{"id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/10.1","paper_id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"10.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10.1. (0-1)\nNapisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych\nelektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji\nutleniania zachodzących podczas procesu usuwania resztek chloru użytego do bielenia\ntkanin za pomocą jonów tiosiarczanowych. Uwzględnij, że w przemianie bierze udział\nwoda.\nRównanie reakcji redukcji:\nRównanie reakcji utleniania:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 10.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne napisanie dwóch równań reakcji w formie jonowo-elektronowej.\n0 p. - za poprawne napisanie jednego równania reakcji lub błędne napisanie obu równań\nreakcji lub błędne przyporządkowanie równań albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nRównanie reakcji redukcji:\n-→\nCl\n2\ne\n2\nCl2\n( x 4)\nRównanie reakcji utleniania:\n→\ne\n8\nH\n10\nSO\n2\nO\nH\n5\nO\nS\n2\n4\n2\n2\n3\n2","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**Równanie redukcji:**\n\\[\\ce{Cl2 + 2e^- -> 2Cl^-}\\]\n\n**Równanie utleniania:**\n\\[\\ce{S2O3^2- + 5H2O -> 2SO4^2- + 10H^+ + 8e^-}\\]\n\n## Sposób 1 - wyznaczanie stopni utlenienia i bilans jonowo-elektronowy\n\n**Krok 1. Identyfikacja utleniacza i reduktora**\n\nW procesie bielenia tkanin używa się \\(\\ce{Cl2}\\). Jony tiosiarczanowe \\(\\ce{S2O3^2-}\\) usuwają resztkowy chlor (tzw. antichlor).\n\nOkreślamy stopnie utlenienia:\n\n| Cząstka | Pierwiastek | Stopień utlenienia |\n| \\(\\ce{Cl2}\\) | Cl | 0 |\n| \\(\\ce{Cl^-}\\) | Cl | **-1** |\n| \\(\\ce{S2O3^2-}\\) | S (średnio) | **+2** |\n| \\(\\ce{SO4^2-}\\) | S | **+6** |\n\nCl: \\(0 \\to -1\\) - **redukcja** (pobieranie elektronów)\n\nS: \\(+2 \\to +6\\) - **utlenianie** (oddawanie elektronów)\n\n> Hint z zadania: „w przemianie bierze udział woda\" → to znak, że produkt utleniania to \\(\\ce{SO4^2-}\\) (nie tetrationian \\(\\ce{S4O6^2-}\\)), bo bilans tlenu wymaga wtedy \\(\\ce{H2O}\\).\n\n**Krok 2. Połówkowa reakcja redukcji**\n\n\\[\\ce{Cl2 + 2e^- -> 2Cl^-}\\]\n\nSprawdzenie:\n- Cl: \\(2 = 2\\) ✓\n- Ładunek: \\(0 + (-2) = -2\\); prawa: \\(2 \\cdot (-1) = -2\\) ✓\n\n**Krok 3. Połówkowa reakcja utleniania - krok po kroku**\n\nStartujemy od:\n\\[\\ce{S2O3^2- -> 2SO4^2-}\\]\n\n**Bilans atomów O:**\nLewa: 3 atomy O; Prawa: 8 atomów O → brakuje 5 atomów O → dodajemy \\(5\\ce{H2O}\\) do lewej:\n\n\\[\\ce{S2O3^2- + 5H2O -> 2SO4^2-}\\]\n\n**Bilans atomów H:**\nLewa: \\(5 \\cdot 2 = 10\\) H; Prawa: 0 H → dodajemy \\(10\\ce{H^+}\\) do prawej:\n\n\\[\\ce{S2O3^2- + 5H2O -> 2SO4^2- + 10H^+}\\]\n\n**Bilans ładunku:**\n- Lewa: \\(-2\\)\n- Prawa: \\(2 \\cdot (-2) + 10 \\cdot (+1) = -4 + 10 = +6\\)\n- Różnica: \\(+6 - (-2) = +8\\) → oddano **8 elektronów**, dopisujemy do prawej:\n\n\\[\\ce{S2O3^2- + 5H2O -> 2SO4^2- + 10H^+ + 8e^-}\\]\n\nSprawdzenie końcowe:\n- S: \\(2 = 2\\) ✓\n- O: \\(3 + 5 = 8\\) ✓\n- H: \\(10 = 10\\) ✓\n- Ładunek: \\(-2 = -4 + 10 - 8 = -2\\) ✓\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez złożenie pełnego równania jonowego\n\nWyrównujemy liczbę elektronów:\n\n\\[\\ce{Cl2 + 2e^- -> 2Cl^-} \\quad \\times 4\\]\n\\[\\ce{S2O3^2- + 5H2O -> 2SO4^2- + 10H^+ + 8e^-} \\quad \\times 1\\]\n\nSumując (elektrony się redukują):\n\n\\[\\ce{S2O3^2- + 4Cl2 + 5H2O -> 2SO4^2- + 8Cl^- + 10H^+}\\]\n\nSprawdzenie bilansu:\n- S: \\(2 = 2\\) ✓\n- Cl: \\(8 = 8\\) ✓\n- O: \\(3 + 5 = 8\\) ✓\n- H: \\(10 = 10\\) ✓\n- Ładunek: \\(-2 + 0 + 0 = -2\\); prawa: \\(-8 - 8 + 10 = -6\\)\n\nHmm, przeliczam jeszcze raz:\n\nLewa: \\(-2\\) (z \\(\\ce{S2O3^2-}\\)); Prawa: \\(2(-2) + 8(-1) + 10(+1) = -4 - 8 + 10 = -2\\) ✓\n\nRównanie pełne jest zbilansowane - wynik potwierdzony.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z tabelarycznych wartości liczbowych z karty wzorów.\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Tabela potencjałów standardowych redukcji:**\n\\(E°(\\ce{Cl2/Cl^-}) = +1{,}358 \\text{ V}\\)\nInformuje, że \\(\\ce{Cl2}\\) jest silnym utleniaczem (duży dodatni potencjał) → naturalnie ulega redukcji do \\(\\ce{Cl^-}\\), a jon tiosiarczanowy \\(\\ce{S2O3^2-}\\) o niższym potencjale ulega utlenieniu. Pomocne do sprawdzenia, który kierunek reakcji jest spontaniczny.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wiele osób automatycznie pisze produkt utleniania jako tetrationian \\(\\ce{S4O6^2-}\\) (reakcja \\(2\\ce{S2O3^2-} \\to \\ce{S4O6^2-} + 2e^-\\)). Ta reakcja zachodzi przy nadmiarze tiosiarczanu lub w neutralnym pH, ALE nie wymaga wody w połówkowych równaniach - treść zadania wyraźnie mówi „uwzględnij udział wody\", co wskazuje na pełne utlenienie do \\(\\ce{SO4^2-}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy bilansie tlenu w reakcjach redoks zachodzących w roztworach wodnych - zawsze kompensujemy niedobór O przez dodanie \\(\\ce{H2O}\\), a nadmiar H przez dodanie \\(\\ce{H^+}\\) (środowisko kwasowe). Kolejność: najpierw O → potem H → na końcu ładunek (elektrony).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Łatwo zapomnieć, że w jonach \\(\\ce{S2O3^2-}\\) są **dwa** atomy siarki → stopień utlenienia obliczamy z całego jonu: \\(2x + 3(-2) = -2\\), stąd \\(x = +2\\). Zmiana na \\(+6\\) (siarczan) to różnica \\(+4\\) na atom S, czyli łącznie **8 elektronów** oddanych z jednego \\(\\ce{S2O3^2-}\\).","image":"img/chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-10.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":7,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 10.1. (0-1)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych
elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji
utleniania zachodzących podczas procesu usuwania resztek chloru użytego do bielenia
tkanin za pomocą jonów tiosiarczanowych. Uwzględnij, że w przemianie bierze udział
woda.
Równanie reakcji redukcji:
Równanie reakcji utleniania:

","answer_text_html":"

Zadanie 10.1. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne napisanie dwóch równań reakcji w formie jonowo-elektronowej.
0 p. - za poprawne napisanie jednego równania reakcji lub błędne napisanie obu równań
reakcji lub błędne przyporządkowanie równań albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Równanie reakcji redukcji:
-→
Cl
2
e
2
Cl2
( x 4)
Równanie reakcji utleniania:
→
e
8
H
10
SO
2
O
H
5
O
S
2
4
2
2
3
2

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

Poprawna odpowiedź:

\n

Równanie redukcji:

\n
\\ceCl2+2e−−>2Cl−
\n

Równanie utleniania:

\n
\\ceS2O32−+5H2O−>2SO42−+10H++8e−
\n

Sposób 1 - wyznaczanie stopni utlenienia i bilans jonowo-elektronowy

\n

Krok 1. Identyfikacja utleniacza i reduktora

\n

W procesie bielenia tkanin używa się \\ceCl2. Jony tiosiarczanowe \\ceS2O32− usuwają resztkowy chlor (tzw. antichlor).

\n

Określamy stopnie utlenienia:

\n

| Cząstka | Pierwiastek | Stopień utlenienia |
| \\ceCl2 | Cl | 0 |
| \\ceCl− | Cl | -1 |
| \\ceS2O32− | S (średnio) | +2 |
| \\ceSO42− | S | +6 |

\n

Cl: 0→−1 - redukcja (pobieranie elektronów)

\n

S: +2→+6 - utlenianie (oddawanie elektronów)

\n
Hint z zadania: „w przemianie bierze udział woda" → to znak, że produkt utleniania to \\ceSO42− (nie tetrationian \\ceS4O62−), bo bilans tlenu wymaga wtedy \\ceH2O.
\n

Krok 2. Połówkowa reakcja redukcji

\n
\\ceCl2+2e−−>2Cl−
\n

Sprawdzenie:

\n\n

Krok 3. Połówkowa reakcja utleniania - krok po kroku

\n

Startujemy od:

\n
\\ceS2O32−−>2SO42−
\n

Bilans atomów O:
Lewa: 3 atomy O; Prawa: 8 atomów O → brakuje 5 atomów O → dodajemy 5\\ceH2O do lewej:

\n
\\ceS2O32−+5H2O−>2SO42−
\n

Bilans atomów H:
Lewa: 5·2=10 H; Prawa: 0 H → dodajemy 10\\ceH+ do prawej:

\n
\\ceS2O32−+5H2O−>2SO42−+10H+
\n

Bilans ładunku:

\n\n
\\ceS2O32−+5H2O−>2SO42−+10H++8e−
\n

Sprawdzenie końcowe:

\n\n

Sposób 2 - weryfikacja przez złożenie pełnego równania jonowego

\n

Wyrównujemy liczbę elektronów:

\n
\\ceCl2+2e−−>2Cl−×4
\n
\\ceS2O32−+5H2O−>2SO42−+10H++8e−×1
\n

Sumując (elektrony się redukują):

\n
\\ceS2O32−+4Cl2+5H2O−>2SO42−+8Cl−+10H+
\n

Sprawdzenie bilansu:

\n\n

Hmm, przeliczam jeszcze raz:

\n

Lewa: −2 (z \\ceS2O32−); Prawa: 2(−2)+8(−1)+10(+1)=−4−8+10=−2 ✓

\n

Równanie pełne jest zbilansowane - wynik potwierdzony.

\n

Wzory z karty CKE

\n

W tym zadaniu nie korzystamy z tabelarycznych wartości liczbowych z karty wzorów.

\n

📖 Karta wzorów str. 12 - Tabela potencjałów standardowych redukcji:
E°(\\ceCl2/Cl−)=+1,358 V
Informuje, że \\ceCl2 jest silnym utleniaczem (duży dodatni potencjał) → naturalnie ulega redukcji do \\ceCl−, a jon tiosiarczanowy \\ceS2O32− o niższym potencjale ulega utlenieniu. Pomocne do sprawdzenia, który kierunek reakcji jest spontaniczny.

\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Wiele osób automatycznie pisze produkt utleniania jako tetrationian \\ceS4O62− (reakcja 2\\ceS2O32−→\\ceS4O62−+2e−). Ta reakcja zachodzi przy nadmiarze tiosiarczanu lub w neutralnym pH, ALE nie wymaga wody w połówkowych równaniach - treść zadania wyraźnie mówi „uwzględnij udział wody", co wskazuje na pełne utlenienie do \\ceSO42−.
\n
⚠️ Uwaga: Przy bilansie tlenu w reakcjach redoks zachodzących w roztworach wodnych - zawsze kompensujemy niedobór O przez dodanie \\ceH2O, a nadmiar H przez dodanie \\ceH+ (środowisko kwasowe). Kolejność: najpierw O → potem H → na końcu ładunek (elektrony).
\n
⚠️ Uwaga: Łatwo zapomnieć, że w jonach \\ceS2O32− są dwa atomy siarki → stopień utlenienia obliczamy z całego jonu: 2x+3(−2)=−2, stąd x=+2. Zmiana na +6 (siarczan) to różnica +4 na atom S, czyli łącznie 8 elektronów oddanych z jednego \\ceS2O32−.
"}]}