{"id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/9.1","paper_id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"9.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 9.1. (0-1)\nUzupełnij poniższy schemat wykonania doświadczenia. Wpisz wzór odczynnika\nwybranego spośród następujących:\nHCl (aq) H2SO4 (aq) H3PO4 (aq) NaOH (aq)","answer":null,"answer_text":"Zadanie 9.1. (0-1)\nIII Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać\nróżnymi metodami […] sole.\n7. Metale. Zdający:\n7.3) analizuje […] właściwości […] chemiczne metali grup […] 2.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawny wybór odczynnika.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nnadmiar BaO (s)\nHCl (aq) + czerwień bromofenolowa","solution":"## Poprawna odpowiedź: \\(\\ce{HCl}\\) (aq)\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W treści zadania brakuje grafiki schematu doświadczenia - rozwiązanie opiera się na typowej strukturze takich zadań w arkuszach CKE oraz na logicznym wykluczeniu pozostałych odczynników. Jeśli masz dostęp do obrazka schematu, potwierdź że pasuje do poniższego rozumowania.\n\n## Sposób 1 - Eliminacja odczynników przez właściwości\n\nMamy do wyboru cztery odczynniki: \\(\\ce{HCl}\\)(aq), \\(\\ce{H2SO4}\\)(aq), \\(\\ce{H3PO4}\\)(aq), \\(\\ce{NaOH}\\)(aq).\n\n**Krok 1 - Czy potrzebujemy kwasu czy zasady?**\n\nSchemat doświadczenia (zadanie 9.x) tyczy się zazwyczaj reakcji z konkretną substancją. Spośród podanych:\n- \\(\\ce{NaOH}\\) - silna zasada, stosowana gdy chcemy wykryć jony \\(\\ce{NH4+}\\), testować amfoteryczność, strącać \\(\\ce{Cu(OH)2}\\) itd.\n- \\(\\ce{HCl}\\), \\(\\ce{H2SO4}\\), \\(\\ce{H3PO4}\\) - trzy kwasy\n\nJeśli schemat wymaga zakwaszenia roztworu lub reakcji z zasadą/solą, wybieramy kwas.\n\n**Krok 2 - Wykluczenie \\(\\ce{H2SO4}\\)**\n\n\\(\\ce{H2SO4}\\) tworzy **trudno rozpuszczalne siarczany** z jonami \\(\\ce{Ba^2+}\\) i \\(\\ce{Ca^2+}\\):\n\n\\[\\ce{Ba^2+ + SO4^2- -> BaSO4 v}\\]\n\nJeśli w schemacie doświadczenia obecny jest baryт, wapień, lub inne substancje zawierające \\(\\ce{Ba^2+}\\)/\\(\\ce{Ca^2+}\\), dodanie \\(\\ce{H2SO4}\\) zafałszuje wynik - strąci osad lub pokryje substancję warstwą nierozpuszczalnego \\(\\ce{BaSO4}\\)/\\(\\ce{CaSO4}\\), blokując dalszą reakcję.\n\n**Krok 3 - Wykluczenie \\(\\ce{H3PO4}\\)**\n\n\\(\\ce{H3PO4}\\) jest **kwasem średniej mocy** (wieloprotonowym, \\(pK_{a1} = 2{,}15\\)), który:\n- strąca fosforany \\(\\ce{Ca^2+}\\), \\(\\ce{Mg^2+}\\), \\(\\ce{Ba^2+}\\) jako nierozpuszczalne sole,\n- reaguje wolniej i mniej kompletnie niż \\(\\ce{HCl}\\).\n\n\\[\\ce{3Ca^2+ + 2PO4^3- -> Ca3(PO4)2 v}\\]\n\nJeśli potrzebujemy prostej reakcji zakwaszania bez efektów ubocznych - \\(\\ce{H3PO4}\\) odpada.\n\n**Krok 4 - \\(\\ce{HCl}\\) jako odczynnik właściwy**\n\n\\(\\ce{HCl}\\) to **silny kwas monoprotonowy**, którego sole (chlorki) są w zdecydowanej większości **dobrze rozpuszczalne w wodzie**:\n\n\\[\\ce{HCl -> H+ + Cl-}\\]\n\nNie strąca osadów, nie utlenia (w odróżnieniu od stężonego \\(\\ce{H2SO4}\\)), nie tworzy związków buforujących przy innych pH. Jest najczystszym „neutralnym\" kwasem do ogólnych zastosowań w doświadczeniach szkolnych.\n\n\\[\\boxed{\\ce{HCl (aq)}}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez właściwości jonów w roztworze\n\nSprawdzamy, czy chlorkowe środowisko \\(\\ce{Cl-}\\) koliduje z typowymi składnikami w schematach doświadczeń maturalnych:\n\n| Jon w roztworze | Reakcja z \\(\\ce{Cl-}\\) | Wniosek |\n| \\(\\ce{Ag+}\\) | \\(\\ce{AgCl v}\\) - biały osad | ⚠️ problem tylko gdy badamy \\(\\ce{Ag+}\\) |\n| \\(\\ce{Ba^2+}\\) | brak reakcji | ✓ bezpieczne |\n| \\(\\ce{Ca^2+}\\) | \\(\\ce{CaCl2}\\) - dobrze rozpuszczalny | ✓ bezpieczne |\n| \\(\\ce{Cu^2+}\\) | brak reakcji | ✓ bezpieczne |\n| \\(\\ce{Fe^3+}\\) | brak reakcji (kompleks słaby) | ✓ bezpieczne |\n\n\\(\\ce{HCl}\\) jest bezpieczne we wszystkich typowych schematach doświadczeń (z wyjątkiem specyficznego testu na \\(\\ce{Ag+}\\), który tu nie zachodzi).\n\n**Dla porównania** - gdybyśmy wybrali \\(\\ce{H2SO4}\\):\n\n\\[\\ce{Ba^2+ + H2SO4 -> BaSO4 v + 2H+}\\]\n\nOsad \\(\\ce{BaSO4}\\) blokuje reakcję - wynik doświadczenia byłby błędny.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności soli w wodzie 25°C:**\nChlorki (\\(\\ce{Cl-}\\)) są rozpuszczalne dla prawie wszystkich kationów (wyjątek: \\(\\ce{AgCl}\\), \\(\\ce{PbCl2}\\)). Natomiast siarczany (\\(\\ce{SO4^2-}\\)) - \\(\\ce{BaSO4}\\) i \\(\\ce{PbSO4}\\) są trudno rozpuszczalne. To jest **kluczowy argument** do eliminacji \\(\\ce{H2SO4}\\).\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\nPotwierdzenie że \\(\\ce{H3PO4}\\) jest kwasem słabszym od \\(\\ce{HCl}\\) i \\(\\ce{H2SO4}\\) - \\(pK_{a1}(\\ce{H3PO4}) = 2{,}15\\) vs \\(\\ce{HCl}\\) - kwas silny (całkowita dysocjacja).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często wybierają \\(\\ce{H2SO4}\\), bo to „silny kwas\" - nie pamiętają, że strąca \\(\\ce{BaSO4}\\) i \\(\\ce{CaSO4}\\), co może zablokować reakcję lub sfałszować wynik.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{H3PO4}\\) wygląda neutralnie, ale jest **kwasem wieloprotonowym** - tworzy trudno rozpuszczalne fosforany wielu metali. Nie jest dobrym odczynnikiem do prostego zakwaszania.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Jeśli schemat doświadczenia dotyczy badania jonów \\(\\ce{Ag+}\\) - wtedy \\(\\ce{HCl}\\) byłoby złym wyborem (\\(\\ce{AgCl v}\\) - biały osad maskuje wynik). Sprawdź co jest w schemacie!","image":"img/chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-9.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":6,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 9.1. (0-1)
Uzupełnij poniższy schemat wykonania doświadczenia. Wpisz wzór odczynnika
wybranego spośród następujących:
HCl (aq) H2SO4 (aq) H3PO4 (aq) NaOH (aq)

","answer_text_html":"

Zadanie 9.1. (0-1)
III Opanowanie
czynności
praktycznych.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.
\n

Zdający:
5.11) projektuje […] doświadczenia pozwalające otrzymać
różnymi metodami […] sole.

\n
  1. Metale. Zdający:
\n

7.3) analizuje […] właściwości […] chemiczne metali grup […] 2.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawny wybór odczynnika.
0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
nadmiar BaO (s)
HCl (aq) + czerwień bromofenolowa

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

Poprawna odpowiedź: \\ceHCl (aq)

\n
⚠️ Uwaga: W treści zadania brakuje grafiki schematu doświadczenia - rozwiązanie opiera się na typowej strukturze takich zadań w arkuszach CKE oraz na logicznym wykluczeniu pozostałych odczynników. Jeśli masz dostęp do obrazka schematu, potwierdź że pasuje do poniższego rozumowania.
\n

Sposób 1 - Eliminacja odczynników przez właściwości

\n

Mamy do wyboru cztery odczynniki: \\ceHCl(aq), \\ceH2SO4(aq), \\ceH3PO4(aq), \\ceNaOH(aq).

\n

Krok 1 - Czy potrzebujemy kwasu czy zasady?

\n

Schemat doświadczenia (zadanie 9.x) tyczy się zazwyczaj reakcji z konkretną substancją. Spośród podanych:

\n\n

Jeśli schemat wymaga zakwaszenia roztworu lub reakcji z zasadą/solą, wybieramy kwas.

\n

Krok 2 - Wykluczenie \\ceH2SO4

\n

\\ceH2SO4 tworzy trudno rozpuszczalne siarczany z jonami \\ceBa2+ i \\ceCa2+:

\n
\\ceBa2++SO42−−>BaSO4v
\n

Jeśli w schemacie doświadczenia obecny jest baryт, wapień, lub inne substancje zawierające \\ceBa2+/\\ceCa2+, dodanie \\ceH2SO4 zafałszuje wynik - strąci osad lub pokryje substancję warstwą nierozpuszczalnego \\ceBaSO4/\\ceCaSO4, blokując dalszą reakcję.

\n

Krok 3 - Wykluczenie \\ceH3PO4

\n

\\ceH3PO4 jest kwasem średniej mocy (wieloprotonowym, pKa1=2,15), który:

\n\n
\\ce3Ca2++2PO43−−>Ca3(PO4)2v
\n

Jeśli potrzebujemy prostej reakcji zakwaszania bez efektów ubocznych - \\ceH3PO4 odpada.

\n

Krok 4 - \\ceHCl jako odczynnik właściwy

\n

\\ceHCl to silny kwas monoprotonowy, którego sole (chlorki) są w zdecydowanej większości dobrze rozpuszczalne w wodzie:

\n
\\ceHCl−>H++Cl−
\n

Nie strąca osadów, nie utlenia (w odróżnieniu od stężonego \\ceH2SO4), nie tworzy związków buforujących przy innych pH. Jest najczystszym „neutralnym" kwasem do ogólnych zastosowań w doświadczeniach szkolnych.

\n
\\ceHCl(aq)
\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez właściwości jonów w roztworze

\n

Sprawdzamy, czy chlorkowe środowisko \\ceCl− koliduje z typowymi składnikami w schematach doświadczeń maturalnych:

\n

| Jon w roztworze | Reakcja z \\ceCl− | Wniosek |
| \\ceAg+ | \\ceAgClv - biały osad | ⚠️ problem tylko gdy badamy \\ceAg+ |
| \\ceBa2+ | brak reakcji | ✓ bezpieczne |
| \\ceCa2+ | \\ceCaCl2 - dobrze rozpuszczalny | ✓ bezpieczne |
| \\ceCu2+ | brak reakcji | ✓ bezpieczne |
| \\ceFe3+ | brak reakcji (kompleks słaby) | ✓ bezpieczne |

\n

\\ceHCl jest bezpieczne we wszystkich typowych schematach doświadczeń (z wyjątkiem specyficznego testu na \\ceAg+, który tu nie zachodzi).

\n

Dla porównania - gdybyśmy wybrali \\ceH2SO4:

\n
\\ceBa2++H2SO4−>BaSO4v+2H+
\n

Osad \\ceBaSO4 blokuje reakcję - wynik doświadczenia byłby błędny.

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności soli w wodzie 25°C:
Chlorki (\\ceCl−) są rozpuszczalne dla prawie wszystkich kationów (wyjątek: \\ceAgCl, \\cePbCl2). Natomiast siarczany (\\ceSO42−) - \\ceBaSO4 i \\cePbSO4 są trudno rozpuszczalne. To jest kluczowy argument do eliminacji \\ceH2SO4.

\n

📖 Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:
Potwierdzenie że \\ceH3PO4 jest kwasem słabszym od \\ceHCl i \\ceH2SO4 - pKa1(\\ceH3PO4)=2,15 vs \\ceHCl - kwas silny (całkowita dysocjacja).

\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Uczniowie często wybierają \\ceH2SO4, bo to „silny kwas" - nie pamiętają, że strąca \\ceBaSO4 i \\ceCaSO4, co może zablokować reakcję lub sfałszować wynik.
\n
⚠️ Uwaga: \\ceH3PO4 wygląda neutralnie, ale jest kwasem wieloprotonowym - tworzy trudno rozpuszczalne fosforany wielu metali. Nie jest dobrym odczynnikiem do prostego zakwaszania.
\n
⚠️ Uwaga: Jeśli schemat doświadczenia dotyczy badania jonów \\ceAg+ - wtedy \\ceHCl byłoby złym wyborem (\\ceAgClv - biały osad maskuje wynik). Sprawdź co jest w schemacie!
"}]}