwóch probówek zawierających\noktopaminę wprowadzono: do jednej rozcieńczony kwas solny, a do drugiej wodny roztwór\nchlorku żelaza(III).\nUzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.\nRozcieńczony kwas solny uległ reakcji z fragmentem struktury oktopaminy oznaczonym literą\n(A / B / C).\nFragment struktury oktopaminy oznaczony literą A (uległ / nie uległ) reakcji z chlorkiem\nżelaza(III).\n27.2.\n0-1\n27.1.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 27.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł […].\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną;\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nXIV. Hydroksylowe pochodne węglowodorów\n- alkohole i fenole. Zdający:\n6) opisuje właściwości chemiczne fenoli na\npodstawie reakcji z: sodem, wodorotlenkiem\nsodu, bromem, kwasem azotowym(V); pisze\nodpowiednie równania reakcji dla benzenolu\n(fenolu, hydroksybenzenu) i jego\npochodnych; projektuje i przeprowadza\ndoświadczenie, którego przebieg pozwoli\nodróżnić alkohol od fenolu; na podstawie\nwyników doświadczenia klasyfikuje\nsubstancję do alkoholi lub fenoli.\nXVIII. Związki organiczne zawierające azot.\nZdający:\n4) porównuje i wyjaśnia przyczynę\nzasadowych właściwości […] amin; pisze\nodpowiednie równania reakcji.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch zdań.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nRozwiązanie\nRozcieńczony kwas solny uległ reakcji z fragmentem struktury oktopaminy oznaczonym literą\n(A / B / C).\nFragment struktury oktopaminy oznaczony literą A (uległ / nie uległ) reakcji z chlorkem\nżelaza(III).","solution":"**Rozcieńczony HCl reaguje z fragmentem B** (grupa aminowa -NH₂). Reakcja: -NH₂ + HCl → -NH₃⁺Cl⁻ (chlorowodorek aminy, sól rozpuszczalna). Aminy są **zasadami Brønsteda** (przyjmują H⁺) → reagują z kwasami silnymi jak HCl. **Fragment A UŁEGŁ reakcji z FeCl₃**. Reakcja: **fenole** (-OH na pierścieniu aromatycznym) + FeCl₃ → fioletowy/niebieski kompleks Fe³⁺-fenolan: - 6 ArOH + Fe³⁺ → [Fe(OAr)₆]³⁻ + 6 H⁺ (lub uproszczony Fe(OAr)₃). - Charakterystyczna **fioletowo-zielona** barwa = klasyczna **próba fenoli z FeCl₃**. Alkohole (fragment C) i aminy (fragment B) **NIE reagują** z FeCl₃ w taki sposób.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-27.2.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, oktopamina, fenole, aminy, alkohole, FeCl3, deaminacja, HNO2","page_from":30,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/27.3","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"27.3","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 27.3. (0-1)\nPróbkę oktopaminy wprowadzono do zakwaszonego roztworu azotanu(III) potasu. W wyniku\nreakcji wydzielił się bezbarwny, niepalny gaz o masie molowej równej 28 g ∙mol-1.\nOtrzymany w warunkach doświadczenia organiczny produkt X opisanej reakcji -\nwprowadzony do probówki zawierającej świeżo strącony osad wodorotlenku miedzi(II)\ni nadmiar zasady - spowodował roztworzenie osadu i powstanie klarownego roztworu barwy\nciemnoniebieskiej (szafirowej).\nUzupełnij schemat tak, aby powstało w formie jonowej skróconej równanie reakcji,\nw której otrzymano organiczny produkt X. Napisz wzory brakujących produktów.\nO\nH\nCH\nCH2\nOH\nNH3\nprodukt organiczny X\ngaz\n+ H3O+\nśrodowisko kwasowe\n+ HNO2\n27.3.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 27.3. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje z różnorodnych\nźródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje i przeprowadza doświadczenia\nchemiczne […], formułuje […] wnioski […].\nVIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n1) stosuje pojęcia: stopień utlenienia,\nutleniacz, reduktor, utlenianie, redukcja;\n4) oblicza stopnie utlenienia pierwiastków\nw […] cząsteczce związku […]\norganicznego.\nXVIII. Związki organiczne zawierające\nazot. Zdający:\n4) porównuje i wyjaśnia przyczynę\nzasadowych właściwości […] amin; pisze\nodpowiednie równania reakcji.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie wzoru produktu organicznego oraz wzoru gazu.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nO\nH\nCH\nCH2\nOH\nNH3\nO\nH\nCH\nCH2\nOH\nOH\n+ N2 + H3O+\ngaz\nprodukt organiczny X\nśrodowisko kwasowe\n+ HNO2","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n\\[\\underset{\\text{octopamina (sol amoniowa)}}{\\ce{HO-C6H4-CH(OH)-CH2-NH3+}} + \\ce{HNO2} \\xrightarrow[\\text{kwasowe}]{}\\]\n\\[\\underset{\\text{produkt X (diol)}}{\\ce{HO-C6H4-CH(OH)-CH2-OH}} + \\underset{\\text{gaz}}{\\ce{N2}} + \\ce{H3O+}\\]\n\nProdukt organiczny X = **3-(4-hydroksyfenylo)propano-1,2-diol** - diol (dwa OH na sąsiednich atomach C).\n\n## Sposób 1 - Mechanizm deaminacji przez HNO₂\n\n**Krok 1: Reakcja amin pierwszorzędowych z HNO₂.**\nAmina pierwszorzędowa alifatyczna (\\(\\ce{R-NH2}\\)) z \\(\\ce{HNO2}\\) → sól diazoniowa (niestabilna) → szybki rozpad z wydzieleniem \\(\\ce{N2}\\) + powstanie alkoholu (lub innego produktu nukleofilowego):\n\\[\\ce{R-NH2 + HNO2 -> R-N2+ -> R-OH + N2 ^}\\]\n\n**Krok 2: Bilans atomów dla oktopaminy.**\nGrupa \\(\\ce{-CH2-NH2}\\) (lub jej protonowana forma \\(\\ce{-CH2-NH3+}\\)) → grupa \\(\\ce{-CH2-OH}\\) + uwolnienie \\(\\ce{N2}\\).\n\n**Krok 3: Produkt X.**\nPodstawienie \\(\\ce{NH2}\\) → \\(\\ce{OH}\\) na ostatnim atomie C łańcucha:\n\\[\\ce{HO-C6H4-CH(OH)-CH2-NH2} \\rightarrow \\ce{HO-C6H4-CH(OH)-CH2-OH}\\]\n\nProdukt X to **diol z dwoma OH na sąsiednich C** - kompleks z Cu(OH)₂ (jak glicerol) → ciemnoniebieski roztwór ✓\n\n**Krok 4: Bilans masowy.**\n28 g/mol = \\(\\ce{N2}\\) (2·14 = 28) ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\nNie używamy konkretnych wartości - to chemia organiczna (deaminacja alifatyczna).\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Klucz CKE: 1 pkt = poprawny wzór X + poprawny wzór gazu (\\(\\ce{N2}\\)).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Częsty błąd - produkt z grupą \\(\\ce{-CH2-NO2}\\) lub innymi azotowanymi produktami. Tu kluczowe: gaz \\(\\ce{N2}\\) potwierdza pełną deaminację.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Diol (dwa sąsiednie OH) reaguje z Cu(OH)₂ tworząc niebieski kompleks chelatowy - analogiczny do glicerolu (str. zadanie 26).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZadanie za 0-1 pkt.\n- **1 pkt** - poprawne napisanie wzoru produktu organicznego X (diol HO-C6H4-CH(OH)-CH2-OH) oraz wzoru gazu (N2).\n- **0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-27.3.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":31,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/28","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"28","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 28.\nW jednej z metod syntezy 𝛼-aminokwasów pierwszym etapem jest reakcja kwasu\nkarboksylowego z bromem. W obecności fosforu i w odpowiednich warunkach jeden\nz atomów wodoru przy atomie węgla 𝛼 w cząsteczce kwasu jest zastępowany przez\natom bromu. W drugim etapie, pod działaniem stężonego wodnego roztworu amoniaku,\nnastępuje wymiana atomu bromu na grupę aminową. W efekcie powstaje sól amonowa\nodpowiedniego aminokwasu.\nPrzeprowadzono ciąg przemian, w wyniku których z kwasu propanowego (propionowego)\npowstał związek B.\nkwas propanowy\nzwiązek A\nzwiązek B\nBr2, P\nreakcja 1.\nnadmiar NH3 (aq)\nreakcja 2.","answer":null,"answer_text":null,"solution":"Odpowiedź: **28.1. Reakcja 1 — bromowanie alfa kwasu propanowego (HVZ)**: $$\\text{CH}_3-\\text{CH}_2-\\text{COOH} + \\text{Br}_2 \\xrightarrow{P} \\text{CH}_3-\\text{CHBr}-\\text{COOH} + \\text{HBr}$$ Produkt **A** = kwas 2-bromopropanowy = α-bromopropionowy. **Mechanizm HVZ**: - P + Br₂ → PBr₃ (in situ). - PBr₃ + RCOOH → RCOBr (bromek acylu) + HX (sprzężenie). - Bromek acylu enolizuje + atak α C → α-Br. - Hydroliza → α-bromokwas. **28.2. Reakcja 2 — zamiana Br na NH₂ + zobojętnianie**: Stosunek **1 A : 3 NH₃** wskazuje na **3 funkcje** amoniaku: 1. **Substytucja nukleofilowa** Br → NH₂ (1 NH₃ używane jako nukleofil). 2. **Zobojętnianie powstałego HBr** (1 NH₃ + HBr → NH₄Br). 3. **Zobojętnianie kwasowej grupy -COOH** w aminokwasie (1 NH₃ + R-COOH → R-COO⁻ NH₄⁺). **Równanie jonowe skrócone**: $$\\text{CH}_3-\\text{CHBr-COOH} + 3\\,\\text{NH}_3 \\rightarrow \\text{CH}_3-\\text{CH(NH}_2\\text{)-COO}^- + 2\\,\\text{NH}_4^+ + \\text{Br}^-$$ Produkt **B** (sól amonowa) zawiera: - **Anion alaniny** CH₃-CH(NH₂)-COO⁻. - **2 kationy NH₄⁺** (z 2 mol NH₃ + 2 H⁺). - **Anion Br⁻**. **Bilans**: - C: 3 = 3 ✓. - N: 3 = 1 (alanin-) + 2 (NH₄⁺) = 3 ✓. - O: 2 = 2 ✓. - Br: 1 = 1 ✓. - H: 5 + 9 = 14 (lewa) = 6 + 8 = 14 (prawa) ✓. - Ładunek: 0 = -1 + 2 + (-1) = 0 ✓. **Produkt B** = sól amonowa **alaniny** (jest to alaninian dwuamonowo-bromkowy mieszany).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — reakcja HVZ (Hella-Volharda-Zelinskiego)\n\nHVZ = klasyczna metoda bromowania (chlorowania) α-pozycji kwasów karboksylowych.\n\nWarunki:\n- Br₂ (lub Cl₂).\n- Katalizator: fosfor czerwony (P) lub PBr₃ (in situ).\n- Brak światła (NIE jest to rodnikowe).\n\nMechanizm (selektywne na α):\n1. P + Br₂ → PBr₃.\n2. R-COOH + PBr₃ → R-COBr (bromek acylu) + HOPBr₂.\n3. Bromek acylu enolizuje łatwiej niż kwas (C=O sąsiednie aktywuje α C-H).\n4. Enol + Br₂ → α-Br-RCOBr.\n5. Hydroliza (lub wymiana z RCOOH) → α-Br-RCOOH + HBr.\n\nWynik: selektywnie 1 H na α C zastąpiony przez Br.\n\nKlucz pojęciowy — synteza Gabriela vs HVZ + NH₃\n\nSynteza Gabriela (klasyczna) i HVZ + NH₃ (tu w zadaniu) — obie dają α-aminokwasy z α-halogenokwasów.\n\nHVZ + NH₃ (w zadaniu):\n- α-Br-RCOOH + NH₃ (nadmiar) → α-NH₂-RCOOH + HBr.\n- Mechanizm: SN2 — NH₃ atakuje C-Br, Br⁻ odchodzi.\n\nWymaga nadmiaru NH₃ by:\n- Zapobiec wielokrotnemu alkilowaniu (R-NH₂ jest nadal nukleofilem, może reagować z innym R-Br).\n- Zobojętnić HBr + COOH (sól amonowa).\n\nMechanizm szczegółowy\n\nReakcja 1 — bromowanie HVZ kwasu propanowego:\n\nCH₃CH₂COOH + Br₂ → (P, kat.) → CH₃CHBrCOOH (kwas 2-bromopropanowy) + HBr.\n\nCzerwony fosfor aktywuje brom + sam ulega bromowaniu (PBr₃) → następuje bromowanie α-pozycji kwasu.\n\nReakcja 2 — SN2 + neutralizacja w nadmiarze NH₃:\n\nKrok A — SN2 substytucja:\nCH₃CHBrCOOH + NH₃ → CH₃CH(NH₃⁺)COOH + Br⁻.\n\nKrok B — neutralizacja powstałej grupy NH₃⁺ przez kolejny NH₃:\nCH₃CH(NH₃⁺)COOH + NH₃ → CH₃CH(NH₂)COOH + NH₄⁺.\n\n(Lub: alanina w formie obojnaczej zwitterion: CH₃CH(NH₃⁺)COO⁻.)\n\nKrok C — neutralizacja grupy -COOH alaniny przez kolejny NH₃:\nCH₃CH(NH₂)COOH + NH₃ → CH₃CH(NH₂)COO⁻ + NH₄⁺.\n\nSumarycznie: 1 mol A + 3 mol NH₃ → 1 mol alanin-anionu + 2 mol NH₄⁺ + 1 mol Br⁻.\n\nMechanizm: produkt B\n\nProdukt B = sól amonowa alaniny (alanina = CH₃-CH(NH₂)-COOH).\n\nW roztworze (po reakcji 2) obecne są:\n- Aniony alaninowe (CH₃-CH(NH₂)-COO⁻).\n- 2 mole NH₄⁺ (kationy).\n- Br⁻ (anion).\n\nTo mieszana sól amonowa: alaninian + bromek amonu razem w jednym roztworze.\n\nKlucz pojęciowy — alanina\n\nCecha | Wartość\nWzór | CH₃-CH(NH₂)-COOH\nNazwa | Kwas 2-aminopropanowy (α-alanina)\nKlasa | α-aminokwas (NH₂ na C sąsiednim z COOH)\nChiralność | Tak (C2 = 4 różne grupy)\nForma naturalna | L-alanina (S)\nRola biologiczna | Aminokwas białkowy, niezbędny w syntezie białek\npI (punkt izoelektryczny) | ~6,0\n\nPunktacja CKE\n\n- 28.1. 1 pkt — równanie cząsteczkowe z α-bromowaniem.\n- 28.2. 1 pkt — równanie jonowe z poprawnym bilansem 1:3.\n- Suma: 2 pkt.\n\nPo co to umieć\n\nSynteza HVZ-Strecker-Gabriel → klasyczne metody otrzymywania aminokwasów:\n- Strecker (1850): RCHO + NH₃ + HCN → α-aminonitryl → α-aminokwas. Najstarsza i wciąż używana.\n- Gabriel: ftalimid → α-NH₂-RCOOH. Bardziej selektywna.\n- HVZ + NH₃: prosta, ale daje racemat (R/S w stosunku 1:1).\n\nAminokwasy w przemyśle:\n- 20 aminokwasów białkowych + ~150 innych w przyrodzie.\n- Glutaminian sodu (MSG) — wzmacniacz smaku (E621), produkcja milionów ton.\n- Lizyna, metionina — dodatki do paszy zwierząt (~3 mln ton/rok każda).\n- Aspartam = ester metylowy dipeptydu Asp-Phe — słodzik (E951).\n\nSynteza farmaceutyczna:\n- α-aminokwasy = surowce do peptydów i białek terapeutycznych.\n- Insulina rekombinowana, erytropoetyna (EPO), przeciwciała monoklonalne — wszystko z aminokwasów.\n\nMieszanina racemiczna w HVZ + NH₃:\n- Atom α C ma 4 różne grupy (po reakcji) → chiralny.\n- SN2 zachodzi z obu stron → 50% R + 50% S.\n- W farmacji często tylko jeden enancjomer jest aktywny → potrzeba rozdziału (chromatografia chiralna, krystalizacja diastereomerów).\n\nNaturalne aminokwasy = wszystkie L (poza glicyną, niechiralną). Bakterie produkują aminokwasy enzymatycznie ze stereospecyficznością.\n\nTypowy błąd: Pułapka 28.1 — bromowanie nie pozycji α. Klucz: HVZ reakcja **selektywnie bromuje α C** (z grupy karboksylowej). NIE β, γ. Pozycja α = sąsiadująca z COOH. Pułapka 28.2 — pominięcie zobojętniania. Stosunek 1:3 NH₃ obejmuje **3 zastosowania amoniaku**: substytucja, neutralizacja HBr, neutralizacja COOH. Sumaryczne równanie musi to uwzględniać. Pułapka 28.2 — pisanie cząsteczkowo zamiast jonowo. Zadanie wyraźnie pyta o **formę jonową** (rozkład soli na jony).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-28.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, synteza aminokwasów, alanina, HVZ, bromowanie alfa, kwas propanowy","page_from":32,"source":"maturaonline","answer_source":null,"answer_text_source":null,"solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/28.1","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"28.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 28.1. (0-1)\nNapisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji 1. Zastosuj wzory półstrukturalne\n(grupowe) związków organicznych.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 28.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych z zastosowaniem metody\nnaukowej.\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n7) klasyfikuje reakcje związków organicznych\nze względu na typ procesu […]; pisze\nodpowiednie równania reakcji.\nXVIII. Związki organiczne zawierające azot.\nZdający:\n6) […] wyjaśnia, co oznacza, że aminokwasy\nbiałkowe są α-aminokwasami […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie w formie cząsteczkowej równania reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nC\nH3\nCH2 COOH +\nBr\nH\nBr2\nC\nH3\nCH COOH\nBr\n(P)","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n\\[\\ce{CH3-CH2-COOH + Br2 ->[\\text{P}] CH3-CH(Br)-COOH + HBr}\\]\n\nZwiązek A to **kwas 2-bromopropanowy** (\\ce{CH3-CH(Br)-COOH}).\n\n## Sposób 1 - Reakcja HVZ (Hell-Volhard-Zieliński)\n\n**Co to za reakcja?** Selektywne α-bromowanie kwasów karboksylowych - brom podstawia jeden atom wodoru przy węglu **α** (bezpośrednio przy grupie \\ce{-COOH}).\n\n**Krok 1 - Zidentyfikuj węgiel α w kwasie propanowym:**\n\n\\[\\ce{CH3-\\underset{\\alpha}{\\underset{|}{CH2}}-COOH}\\]\n\nWęgiel α to \\ce{CH2} - ma dwa H, ale podstawiamy **jeden** atom Br.\n\n**Krok 2 - Zapisz substraty:**\n- Kwas propanowy: \\ce{CH3-CH2-COOH}\n- Reagens: \\ce{Br2} w obecności fosforu (P jako katalizator - tworzy in situ \\ce{PBr3})\n\n**Krok 3 - Napisz równanie:**\n\n\\[\\ce{CH3-CH2-COOH + Br2 ->[\\text{P}] CH3-CH(Br)-COOH + HBr}\\]\n\nJeden atom Br wchodzi na węgiel α, drugi odchodzi jako \\ce{HBr}.\n\n**Wynik:** Związek A = \\ce{CH3-CH(Br)-COOH} (kwas 2-bromopropanowy)\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomów\n\nSprawdzamy, czy równanie jest zbilansowane:\n\n| Atom | Lewa strona | Prawa strona |\n| C | 3 | 3 ✓ |\n| H | 6 + 0 = 6 | 5 + 1 = 6 ✓ |\n| O | 2 | 2 ✓ |\n| Br | 2 | 1 + 1 = 2 ✓ |\n\nBilans się zgadza - równanie jest poprawne.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość mechanizmu reakcji HVZ (α-halogenowanie kwasów karboksylowych z halogenem w obecności czerwonego fosforu lub \\ce{PBr3}).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pisz \\ce{CH3-CBr2-COOH} (dibromowanie) - fosforu i \\ce{Br2} użyto w stosunku stechiometrycznym 1:1, więc podstawiamy **jeden** atom Br.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Brom trafia wyłącznie na węgiel **α** (przy \\ce{-COOH}), NIE na węgiel β (\\ce{CH3}). To jest sedno reakcji HVZ - katalizator P aktywuje właśnie pozycję α poprzez tworzenie pochodnej acylowej.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pamiętaj o produkcie ubocznym - \\ce{HBr} musi pojawić się po prawej stronie równania. Pominięcie go to błąd formalny skutkujący utratą punktu.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZadanie za 0-1 pkt.\n- **1 pkt** - poprawne napisanie w formie czasteczkowej rownania reakcji: H3C-CH2-COOH + Br2 --(P)--> H3C-CHBr-COOH + HBr.\n- **0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-28.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":32,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/28.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"28.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 28.2. (0-1)\nZwiązek A reaguje z amoniakiem w stosunku molowym 𝑛A ∶𝑛NH3 = 1 ∶3 (reakcja 2.).\nNapisz w formie jonowej równanie reakcji 2.\n28.1.\n0-1\n28.2.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 28.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) […] przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych z zastosowaniem metody\nnaukowej.\nXII. Wstęp do chemii organicznej. Zdający:\n7) klasyfikuje reakcje związków organicznych\nze względu na typ procesu […]; pisze\nodpowiednie równania reakcji.\nXVIII. Związki organiczne zawierające azot.\nZdający:\n6) […] wyjaśnia, co oznacza, że aminokwasy\nbiałkowe są α-aminokwasami […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie w formie jonowej równania reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nRozwiązanie\nBr NH2\nI I\nH3C-CH-COOH + 3NH3 → H3C-CH-COO\n- + 2NH4 + Br\nALBO\nBr NH2\nI I\nH3C-CH-COO\n- + H\n+ + 3NH3 → H3C-CH-COO\n- + 2NH4 + Br","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n\\[\\ce{CH3-CHBr-COOH + 3NH3 -> CH3-CH(NH2)-COO^- + 2NH4^+ + Br^-}\\]\n\nProdukt: anion alaniny (kwas 2-aminopropanowy w formie karboksylanowej) + 2 jony amonowe + anion bromkowy.\n\n## Sposób 1 - analiza roli każdego mola amoniaku (podejście mechanistyczne)\n\n**Skąd stosunek 1:3?** Każdy mol \\(\\ce{NH3}\\) pełni inną rolę. Śledzimy je krok po kroku.\n\n**Krok 1 - neutralizacja grupy karboksylowej (1 mol \\(\\ce{NH3}\\)):**\n\n\\[\\ce{CH3-CHBr-COOH + NH3 -> CH3-CHBr-COO^- + NH4^+}\\]\n\n\\(\\ce{NH3}\\) jako zasada odbiera proton z \\(\\ce{COOH}\\) → powstaje karbosy­lan i kation amonowy.\n\n**Krok 2 - substytucja nukleofilowa \\(S_N2\\) przy węglu z atomem Br (1 mol \\(\\ce{NH3}\\)):**\n\n\\[\\ce{CH3-CHBr-COO^- + NH3 -> CH3-CH(\\overset{+}{N}H3)-COO^- + Br^-}\\]\n\n\\(\\ce{NH3}\\) jako nukleofil atakuje węgiel α (centrum chiralne z Br). Br⁻ odchodzi jako grupa odchodząca. Produkt to **zwiterjon alaniny** - ale z grupą \\(\\ce{-\\overset{+}{N}H3}\\), nie \\(\\ce{-NH2}\\)!\n\n**Krok 3 - deprotonowanie grupy \\(\\ce{-\\overset{+}{N}H3}\\) (1 mol \\(\\ce{NH3}\\)):**\n\n\\[\\ce{CH3-CH(\\overset{+}{N}H3)-COO^- + NH3 -> CH3-CH(NH2)-COO^- + NH4^+}\\]\n\nTrzeci mol \\(\\ce{NH3}\\) odbiera proton z grupy amonowej → finalna wolna grupa \\(\\ce{-NH2}\\).\n\n**Suma kroków 1+2+3** daje równanie jonowe:\n\n\\[\\ce{CH3-CHBr-COOH + 3NH3 -> CH3-CH(NH2)-COO^- + 2NH4^+ + Br^-}\\]\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez bilans atomów i ładunków\n\nSprawdzamy poprawność zapisu:\n\n| Pierwiastek | Lewa strona | Prawa strona |\n| C | 3 | 3 ✓ |\n| H | 5 (z kwasu) + 9 (3×\\(\\ce{NH3}\\)) = **14** | 6 (\\(\\ce{CH3-CH(NH2)-COO^-}\\)) + 8 (2×\\(\\ce{NH4^+}\\)) = **14** ✓ |\n| N | 3 | 1 + 2 = **3** ✓ |\n| O | 2 | 2 ✓ |\n| Br | 1 | 1 ✓ |\n\n**Bilans ładunku:**\n\n\\[\\text{Lewa: } 0 \\quad\\longrightarrow\\quad \\text{Prawa: } (-1) + 2(+1) + (-1) = 0 \\checkmark\\]\n\nRównanie jest poprawnie zbilansowane.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 7 - Wpływ podstawników; reakcje substytucji**\n> Przydatna jako przypomnienie mechanizmu \\(S_N2\\): nukleofil atakuje węgiel z grupą odchodzącą od strony tylnej. Tu \\(\\ce{NH3}\\) = nukleofil, \\(\\ce{Br^-}\\) = grupa odchodząca. Działa dobrze przy węglu II-rzędowym (jak tu: węgiel α kwasu 2-bromopropanowego).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga - stosunek 1:3 to nie przypadek.** Gdybyś napisał reakcję z 1 mol \\(\\ce{NH3}\\) (tylko neutralizacja) lub 2 mol \\(\\ce{NH3}\\) (neutralizacja + substytucja bez deprotonowania), dostałbyś zwiterjon \\(\\ce{CH3-CH(\\overset{+}{N}H3)-COO^-}\\) + \\(\\ce{NH4^+}\\) + \\(\\ce{Br^-}\\) - to byłby błąd wobec podanego stosunku 1:3.\n\n> ⚠️ **Uwaga - forma jonowa, nie cząsteczkowa.** Trzeba pokazać \\(\\ce{NH4^+}\\) i \\(\\ce{Br^-}\\) jako jony, a produkt organiczny jako \\(\\ce{COO^-}\\) (nie \\(\\ce{COOH}\\)). Napisanie \\(\\ce{NH4Br}\\) lub \\(\\ce{CH3-CH(NH2)-COOH}\\) w miejscu produktów to błąd formy jonowej.\n\n> ⚠️ **Uwaga - produkt to alanina (aminokwas).** Reakcja α-halogenokwasu z nadmiarem \\(\\ce{NH3}\\) to klasyczna synteza aminokwasów. Produkt = kwas 2-aminopropanowy (alanina) w postaci karboksylanu \\(\\ce{CH3-CH(NH2)-COO^-}\\) przy danym pH reakcji.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZadanie za 0-1 pkt.\n- **1 pkt** - poprawne napisanie w formie jonowej rownania reakcji kwasu 2-bromopropanowego z amoniakiem (stosunek 1:3, produkty: anion alaniny + 2 NH4+ + Br-).\n- **0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-28.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":32,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"},{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/29","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"29","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 29. (0-1)\nPoniżej przedstawiono wzory czterech monosacharydów oznaczonych numerami 1-4.\n1\n2\n3\n4\nO\nH\nH\nH\nH\nO\nH\nH\nOH\nOH\nOH\nH\nO\nH\nH\nH\nH\nO\nH\nOH\nH\nOH\nOH\nCH2OH\nO\nOH\nH\nH\nH\nO\nH\nOH\nH\nOH\nH\nCH2OH\nO\nH\nH\nH\nOH\nH\nOH\nH\nOH\nOH\nH\nUzupełnij tabelę. Napisz w drugiej kolumnie tabeli numery wszystkich\nmonosacharydów spełniających warunki określone w pierwszej kolumnie.\nWarunek\nNumery\nmonosacharydów\nJest pentozą.\nStanowią parę anomerów.\n29.\n0-1\nMCHP-R0_100\nBRUDNOPIS (nie podlega ocenie)\nCHEMIA\nPoziom rozszerzony\nFormuła 2023\nCHEMIA\nPoziom rozszerzony\nFormuła 2023\nCHEMIA\nPoziom rozszerzony\nFormuła 2023","answer":null,"answer_text":"Zadanie 29. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nXX. Cukry. Zdający:\n1) dokonuje podziału cukrów na proste\ni złożone, klasyfikuje cukry proste ze\nwzględu na grupę funkcyjną i liczbę atomów\nwęgla w cząsteczce; wyjaśnia, co oznacza,\nże naturalne monosacharydy należą do\nszeregu konfiguracyjnego D;\n3) […]; rysuje wzory taflowe (Hawortha)\nanomerów α i β glukozy i fruktozy […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch pól tabeli.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nWarunek\nNumery\nmonosacharydów\nJest pentozą.\n1, 4\nStanowią parę anomerów.\n2, 3","solution":"Odpowiedź: **Pentozy**: **1, 4** (oba mają pierścień 5-członowy z 1 grupą CH₂OH = 5 atomów C łącznie). **Heksozy** (do porównania): 2, 3 (6-członowy pierścień + dodatkowa grupa CH₂OH na czwartym C poza pierścieniem = 6 atomów C). **Para anomerów**: zależnie od konfiguracji wzorów. Anomery różnią się **konfiguracją OH przy anomerycznym C1** (lub C2 w ketozach): - **α-anomer**: OH skierowany w **dół** (od pierścienia w projekcji Hawortha). - **β-anomer**: OH skierowany w **górę**. W tabeli typowo CKE: anomery to dwie cząsteczki o tej **samej liczbie atomów C** (oba pentozy lub oba heksozy), różniące się **tylko konfiguracją OH na C1 (lub C2)**. Patrząc na wzory: - **2 i 3** mają identyczną strukturę poza **konfiguracją OH na C1** → **para anomerów heksoz** (np. α-D-glukoza i β-D-glukoza). **Odpowiedź**: - Pentozy: **1, 4**. - Para anomerów: **2, 3**.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — monosacharydy\n\nKlasyfikacja:\n\nLiczba C | Nazwa | Przykład\n3 | Trioza | Gliceraldehyd, dihydroksyaceton\n4 | Tetroza | Erytroza, treoza\n5 | Pentoza | Ryboza, deoksyryboza, ksyloza, arabinoza\n6 | Heksoza | Glukoza, fruktoza, galaktoza, mannoza\n7 | Heptoza | Sedoheptuloza\n\nWedług grupy funkcyjnej:\n- Aldozy: mają -CHO (grupę aldehydową) na C1. Np. glukoza, ryboza.\n- Ketozy: mają -CO- (grupę ketonową) na C2. Np. fruktoza.\n\nKlucz pojęciowy — formy cykliczne\n\nFuranoza (5-członowy pierścień):\n- 4 atomy C + 1 atom O w pierścieniu.\n- Typowa dla pentoz (ryboza, deoksyryboza w RNA/DNA).\n- Może być też dla heksoz (np. fruktofuranoza w sacharozie).\n\nPiranoza (6-członowy pierścień):\n- 5 atomów C + 1 atom O w pierścieniu.\n- Typowa dla heksoz (glukoza, galaktoza, mannoza).\n- Bardziej stabilna niż furanoza.\n\nHemiacetal: powstaje przez ataki -OH (z C5 lub C4) na grupę -CHO (lub -CO-) → pierścień. Pozostała grupa -CH₂OH wisi poza pierścieniem.\n\nMechanizm: identyfikacja pentoz\n\nPentozy = 5 atomów C ogółem. W postaci cyklicznej:\n- 4 C w pierścieniu (furanozowym) + 1 CH₂OH poza pierścieniem + 1 atom O w pierścieniu.\n- Atomy poza pierścieniem: 1 CH₂OH (na C5) + grupy OH na C2, C3 (i C1 lub C4 w zależności od typu).\n\nHeksozy = 6 atomów C:\n- 5 C w pierścieniu (piranozowym) + 1 CH₂OH poza pierścieniem (na C6) + 1 atom O w pierścieniu.\n- Albo (mniej często): 4 C w pierścieniu (furanozowym) + 2 grupy CH₂OH/CHOH poza pierścieniem.\n\nW zadaniu:\n- 1 i 4: pierścień 5-członowy → 4 C w pierścieniu + 1 CH₂OH → pentoza.\n- 2 i 3: pierścień 6-członowy → 5 C w pierścieniu + 1 CH₂OH → heksoza.\n\nKlucz pojęciowy — anomery\n\nAnomery = pary cyklicznych cukrów różniących się konfiguracją hydroksylu na C1 (anomerycznym C):\n\n- α-anomer: OH na C1 w przeciwnej stronie niż CH₂OH na C5 (w projekcji Hawortha — OH skierowany w dół dla D-cukrów).\n- β-anomer: OH na C1 w tej samej stronie co CH₂OH na C5 (OH w górę).\n\nPrzykład α-D-glukozy + β-D-glukozy:\n- Identyczna struktura poza C1.\n- α-D-glukoza: OH na C1 w dół, β-D-glukoza: OH na C1 w górę.\n- W roztworze ustala się równowaga α ↔ β (przez postać otwartą) — zjawisko mutarotacji.\n\nMechanizm: mutarotacja\n\nForma cykliczna α ma określone skręcanie polaryzacji (α-D-glukoza: +112°).\n\nForma cykliczna β ma inne skręcanie (β-D-glukoza: +19°).\n\nW wodzie: cykliczne formy otwierają się do postaci otwartej (acyklicznej z grupą aldehydową lub ketonową) → ponownie zamykają losowo.\n\nW stanie równowagi: ~36% α + ~64% β + poniżej 1% formy otwartej (dla glukozy).\n\nSumaryczne skręcanie polaryzacji = +52,7° (mieszanka).\n\nNajważniejsze pentozy i heksozy\n\nMonosacharyd | Liczba C | Typ pierścienia | Rola biologiczna\nD-Ryboza | 5 (pentoza) | Furanoza | RNA, ATP, NADH\nD-2-deoksyryboza | 5 (pentoza) | Furanoza | DNA\nD-Glukoza | 6 (heksoza) | Piranoza | Krew, energetyka komórki\nD-Fruktoza | 6 (heksoza) | Furanoza | Owoce, miód, sacharoza\nD-Galaktoza | 6 (heksoza) | Piranoza | Laktoza, mleko\nD-Mannoza | 6 (heksoza) | Piranoza | Polisacharydy ścian komórkowych\n\nPunktacja CKE\n\n- 29. 1 pkt — oba pola tabeli poprawne (pentozy 1,4 + anomery 2,3).\n\nPo co to umieć\n\nCukry w biologii:\n- Glukoza = \"paliwo energetyczne\" komórek (4 kcal/g).\n- Fruktoza = \"cukier owocowy\" (słodszy niż glukoza).\n- Sacharoza (cukier kuchenny) = glukoza + fruktoza (disacharyd).\n- Skrobia (rośliny) i glikogen (zwierzęta) = polimery glukozy.\n- Celuloza (struktura roślinna) = inny polimer glukozy.\n\nRNA vs DNA:\n- Ryboza w RNA (z grupą -OH na C2).\n- Deoksyryboza w DNA (bez OH na C2 → bardziej stabilna).\n- Różnica jednej grupy OH zmienia ewolucję życia (DNA = stabilny nośnik info, RNA = aktywny w syntezie białek).\n\nAnomery w biologii:\n- α-glukoza w skrobi (wiązania α-1,4-glikozydowe).\n- β-glukoza w celulozie (wiązania β-1,4).\n- Człowiek trawi skrobię (α-amylaza), NIE trawi celulozy (brak β-glukozydazy).\n- Krowy / termity mają bakterie symbiotyczne trawiące celulozę.\n\nMutarotacja w przemyśle spożywczym:\n- Krystalizacja cukru → mieszanka α/β.\n- Smak słodki zależy od równowagi (β-D-fruktoza najsłodsza).\n- Karmelizacja, reakcja Maillarda — chemia cukrów.\n\nSirupy:\n- Wysokofruktozowy syrop kukurydziany (HFCS) — w napojach, dziś sporne zdrowotnie.\n- Sirup klonowy — głównie sacharoza + glukoza.\n- Miód — głównie fruktoza + glukoza (1:1).\n\nTypowy błąd: Pułapka — pomylenie pentozy z heksozą. **Pentoza** = 5 atomów C (np. ryboza, deoksyryboza). **Heksoza** = 6 atomów C (np. glukoza, fruktoza, galaktoza). Klucz: liczyć C w pierścieniu + poza pierścieniem (grupa CH₂OH). Pułapka — anomery vs enancjomery. **Anomery** różnią się **konfiguracją na C1** (anomerycznym). **Enancjomery** są lustrzanymi odbiciami (D vs L). Klucz: anomery to **diastereomery** różniące się jednym stereocentrum (C1). Pułapka — pomylenie pierścienia z liczbą C. **Furanoza** = 5-członowy (4 C + 1 O). **Piranoza** = 6-członowy (5 C + 1 O). Pentoza może być **furanozą** (ryboza w RNA). Heksoza może być **piranozą** (glukoza) lub **furanozą** (fruktoza).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-29.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, monosacharydy, pentozy, heksozy, anomery, cukry","page_from":33,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura"}]}