{"id":"chemia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad/13","paper_id":"chemia-2018-maj-matura-rozszerzona","number":"13","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2018,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 13. (0-1)\nPodaj wzór jonu, którego stężenie jest największe w roztworze otrzymanym po dodaniu\n18 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu do analizowanego roztworu kwasu\netanowego.\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n10.\n11.\n12.\n13.\nMaks. liczba pkt\n1\n1\n1\n1\nUzyskana liczba pkt\nMCH_1R\nInformacja do zadań 14.-15.\nDwa gazy A i B zmieszane w stosunku molowym\nA\nB\n:\n1: 4\nn\nn =\nzajmują w warunkach\nnormalnych objętość 1 dm3. Tę mieszaninę umieszczono w reaktorze o stałej pojemności\n1 dm3 i w temperaturze T zainicjowano reakcję. W tej temperaturze ustalił się stan równowagi\nopisany równaniem:\nA (g) + 2B (g) ⇄ 2C (g) ΔH < 0\nW stanie równowagi stężenie substancji C było równe 0,004 mol · dm-3.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 13. (0-1)\nIII. Opanowanie czynności\npraktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.9) […] bada odczyn roztworu;\n5.10) pisze równania reakcji: […] hydrolizy soli w formie\n[…] jonowej ([…] skróconej).\nIII etap edukacyjny\n6. Kwasy i zasady. Zdający:\n6.6) […] zapisuje równania dysocjacji elektrolitycznej zasad\ni kwasów […].\n7. Sole. Zdający:\n7.3) pisze równania dysocjacji elektrolitycznej […] soli.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne podanie wzoru jonu, którego stężenie w roztworze jest największe.\n0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nNa+\nUwaga! Jeśli zdający zamiast wzoru jonu poda jego nazwę, należy przyznać 0 pkt.","solution":"## Poprawna odpowiedź: \\(\\ce{Na+}\\)\n\nJon o największym stężeniu w roztworze po dodaniu 18 cm³ NaOH to **jon sodowy \\(\\ce{Na+}\\)**.\n\n## Sposób 1 - Analiza składu roztworu po reakcji neutralizacji\n\n**Krok 1 - Reakcja neutralizacji kwasu etanowego z NaOH:**\n\n\\[\\ce{CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + H2O}\\]\n\nPo dodaniu 18 cm³ NaOH (niezależnie od tego, czy jesteśmy przed, w, czy za punktem równoważności) w roztworze **zawsze** jest \\(\\ce{Na+}\\).\n\n**Krok 2 - Zestawienie jonów obecnych w roztworze:**\n\n| Jon | Skąd pochodzi | Uwagi |\n| \\(\\ce{Na+}\\) | Całkowita dysocjacja NaOH (i \\(\\ce{CH3COONa}\\)) | Spektator - nie reaguje z wodą |\n| \\(\\ce{CH3COO-}\\) | Dysocjacja octanu sodu | Ulega częściowej hydrolizie zasadowej |\n| \\(\\ce{H+}\\) | Dysocjacja wody i kwasu | Bardzo małe stężenie |\n| \\(\\ce{OH-}\\) | Woda, hydroliza \\(\\ce{CH3COO-}\\) | Bardzo małe stężenie |\n\n**Krok 3 - Dlaczego \\(\\ce{Na+}\\) jest największy?**\n\nMiędzy \\(\\ce{Na+}\\) a \\(\\ce{CH3COO-}\\) zachodzi zależność wynikająca z **bilansu ładunku**:\n\n\\[\\left[\\ce{Na+}\\right] + \\left[\\ce{H+}\\right] = \\left[\\ce{CH3COO-}\\right] + \\left[\\ce{OH-}\\right]\\]\n\nStąd:\n\n\\[\\left[\\ce{Na+}\\right] = \\left[\\ce{CH3COO-}\\right] + \\left[\\ce{OH-}\\right] - \\left[\\ce{H+}\\right]\\]\n\nW roztworze buforu kwasowo-zasadowego (przed punktem równoważności) pH < 7, więc \\(\\left[\\ce{H+}\\right] > \\left[\\ce{OH-}\\right]\\), a zatem:\n\n\\[\\left[\\ce{Na+}\\right] > \\left[\\ce{CH3COO-}\\right]\\]\n\nW punkcie równoważności roztwór ma odczyn zasadowy (pH > 7, bo \\(\\ce{CH3COO-}\\) jest zasadą), więc \\(\\left[\\ce{OH-}\\right] > \\left[\\ce{H+}\\right]\\):\n\n\\[\\left[\\ce{Na+}\\right] > \\left[\\ce{CH3COO-}\\right]\\]\n\n**W obu przypadkach: \\(\\left[\\ce{Na+}\\right] > \\left[\\ce{CH3COO-}\\right] \\gg \\left[\\ce{OH-}\\right] > \\left[\\ce{H+}\\right]\\)**\n\n## Sposób 2 - Argument chemiczny (hydroliza \\(\\ce{CH3COO-}\\))\n\n\\(\\ce{Na+}\\) pochodzi z silnej zasady (\\(\\ce{NaOH}\\)) - **nie hydrolizuje**, jego stężenie w roztworze jest dokładnie tym, co wprowadziliśmy.\n\n\\(\\ce{CH3COO-}\\) pochodzi z soli słabego kwasu - **hydrolizuje zasadowo**:\n\n\\[\\ce{CH3COO- + H2O <=> CH3COOH + OH-}\\]\n\nKażda cząsteczka \\(\\ce{CH3COO-}\\), która ulega hydrolizie, **zmniejsza pulę jonów octanowych**. Stężenie \\(\\ce{CH3COO-}\\) jest więc nieco mniejsze niż wprowadzone.\n\nWynik: \\(\\left[\\ce{Na+}\\right] > \\left[\\ce{CH3COO-}\\right]\\), a jony \\(\\ce{H+}\\) i \\(\\ce{OH-}\\) są znikomo małe.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n> \\(K_a(\\ce{CH3COOH}) = 1{,}78 \\cdot 10^{-5}\\), \\(pK_a = 4{,}75\\)\n>\n> Stała potwierdza, że kwas etanowy jest **słabym kwasem** - jego sprzężona zasada \\(\\ce{CH3COO-}\\) ma realną tendencję do hydrolizy zasadowej (\\(K_b = K_w / K_a \\approx 5{,}6 \\cdot 10^{-10}\\)), co zmniejsza jej stężenie względem \\(\\ce{Na+}\\).\n\nW tym zadaniu nie używamy wartości liczbowych z karty - wystarczy rozumowanie jakościowe i bilans ładunku.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wielu uczniów odpowiada \\(\\ce{CH3COO-}\\) myśląc, że z reakcji neutralizacji \\(\\ce{CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + H2O}\\) wynikają równe stężenia \\(\\ce{Na+}\\) i \\(\\ce{CH3COO-}\\). Stężenia molarne z reakcji są równe, **ale jon octanowy ulega hydrolizie**, co zawsze powoduje, że \\(\\left[\\ce{Na+}\\right] > \\left[\\ce{CH3COO-}\\right]\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{Na+}\\) to **jon spektator** - nie reaguje z wodą, nie hydrolizuje, nie tworzy kompleksów. Jego stężenie nie zmienia się po zmieszaniu roztworów (tylko rozcieńczenie). To zawsze pewny kandydat na \"dominujący jon\" w roztworach soli mocnej zasady.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl bilansu ładunku z bilansem moli - z bilansu moli (stechiometria reakcji) wynikałoby \\(n(\\ce{Na+}) = n(\\ce{CH3COO-})\\), ale bilans ładunku w roztworze wodnym uwzględnia wszystkie jony i jednoznacznie pokazuje, że \\(\\left[\\ce{Na+}\\right] > \\left[\\ce{CH3COO-}\\right]\\).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n- 1 p. - za poprawne podanie wzoru jonu o najwiekszym stezeniu: Na+.\n- 0 p. - za bledna odpowiedz albo brak odpowiedzi.\n- Uwaga CKE: podanie nazwy jonu zamiast wzoru -> 0 pkt.","image":"img/chemia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad-13.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":9,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2018 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 13. (0-1)
Podaj wzór jonu, którego stężenie jest największe w roztworze otrzymanym po dodaniu
18 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu do analizowanego roztworu kwasu
etanowego.
Wypełnia
egzaminator
Nr zadania
10.
11.
12.
13.
Maks. liczba pkt
1
1
1
1
Uzyskana liczba pkt
MCH_1R
Informacja do zadań 14.-15.
Dwa gazy A i B zmieszane w stosunku molowym
A
B
:
1: 4
n
n =
zajmują w warunkach
normalnych objętość 1 dm3. Tę mieszaninę umieszczono w reaktorze o stałej pojemności
1 dm3 i w temperaturze T zainicjowano reakcję. W tej temperaturze ustalił się stan równowagi
opisany równaniem:
A (g) + 2B (g) ⇄ 2C (g) ΔH < 0
W stanie równowagi stężenie substancji C było równe 0,004 mol · dm-3.

","answer_text_html":"

Zadanie 13. (0-1)
III. Opanowanie czynności
praktycznych.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

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

Zdający:
5.9) […] bada odczyn roztworu;
5.10) pisze równania reakcji: […] hydrolizy soli w formie
[…] jonowej ([…] skróconej).
III etap edukacyjny

\n
  1. Kwasy i zasady. Zdający:
\n

6.6) […] zapisuje równania dysocjacji elektrolitycznej zasad
i kwasów […].

\n
  1. Sole. Zdający:
\n

7.3) pisze równania dysocjacji elektrolitycznej […] soli.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne podanie wzoru jonu, którego stężenie w roztworze jest największe.
0 p. - za błędną odpowiedź albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Na+
Uwaga! Jeśli zdający zamiast wzoru jonu poda jego nazwę, należy przyznać 0 pkt.

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

Poprawna odpowiedź: \\ceNa+

\n

Jon o największym stężeniu w roztworze po dodaniu 18 cm³ NaOH to jon sodowy \\ceNa+.

\n

Sposób 1 - Analiza składu roztworu po reakcji neutralizacji

\n

Krok 1 - Reakcja neutralizacji kwasu etanowego z NaOH:

\n
\\ceCH3COOH+NaOH−>CH3COONa+H2O
\n

Po dodaniu 18 cm³ NaOH (niezależnie od tego, czy jesteśmy przed, w, czy za punktem równoważności) w roztworze zawsze jest \\ceNa+.

\n

Krok 2 - Zestawienie jonów obecnych w roztworze:

\n

| Jon | Skąd pochodzi | Uwagi |
| \\ceNa+ | Całkowita dysocjacja NaOH (i \\ceCH3COONa) | Spektator - nie reaguje z wodą |
| \\ceCH3COO− | Dysocjacja octanu sodu | Ulega częściowej hydrolizie zasadowej |
| \\ceH+ | Dysocjacja wody i kwasu | Bardzo małe stężenie |
| \\ceOH− | Woda, hydroliza \\ceCH3COO− | Bardzo małe stężenie |

\n

Krok 3 - Dlaczego \\ceNa+ jest największy?

\n

Między \\ceNa+ a \\ceCH3COO− zachodzi zależność wynikająca z bilansu ładunku:

\n
[\\ceNa+]+[\\ceH+]=[\\ceCH3COO−]+[\\ceOH−]
\n

Stąd:

\n
[\\ceNa+]=[\\ceCH3COO−]+[\\ceOH−]−[\\ceH+]
\n

W roztworze buforu kwasowo-zasadowego (przed punktem równoważności) pH < 7, więc [\\ceH+]>[\\ceOH−], a zatem:

\n
[\\ceNa+]>[\\ceCH3COO−]
\n

W punkcie równoważności roztwór ma odczyn zasadowy (pH > 7, bo \\ceCH3COO− jest zasadą), więc [\\ceOH−]>[\\ceH+]:

\n
[\\ceNa+]>[\\ceCH3COO−]
\n

W obu przypadkach: [\\ceNa+]>[\\ceCH3COO−]≫[\\ceOH−]>[\\ceH+]

\n

Sposób 2 - Argument chemiczny (hydroliza \\ceCH3COO−)

\n

\\ceNa+ pochodzi z silnej zasady (\\ceNaOH) - nie hydrolizuje, jego stężenie w roztworze jest dokładnie tym, co wprowadziliśmy.

\n

\\ceCH3COO− pochodzi z soli słabego kwasu - hydrolizuje zasadowo:

\n
\\ceCH3COO−+H2O<=>CH3COOH+OH−
\n

Każda cząsteczka \\ceCH3COO−, która ulega hydrolizie, zmniejsza pulę jonów octanowych. Stężenie \\ceCH3COO− jest więc nieco mniejsze niż wprowadzone.

\n

Wynik: [\\ceNa+]>[\\ceCH3COO−], a jony \\ceH+ i \\ceOH− są znikomo małe.

\n

Wzory z karty CKE

\n
📖 Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:
Ka(\\ceCH3COOH)=1,78·10−5, pKa=4,75

Stała potwierdza, że kwas etanowy jest słabym kwasem - jego sprzężona zasada \\ceCH3COO− ma realną tendencję do hydrolizy zasadowej (Kb=Kw/Ka≈5,6·10−10), co zmniejsza jej stężenie względem \\ceNa+.
\n

W tym zadaniu nie używamy wartości liczbowych z karty - wystarczy rozumowanie jakościowe i bilans ładunku.

\n

Typowe pułapki i uwaga

\n
⚠️ Uwaga: Wielu uczniów odpowiada \\ceCH3COO− myśląc, że z reakcji neutralizacji \\ceCH3COOH+NaOH−>CH3COONa+H2O wynikają równe stężenia \\ceNa+ i \\ceCH3COO−. Stężenia molarne z reakcji są równe, ale jon octanowy ulega hydrolizie, co zawsze powoduje, że [\\ceNa+]>[\\ceCH3COO−].
\n
⚠️ Uwaga: \\ceNa+ to jon spektator - nie reaguje z wodą, nie hydrolizuje, nie tworzy kompleksów. Jego stężenie nie zmienia się po zmieszaniu roztworów (tylko rozcieńczenie). To zawsze pewny kandydat na "dominujący jon" w roztworach soli mocnej zasady.
\n
⚠️ Uwaga: Nie myl bilansu ładunku z bilansem moli - z bilansu moli (stechiometria reakcji) wynikałoby n(\\ceNa+)=n(\\ceCH3COO−), ale bilans ładunku w roztworze wodnym uwzględnia wszystkie jony i jednoznacznie pokazuje, że [\\ceNa+]>[\\ceCH3COO−].
\n

Schemat oceniania CKE

\n"}]}