{"id":"chemia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad/36.1","paper_id":"chemia-2017-maj-matura-rozszerzona","number":"36.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2017,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 36.1. (0-1)\nPodaj\nnazwy\nzwiązków,\nktóre\nzidentyfikowano\npodczas\nprzeprowadzonych\ndoświadczeń.\nProbówka I:\nProbówka II:\nProbówka III:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 36.1. (0-1)\nIII. Opanowanie\nczynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n14. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:\n14.7) zapisuje równania reakcji acetamidu […] z roztworem\nNaOH.\n14.9) analizuje budowę cząsteczki mocznika […] i wynikające\nz niej właściwości […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną identyfikację związków.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nProbówka I: mocznik\nProbówka II: acetamid\nProbówka III: chlorek amonu","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n- **Probówka I:** mocznik (\\ce{CO(NH2)2})\n- **Probówka II:** acetamid (\\ce{CH3CONH2})\n- **Probówka III:** chlorek amonu (\\ce{NH4Cl})\n\n## Sposób 1 - analiza sekwencyjna obserwacji\n\n### Krok 1 - Seria 1: Żółty papierek wskaźnikowy (zmiana barwy tylko w III)\n\nŻółty papierek wskaźnikowy (np. uniwersalny, żółty przy pH ≈ 7) zmienia barwę na pomarańczowo-czerwoną w środowisku **kwasowym**, a na zielono-niebieską w zasadowym.\n\nSprawdzamy charakter roztworów:\n\n| Związek | Charakter roztworu | Dlaczego |\n| Mocznik | **obojętny** (pH ≈ 7) | słaba zasada i słaby kwas - brak wyraźnej hydrolizy w temp. pokojowej |\n| \\ce{NH4Cl} | **kwasowy** (pH ≈ 5) | sól słabej zasady i mocnego kwasu, \\ce{NH4+} → jon kwasowy (pKa = 9,25) |\n| Acetamid | **praktycznie obojętny** (pH ≈ 7) | skrajnie słaba zasada (pKb >> 14), brak hydrolizy amidu w temp. pokojowej |\n\nZmiana barwy tylko w probówce III → w III jest **\\ce{NH4Cl}** (jedyny wyraźnie kwasowy roztwór).\n\n### Krok 2 - Seria 2: NaOH + ogrzewanie → ten sam zapach (NH₃)\n\nDo probówek I i II dodano \\ce{NaOH} i ogrzano - z obu wydzielił się **amoniak** (charakterystyczny ostry zapach, papierek zmieni barwę na niebieską):\n\nDla mocznika:\n\\[\\ce{CO(NH2)2 + 2NaOH ->[\\Delta] Na2CO3 + 2NH3 ^}\\]\n\nDla acetamidu:\n\\[\\ce{CH3CONH2 + NaOH ->[\\Delta] CH3COONa + NH3 ^}\\]\n\nOba dają ten sam zapach amoniaku - nie da się ich rozróżnić samym węchem.\n\n### Krok 3 - Seria 2: \\ce{Ba(NO3)2} → biały osad **tylko w I**\n\nPo ogrzaniu z \\ce{NaOH} w probówce I z mocznika powstał \\ce{Na2CO3} (węglan sodu). Dodanie \\ce{Ba(NO3)2}:\n\n\\[\\ce{Na2CO3 + Ba(NO3)2 -> BaCO3 v + 2NaNO3}\\]\n\nBiały osad \\ce{BaCO3} (trudno rozpuszczalny, \\(K_{sp} = 2{,}58 \\cdot 10^{-9}\\)) - dowód obecności jonów \\ce{CO3^2-}, a te pochodzą **wyłącznie z hydrolizy mocznika**.\n\nZ acetamidu (probówka II) powstaje \\ce{CH3COONa} - octan baru jest **rozpuszczalny** → brak osadu. ✓\n\n### Krok 4 - Identyfikacja ostateczna\n\n\\[\n\\underbrace{\\text{Biały osad z Ba(NO}_3)_2}_{\\text{Probówka I = mocznik}} \\quad\n\\underbrace{\\text{Brak zmiany wskaźnika, brak osadu Ba}}_{\\text{Probówka II = acetamid}} \\quad\n\\underbrace{\\text{Zmiana barwy papierka}}_{\\text{Probówka III = NH}_4\\text{Cl}}\n\\]\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez eliminację\n\nUłóżmy macierz obserwacji:\n\n| | Seria 1: żółty papierek | Seria 2: NH₃ z NaOH | Seria 2: osad z Ba(NO₃)₂ |\n|---|:---:|:---:|:---:|\n| Mocznik | ✗ (obojętny) | ✓ | **✓ (BaCO₃)** |\n| \\ce{NH4Cl} | **✓ (kwasowy)** | ✓ (lecz nie testowano) | ✗ |\n| Acetamid | ✗ (obojętny) | ✓ | ✗ |\n\nTylko mocznik spełnia **oba warunki serii 2** jednocześnie (NH₃ + BaCO₃) → I = mocznik.\nTylko \\ce{NH4Cl} zmienia żółty papierek → III = \\ce{NH4Cl}.\nAcetamid → jedyna pozostała → II = acetamid. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n\\ce{BaCO3} - oznaczenie „T\" (trudno rozpuszczalny) lub brak - potwierdza, że \\ce{BaCO3} wytrąca się jako osad.\nUżyte do wyjaśnienia, dlaczego Ba(NO₃)₂ daje biały osad tylko z roztworem po hydrolizie mocznika.\n\n📖 **Karta wzorów str. 10 - Iloczyn rozpuszczalności:**\n\\(K_{sp}(\\ce{BaCO3}) = 2{,}58 \\cdot 10^{-9}\\)\nMała wartość \\(K_{sp}\\) oznacza wyraźne wytrącanie osadu - obserwacja makroskopowa jest jednoznaczna.\n\nW tym zadaniu nie używamy szeregu aktywności ani potencjałów - wystarczy znajomość właściwości amidów i soli amonowych.\n\n## Typowe pułapki\n\n⚠️ **Uwaga:** Mocznik, \\ce{NH4Cl} i acetamid wszystkie dają \\ce{NH3} po ogrzaniu z \\ce{NaOH} - sam zapach amoniaku **nie wystarczy** do ich rozróżnienia. Kluczowy jest test z \\ce{Ba(NO3)2} - tylko mocznik daje węglany.\n\n⚠️ **Uwaga:** Acetamid w roztworze wodnym jest praktycznie **obojętny** (pKb grupy \\ce{-NH2} w amidzie ≈ 14), nie zmienia żółtego papierka wskaźnikowego. Uczniowie mylnie zakładają, że obecność grupy \\ce{-NH2} zawsze daje środowisko zasadowe - w amidach azot jest odsprzężony z grupą karbonylową i bardzo słabo zasadowy.\n\n⚠️ **Uwaga:** \\ce{NH4Cl} jest solą mocnego kwasu i słabej zasady → roztwór **kwasowy**, nie obojętny - to częsty błąd przy ocenianiu charakteru soli.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZa poprawna identyfikacje zwiazkow (I: mocznik, II: acetamid, III: chlorek amonu) - 1 pkt. Za odpowiedz niepelna lub bledna - 0 pkt.","image":"img/chemia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad-36.1.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 2017 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 36.1. (0-1)
Podaj
nazwy
związków,
które
zidentyfikowano
podczas
przeprowadzonych
doświadczeń.
Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:

","answer_text_html":"

Zadanie 36.1. (0-1)
III. Opanowanie
czynności
praktycznych.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Związki organiczne zawierające azot. Zdający:
\n

14.7) zapisuje równania reakcji acetamidu […] z roztworem
NaOH.
14.9) analizuje budowę cząsteczki mocznika […] i wynikające
z niej właściwości […].
Schemat punktowania
1 p. - za poprawną identyfikację związków.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Probówka I: mocznik
Probówka II: acetamid
Probówka III: chlorek amonu

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

Poprawna odpowiedź

\n\n

Sposób 1 - analiza sekwencyjna obserwacji

\n
Krok 1 - Seria 1: Żółty papierek wskaźnikowy (zmiana barwy tylko w III)
\n

Żółty papierek wskaźnikowy (np. uniwersalny, żółty przy pH ≈ 7) zmienia barwę na pomarańczowo-czerwoną w środowisku kwasowym, a na zielono-niebieską w zasadowym.

\n

Sprawdzamy charakter roztworów:

\n

| Związek | Charakter roztworu | Dlaczego |
| Mocznik | obojętny (pH ≈ 7) | słaba zasada i słaby kwas - brak wyraźnej hydrolizy w temp. pokojowej |
| \\ce{NH4Cl} | kwasowy (pH ≈ 5) | sól słabej zasady i mocnego kwasu, \\ce{NH4+} → jon kwasowy (pKa = 9,25) |
| Acetamid | praktycznie obojętny (pH ≈ 7) | skrajnie słaba zasada (pKb >> 14), brak hydrolizy amidu w temp. pokojowej |

\n

Zmiana barwy tylko w probówce III → w III jest \\ce{NH4Cl} (jedyny wyraźnie kwasowy roztwór).

\n
Krok 2 - Seria 2: NaOH + ogrzewanie → ten sam zapach (NH₃)
\n

Do probówek I i II dodano \\ce{NaOH} i ogrzano - z obu wydzielił się amoniak (charakterystyczny ostry zapach, papierek zmieni barwę na niebieską):

\n

Dla mocznika:

\n
\\ceCO(NH2)2+2NaOH−>[Δ]Na2CO3+2NH3}
\n

Dla acetamidu:

\n
\\ceCH3CONH2+NaOH−>[Δ]CH3COONa+NH3}
\n

Oba dają ten sam zapach amoniaku - nie da się ich rozróżnić samym węchem.

\n
Krok 3 - Seria 2: \\ce{Ba(NO3)2} → biały osad tylko w I
\n

Po ogrzaniu z \\ce{NaOH} w probówce I z mocznika powstał \\ce{Na2CO3} (węglan sodu). Dodanie \\ce{Ba(NO3)2}:

\n
\\ceNa2CO3+Ba(NO3)2−>BaCO3v+2NaNO3
\n

Biały osad \\ce{BaCO3} (trudno rozpuszczalny, Ksp=2,58·10−9) - dowód obecności jonów \\ce{CO3^2-}, a te pochodzą wyłącznie z hydrolizy mocznika.

\n

Z acetamidu (probówka II) powstaje \\ce{CH3COONa} - octan baru jest rozpuszczalny → brak osadu. ✓

\n
Krok 4 - Identyfikacja ostateczna
\n
Biały osad z Ba(NO3)2⏟Probówka I = mocznikBrak zmiany wskaźnika, brak osadu Ba⏟Probówka II = acetamidZmiana barwy papierka⏟Probówka III = NH4Cl
\n

Sposób 2 - weryfikacja przez eliminację

\n

Ułóżmy macierz obserwacji:

\n
Seria 1: żółty papierekSeria 2: NH₃ z NaOHSeria 2: osad z Ba(NO₃)₂
Mocznik✗ (obojętny)✓✓ (BaCO₃)
\\ce{NH4Cl}✓ (kwasowy)✓ (lecz nie testowano)✗
Acetamid✗ (obojętny)✓✗
\n

Tylko mocznik spełnia oba warunki serii 2 jednocześnie (NH₃ + BaCO₃) → I = mocznik.
Tylko \\ce{NH4Cl} zmienia żółty papierek → III = \\ce{NH4Cl}.
Acetamid → jedyna pozostała → II = acetamid. ✓

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:
\\ce{BaCO3} - oznaczenie „T" (trudno rozpuszczalny) lub brak - potwierdza, że \\ce{BaCO3} wytrąca się jako osad.
Użyte do wyjaśnienia, dlaczego Ba(NO₃)₂ daje biały osad tylko z roztworem po hydrolizie mocznika.

\n

📖 Karta wzorów str. 10 - Iloczyn rozpuszczalności:
Ksp(\\ceBaCO3)=2,58·10−9
Mała wartość Ksp oznacza wyraźne wytrącanie osadu - obserwacja makroskopowa jest jednoznaczna.

\n

W tym zadaniu nie używamy szeregu aktywności ani potencjałów - wystarczy znajomość właściwości amidów i soli amonowych.

\n

Typowe pułapki

\n

⚠️ Uwaga: Mocznik, \\ce{NH4Cl} i acetamid wszystkie dają \\ce{NH3} po ogrzaniu z \\ce{NaOH} - sam zapach amoniaku nie wystarczy do ich rozróżnienia. Kluczowy jest test z \\ce{Ba(NO3)2} - tylko mocznik daje węglany.

\n

⚠️ Uwaga: Acetamid w roztworze wodnym jest praktycznie obojętny (pKb grupy \\ce{-NH2} w amidzie ≈ 14), nie zmienia żółtego papierka wskaźnikowego. Uczniowie mylnie zakładają, że obecność grupy \\ce{-NH2} zawsze daje środowisko zasadowe - w amidach azot jest odsprzężony z grupą karbonylową i bardzo słabo zasadowy.

\n

⚠️ Uwaga: \\ce{NH4Cl} jest solą mocnego kwasu i słabej zasady → roztwór kwasowy, nie obojętny - to częsty błąd przy ocenianiu charakteru soli.

\n

Schemat oceniania CKE

\n

Za poprawna identyfikacje zwiazkow (I: mocznik, II: acetamid, III: chlorek amonu) - 1 pkt. Za odpowiedz niepelna lub bledna - 0 pkt.

"}]}