{"id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/15","paper_id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"15","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15. (0-1)\nAby roztwór przewodził prąd elektryczny, muszą być w tym roztworze obecne jony.\nIm większa jest ich ruchliwość, tym przewodnictwo jest większe. Dwa najbardziej ruchliwe\njony to kationy wodorowe\n)\nH\n(\n+ i aniony wodorotlenkowe\n).\nOH\n(\nRuchliwość innych jonów\njest znacznie mniejsza.\nNa podstawie: M. Sienko, R. Plane, Chemia, Warszawa 1996\noraz L. Pajdowski, Chemia ogólna, Warszawa 1982.\nGdy analizuje się ruchliwość jonów obecnych w roztworze w danym momencie opisanego\nmiareczkowania, można przewidzieć, jak zmienia się jego przewodnictwo (inne czynniki\nmożna tu pominąć).\nZaznacz poprawne dokończenie zdania.\nW miarę dodawania titranta do wodnego roztworu wodorotlenku sodu\nA. zarówno pH, jak i przewodnictwo roztworu rosną.\nB. pH roztworu rośnie, a przewodnictwo roztworu maleje.\nC. pH roztworu maleje, a przewodnictwo najpierw maleje, a potem rośnie.\nD. pH roztworu maleje, a przewodnictwo najpierw rośnie, a potem maleje.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n12.\n13.\n14.\n15.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R","answer":"C","answer_text":"Zadanie 15. (0-1)\nI Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nII Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.9) interpretuje wartość […] pH […].\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.1) wymienia różnice we właściwościach roztworów […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie dokończenia zdania.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nC","solution":"## Poprawna odpowiedź: C\n\npH roztworu maleje, a przewodnictwo najpierw maleje, a potem rośnie.\n\n## Sposób 1 - Analiza zmian jonów przy miareczkowaniu\n\n**Założenie:** titrant to mocny kwas (najczęściej \\ce{HCl}) miareczkujący \\ce{NaOH}.\n\n### Co dzieje się z pH?\n\n\\ce{NaOH} jest mocną zasadą - pH na starcie wynosi ok. 13-14. Dodając \\ce{HCl}, zachodzi reakcja neutralizacji:\n\n\\[\\ce{H+ + OH- -> H2O}\\]\n\n\\ce{OH-} znika ze środowiska → pH spada monotonnie przez cały przebieg miareczkowania. Po punkcie równoważnikowym nadmiar \\ce{H+} obniża pH poniżej 7.\n\n**Wniosek: pH maleje przez cały czas. → Eliminuje opcje A i B.**\n\n### Co dzieje się z przewodnictwem?\n\nPrzewodnictwo zależy od **stężenia i ruchliwości jonów** w roztworze. Kluczowe ruchliwości molarne:\n\n| Jon | \\(\\lambda\\) [S·cm²/mol] |\n| \\(\\ce{H+}\\) | 350 - najwyższa! |\n| \\(\\ce{OH-}\\) | 198 - bardzo wysoka |\n| \\(\\ce{Na+}\\) | 50 |\n| \\(\\ce{Cl-}\\) | 76 |\n\n**Przed punktem równoważnikowym:**\n\nW roztworze mamy: \\(\\ce{Na+}\\) (stałe), \\(\\ce{OH-}\\) (maleje), \\(\\ce{Cl-}\\) (rośnie).\n\nKażdy mol \\(\\ce{OH-}\\) (λ = 198) zastępowany jest molem \\(\\ce{Cl-}\\) (λ = 76) - wymiana bardziej przewodzącego jonu na mniej przewodzący → **przewodnictwo maleje**.\n\n**W punkcie równoważnikowym:**\n\nZostaje tylko \\(\\ce{NaCl}\\) w wodzie - minimum przewodnictwa.\n\n**Po punkcie równoważnikowym:**\n\nNadmiar \\ce{HCl} → dochodzą jony \\(\\ce{H+}\\) (λ = 350, najwyższa ruchliwość ze wszystkich) i \\(\\ce{Cl-}\\) → **przewodnictwo rośnie**.\n\n**Wniosek: przewodnictwo najpierw maleje, potem rośnie. → Odpowiedź C.**\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez wykres konduktometryczny\n\nKlasyczny wykres konduktometrycznego miareczkowania \\(\\ce{NaOH}\\) mocnym kwasem ma kształt litery **V**:\n\n- Lewa gałąź opadająca: zastępowanie \\(\\ce{OH-}\\) przez \\(\\ce{Cl-}\\) obniża przewodnictwo\n- Minimum = punkt równoważnikowy (czyste \\(\\ce{NaCl}\\))\n- Prawa gałąź rosnąca: wolne \\(\\ce{H+}\\) z nadmiaru kwasu drastycznie zwiększa przewodnictwo\n\nTo jest standardowy przypadek opisywany w podręcznikach chemii analitycznej jako **konduktometria strąceniowa/neutralizacyjna**.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość ruchliwości jonów i mechanizmu neutralizacji. Jeśli chcesz sprawdzić elektrolity i ich właściwości:\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> Potwierdza, że \\(\\ce{NaCl}\\) jest dobrze rozpuszczalny i jako elektrolit mocny całkowicie dysocjuje - co tłumaczy, dlaczego w punkcie równoważnikowym przewodnictwo osiąga minimum (tylko \\(\\ce{Na+}\\) i \\(\\ce{Cl-}\\), brak \\(\\ce{H+}\\) i \\(\\ce{OH-}\\)).\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Wariant | Błąd |\n| **A** | pH rośnie przy dodawaniu kwasu - fundamentalny błąd; pH musi maleć gdy dodajemy \\(\\ce{H+}\\). Przewodnictwo też nie rośnie monotonnie. |\n| **B** | pH rosnące - tak samo błędne jak w A; miareczkowanie kwasem ZAWSZE obniża pH mocnej zasady. |\n| **D** | Odwrotna kolejność zmian przewodnictwa - uczeń myli kierunek: twierdzi, że przewodnictwo rośnie na początku, a potem maleje. To byłoby prawdą, gdybyśmy dodawali zasadę do kwasu (odwrotna kolejność reagentów). Tutaj zaczynamy od \\(\\ce{NaOH}\\) i dodajemy \\(\\ce{HCl}\\). |\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Miareczkowanie „w odwrotną stronę\" - gdybyśmy miareczkowali kwas zasadą, wykres przewodnictwa miałby kształt odwróconego V (najpierw rośnie, potem maleje). Zadanie dotyczy miareczkowania NaOH kwasem - nie myl kierunku!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Ruchliwość \\(\\ce{H+}\\) i \\(\\ce{OH-}\\) jest anomalnie wysoka w porównaniu z innymi jonami (mechanizm Grothusa - proton przeskakuje między cząsteczkami wody). To właśnie dlatego wykres konduktometryczny ma tak charakterystyczny kształt V - a nie płaski przebieg.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** pH maleje monotonnie - bez żadnych minimów ani skoków przed punktem równoważnikowym (przy mocnym kwasie + mocna zasada). Gdyby zamiast \\(\\ce{HCl}\\) był słaby kwas, krzywa pH miałaby inny przebieg (bufor), ale trend malejący pozostaje.","image":"img/chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-15.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":9,"source":"ocr","answer_source":"ocr","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":"<p>Zadanie 15. (0-1)<br>Aby roztwór przewodził prąd elektryczny, muszą być w tym roztworze obecne jony.<br>Im większa jest ich ruchliwość, tym przewodnictwo jest większe. Dwa najbardziej ruchliwe<br>jony to kationy wodorowe<br>)<br>H<br>(</p>\n<ul><li>i aniony wodorotlenkowe</li></ul>\n<p>).<br>OH<br>(<br>Ruchliwość innych jonów<br>jest znacznie mniejsza.<br>Na podstawie: M. Sienko, R. Plane, Chemia, Warszawa 1996<br>oraz L. Pajdowski, Chemia ogólna, Warszawa 1982.<br>Gdy analizuje się ruchliwość jonów obecnych w roztworze w danym momencie opisanego<br>miareczkowania, można przewidzieć, jak zmienia się jego przewodnictwo (inne czynniki<br>można tu pominąć).<br>Zaznacz poprawne dokończenie zdania.<br>W miarę dodawania titranta do wodnego roztworu wodorotlenku sodu<br>A. zarówno pH, jak i przewodnictwo roztworu rosną.<br>B. pH roztworu rośnie, a przewodnictwo roztworu maleje.<br>C. pH roztworu maleje, a przewodnictwo najpierw maleje, a potem rośnie.<br>D. pH roztworu maleje, a przewodnictwo najpierw rośnie, a potem maleje.<br>Wypełnia<br>egzaminator<br>Nr zadania<br>12.<br>13.<br>14.<br>15.<br>Maks. liczba pkt<br>1<br>1<br>1<br>1<br>Uzyskana liczba pkt<br>MCH_1R</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 15. (0-1)<br>I Wykorzystanie<br>i tworzenie informacji.<br>II Rozumowanie<br>i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do<br>rozwiązywania<br>problemów.<br>IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony</p>\n<ol><li>Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:</li></ol>\n<p>4.9) interpretuje wartość […] pH […].</p>\n<ol><li>Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.</li></ol>\n<p>Zdający:<br>5.1) wymienia różnice we właściwościach roztworów […].<br>Schemat punktowania<br>1 p. - za poprawne wskazanie dokończenia zdania.<br>0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.<br>Poprawna odpowiedź<br>C</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź: C</h4>\n<p>pH roztworu maleje, a przewodnictwo najpierw maleje, a potem rośnie.</p>\n<h4>Sposób 1 - Analiza zmian jonów przy miareczkowaniu</h4>\n<p><strong>Założenie:</strong> titrant to mocny kwas (najczęściej \\ce{HCl}) miareczkujący \\ce{NaOH}.</p>\n<h5>Co dzieje się z pH?</h5>\n<p>\\ce{NaOH} jest mocną zasadą - pH na starcie wynosi ok. 13-14. Dodając \\ce{HCl}, zachodzi reakcja neutralizacji:</p>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo><mo>&#x0002B;</mo><mi>O</mi><mi>H</mi><mo>&#x02212;</mo><mo>&#x02212;</mo><mo>&#x0003E;</mo><mi>H</mi><mn>2</mn><mi>O</mi></mrow></mrow></math></div>\n<p>\\ce{OH-} znika ze środowiska → pH spada monotonnie przez cały przebieg miareczkowania. Po punkcie równoważnikowym nadmiar \\ce{H+} obniża pH poniżej 7.</p>\n<p><strong>Wniosek: pH maleje przez cały czas. → Eliminuje opcje A i B.</strong></p>\n<h5>Co dzieje się z przewodnictwem?</h5>\n<p>Przewodnictwo zależy od <strong>stężenia i ruchliwości jonów</strong> w roztworze. Kluczowe ruchliwości molarne:</p>\n<p>| Jon | <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>&#x003BB;</mi></mrow></math> [S·cm²/mol] |<br>| <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> | 350 - najwyższa! |<br>| <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>O</mi><mi>H</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> | 198 - bardzo wysoka |<br>| <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> | 50 |<br>| <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> | 76 |</p>\n<p><strong>Przed punktem równoważnikowym:</strong></p>\n<p>W roztworze mamy: <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> (stałe), <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>O</mi><mi>H</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> (maleje), <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> (rośnie).</p>\n<p>Każdy mol <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>O</mi><mi>H</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> (λ = 198) zastępowany jest molem <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> (λ = 76) - wymiana bardziej przewodzącego jonu na mniej przewodzący → <strong>przewodnictwo maleje</strong>.</p>\n<p><strong>W punkcie równoważnikowym:</strong></p>\n<p>Zostaje tylko <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math> w wodzie - minimum przewodnictwa.</p>\n<p><strong>Po punkcie równoważnikowym:</strong></p>\n<p>Nadmiar \\ce{HCl} → dochodzą jony <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> (λ = 350, najwyższa ruchliwość ze wszystkich) i <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> → <strong>przewodnictwo rośnie</strong>.</p>\n<p><strong>Wniosek: przewodnictwo najpierw maleje, potem rośnie. → Odpowiedź C.</strong></p>\n<h4>Sposób 2 - Weryfikacja przez wykres konduktometryczny</h4>\n<p>Klasyczny wykres konduktometrycznego miareczkowania <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>O</mi><mi>H</mi></mrow></mrow></math> mocnym kwasem ma kształt litery <strong>V</strong>:</p>\n<ul><li>Lewa gałąź opadająca: zastępowanie <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>O</mi><mi>H</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> przez <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> obniża przewodnictwo</li><li>Minimum = punkt równoważnikowy (czyste <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math>)</li><li>Prawa gałąź rosnąca: wolne <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> z nadmiaru kwasu drastycznie zwiększa przewodnictwo</li></ul>\n<p>To jest standardowy przypadek opisywany w podręcznikach chemii analitycznej jako <strong>konduktometria strąceniowa/neutralizacyjna</strong>.</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość ruchliwości jonów i mechanizmu neutralizacji. Jeśli chcesz sprawdzić elektrolity i ich właściwości:</p>\n<blockquote>📖 <strong>Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:</strong><br>Potwierdza, że <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math> jest dobrze rozpuszczalny i jako elektrolit mocny całkowicie dysocjuje - co tłumaczy, dlaczego w punkcie równoważnikowym przewodnictwo osiąga minimum (tylko <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> i <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math>, brak <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> i <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>O</mi><mi>H</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math>).</blockquote>\n<h4>Dlaczego inne odpowiedzi są błędne</h4>\n<p>| Wariant | Błąd |<br>| <strong>A</strong> | pH rośnie przy dodawaniu kwasu - fundamentalny błąd; pH musi maleć gdy dodajemy <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math>. Przewodnictwo też nie rośnie monotonnie. |<br>| <strong>B</strong> | pH rosnące - tak samo błędne jak w A; miareczkowanie kwasem ZAWSZE obniża pH mocnej zasady. |<br>| <strong>D</strong> | Odwrotna kolejność zmian przewodnictwa - uczeń myli kierunek: twierdzi, że przewodnictwo rośnie na początku, a potem maleje. To byłoby prawdą, gdybyśmy dodawali zasadę do kwasu (odwrotna kolejność reagentów). Tutaj zaczynamy od <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>O</mi><mi>H</mi></mrow></mrow></math> i dodajemy <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math>. |</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwagi</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Miareczkowanie „w odwrotną stronę&quot; - gdybyśmy miareczkowali kwas zasadą, wykres przewodnictwa miałby kształt odwróconego V (najpierw rośnie, potem maleje). Zadanie dotyczy miareczkowania NaOH kwasem - nie myl kierunku!</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Ruchliwość <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mo>&#x0002B;</mo></mrow></mrow></math> i <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>O</mi><mi>H</mi><mo>&#x02212;</mo></mrow></mrow></math> jest anomalnie wysoka w porównaniu z innymi jonami (mechanizm Grothusa - proton przeskakuje między cząsteczkami wody). To właśnie dlatego wykres konduktometryczny ma tak charakterystyczny kształt V - a nie płaski przebieg.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> pH maleje monotonnie - bez żadnych minimów ani skoków przed punktem równoważnikowym (przy mocnym kwasie + mocna zasada). Gdyby zamiast <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>H</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math> był słaby kwas, krzywa pH miałaby inny przebieg (bufor), ale trend malejący pozostaje.</blockquote>"}]}