{"id":"chemia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad/16","paper_id":"chemia-2018-maj-matura-rozszerzona","number":"16","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2018,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 16. (0-1)\nPrzykładem buforu pH jest bufor octanowy, który otrzymuje się przez rozpuszczenie\nw wodzie kwasu etanowego (octowego) i etanianu (octanu) sodu.\nOceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,\nalbo F - jeśli jest fałszywa.\n1. W buforze octanowym sprzężoną parę kwas-zasada stanowią obecne w nim\ncząsteczki kwasu octowego i aniony octanowe.\nP\nF\n2.\nDodanie mocnego kwasu do buforu octanowego tylko nieznacznie wpłynie na\nzmianę pH tego roztworu, ponieważ jony wodorowe pochodzące od mocnego\nkwasu zostaną związane w wyniku reakcji opisanej równaniem:\nO\nH\nCOO\nCH\n3\n3\n⇄\nO\nH\nCOOH\nCH\n2\n3\nP\nF\n3.\nDziałanie buforu pH polega na tym, że po dodaniu mocnego kwasu zasada\nBrønsteda reaguje z jonami wodorowymi, a po dodaniu mocnej zasady kwas\nBrønsteda reaguje z jonami wodorotlenkowymi.\nP\nF","answer":null,"answer_text":"Zadanie 16. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Uczeń:\n4.8) klasyfikuje substancje do kwasów lub zasad zgodnie\nz teorią Brønsteda-Lowry’ego.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n1. - P, 2. - P, 3. - P","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**P / P / P**\n\n1. Sprzężoną parę stanowią cząsteczki \\(\\ce{CH3COOH}\\) i aniony \\(\\ce{CH3COO-}\\) - **P (Prawda)**\n2. Dodanie mocnego kwasu zmienia pH nieznacznie, bo \\(\\ce{H3O+}\\) wiąże się: \\(\\ce{CH3COO- + H3O+ <=> CH3COOH + H2O}\\) - **P (Prawda)**\n3. Opis mechanizmu działania buforu (zasada wiąże \\(\\ce{H+}\\), kwas wiąże \\(\\ce{OH-}\\)) - **P (Prawda)**\n\n## Sposób 1 - Analiza każdego stwierdzenia\n\nBufor octanowy to mieszanina słabego kwasu octowego \\(\\ce{CH3COOH}\\) i jego soli z mocną zasadą - octanu sodu \\(\\ce{CH3COONa}\\), który w wodzie dostarcza anionów octanowych \\(\\ce{CH3COO-}\\).\n\n### Stwierdzenie 1 - sprzężona para to \\(\\ce{CH3COOH}\\) i \\(\\ce{CH3COO-}\\) → **P**\n\nWedług teorii Brønsteda kwas i jego sprzężona zasada różnią się o jeden proton:\n\\[\\ce{CH3COOH <=> CH3COO- + H+}\\]\nCząsteczka kwasu octowego \\(\\ce{CH3COOH}\\) (kwas) i anion octanowy \\(\\ce{CH3COO-}\\) (zasada sprzężona) tworzą prawidłową sprzężoną parę kwas-zasada Brønsteda. To dokładnie ta para, o której mówi tekst informacyjny. Stwierdzenie prawdziwe - **P**.\n\n### Stwierdzenie 2 - dodanie mocnego kwasu wpływa nieznacznie → **P**\n\nGdy do buforu dodamy mocny kwas, dostarczone jony \\(\\ce{H3O+}\\) zostają związane przez aniony octanowe (zasadę Brønsteda) zgodnie z podanym równaniem:\n\\[\\ce{CH3COO- + H3O+ <=> CH3COOH + H2O}\\]\nNadmiar jonów wodorowych jest \"pochłaniany\", więc pH zmienia się tylko nieznacznie. Zarówno opis, jak i równanie są poprawne - **P**.\n\n### Stwierdzenie 3 - opis mechanizmu działania buforu → **P**\n\nUniwersalny mechanizm działania buforu: po dodaniu mocnego kwasu z jonami \\(\\ce{H+}\\) reaguje składnik zasadowy (zasada Brønsteda), a po dodaniu mocnej zasady z jonami \\(\\ce{OH-}\\) reaguje składnik kwasowy (kwas Brønsteda). Dla buforu octanowego:\n\\[\\ce{CH3COO- + H+ -> CH3COOH} \\quad\\text{(pochłania kwas)}\\]\n\\[\\ce{CH3COOH + OH- -> CH3COO- + H2O} \\quad\\text{(pochłania zasadę)}\\]\nOpis jest w pełni zgodny z tekstem informacyjnym i teorią Brønsteda - **P**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez definicję sprzężonej pary\n\nSprzężona para = kwas i zasada różniące się o jeden \\(\\ce{H+}\\). Sprawdzenie składników buforu octanowego:\n\n| Forma | Rola | Reaguje z |\n| \\(\\ce{CH3COOH}\\) | kwas Brønsteda (donor \\(\\ce{H+}\\)) | dodaną mocną zasadą \\(\\ce{OH-}\\) |\n| \\(\\ce{CH3COO-}\\) | zasada Brønsteda (akceptor \\(\\ce{H+}\\)) | dodanym mocnym kwasem \\(\\ce{H3O+}\\) |\n\nObie formy są obecne w podobnych stężeniach (pochodzą z \\(\\ce{CH3COOH}\\) i \\(\\ce{CH3COONa}\\)), więc bufor pochłania zarówno dodany kwas, jak i dodaną zasadę. Wszystkie trzy stwierdzenia są zgodne z tym schematem - **P, P, P**.\n\n## Dlaczego błędna ocena jest błędna\n\n| Błędna ocena | Dlaczego błędna |\n| Stwierdzenie 1 jako F | \\(\\ce{CH3COOH}\\) i \\(\\ce{CH3COO-}\\) to klasyczna sprzężona para Brønsteda - różnią się dokładnie jednym \\(\\ce{H+}\\) |\n| Stwierdzenie 2 jako F | Podane równanie \\(\\ce{CH3COO- + H3O+ <=> CH3COOH + H2O}\\) jest poprawne i opisuje wiązanie dodanego kwasu |\n| Stwierdzenie 3 jako F | To prawidłowy ogólny opis mechanizmu buforu - zgodny z tekstem informacyjnym |\n\n## Typowe pułapki\n\n⚠️ **Uwaga:** Sprzężona para kwas-zasada to dwie cząstki różniące się o JEDEN proton (\\(\\ce{CH3COOH}\\) / \\(\\ce{CH3COO-}\\)) - nie myl jej z kwasem i zupełnie inną zasadą.\n\n⚠️ **Uwaga:** Bufor zmienia pH **nieznacznie** (nie utrzymuje go idealnie stałym) - sformułowanie \"tylko nieznacznie wpłynie na zmianę pH\" jest prawidłowe.\n\n⚠️ **Uwaga:** W mechanizmie buforu to anion octanowy (\\(\\ce{CH3COO-}\\)) wiąże dodany kwas, a cząsteczka \\(\\ce{CH3COOH}\\) wiąże dodaną zasadę - każdy składnik pełni inną rolę obronną.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n- 1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi: 1. - P, 2. - P, 3. - P.\n- 0 p. - za odpowiedz niepelna lub bledna albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad-16.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":11,"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 16. (0-1)
Przykładem buforu pH jest bufor octanowy, który otrzymuje się przez rozpuszczenie
w wodzie kwasu etanowego (octowego) i etanianu (octanu) sodu.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,
albo F - jeśli jest fałszywa.

\n
  1. W buforze octanowym sprzężoną parę kwas-zasada stanowią obecne w nim
\n

cząsteczki kwasu octowego i aniony octanowe.
P
F
2.
Dodanie mocnego kwasu do buforu octanowego tylko nieznacznie wpłynie na
zmianę pH tego roztworu, ponieważ jony wodorowe pochodzące od mocnego
kwasu zostaną związane w wyniku reakcji opisanej równaniem:
O
H
COO
CH
3
3
⇄
O
H
COOH
CH
2
3
P
F
3.
Działanie buforu pH polega na tym, że po dodaniu mocnego kwasu zasada
Brønsteda reaguje z jonami wodorowymi, a po dodaniu mocnej zasady kwas
Brønsteda reaguje z jonami wodorotlenkowymi.
P
F

","answer_text_html":"

Zadanie 16. (0-1)
I. Wykorzystanie
i tworzenie informacji.
II. Rozumowanie
i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania
problemów.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Kinetyka i statyka chemiczna. Uczeń:
\n

4.8) klasyfikuje substancje do kwasów lub zasad zgodnie
z teorią Brønsteda-Lowry’ego.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź

\n
  1. - P, 2. - P, 3. - P
","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

P / P / P

\n
  1. Sprzężoną parę stanowią cząsteczki \\ceCH3COOH i aniony \\ceCH3COO− - P (Prawda)
  2. Dodanie mocnego kwasu zmienia pH nieznacznie, bo \\ceH3O+ wiąże się: \\ceCH3COO−+H3O+<=>CH3COOH+H2O - P (Prawda)
  3. Opis mechanizmu działania buforu (zasada wiąże \\ceH+, kwas wiąże \\ceOH−) - P (Prawda)
\n

Sposób 1 - Analiza każdego stwierdzenia

\n

Bufor octanowy to mieszanina słabego kwasu octowego \\ceCH3COOH i jego soli z mocną zasadą - octanu sodu \\ceCH3COONa, który w wodzie dostarcza anionów octanowych \\ceCH3COO−.

\n
Stwierdzenie 1 - sprzężona para to \\ceCH3COOH i \\ceCH3COO− → P
\n

Według teorii Brønsteda kwas i jego sprzężona zasada różnią się o jeden proton:

\n
\\ceCH3COOH<=>CH3COO−+H+
\n

Cząsteczka kwasu octowego \\ceCH3COOH (kwas) i anion octanowy \\ceCH3COO− (zasada sprzężona) tworzą prawidłową sprzężoną parę kwas-zasada Brønsteda. To dokładnie ta para, o której mówi tekst informacyjny. Stwierdzenie prawdziwe - P.

\n
Stwierdzenie 2 - dodanie mocnego kwasu wpływa nieznacznie → P
\n

Gdy do buforu dodamy mocny kwas, dostarczone jony \\ceH3O+ zostają związane przez aniony octanowe (zasadę Brønsteda) zgodnie z podanym równaniem:

\n
\\ceCH3COO−+H3O+<=>CH3COOH+H2O
\n

Nadmiar jonów wodorowych jest "pochłaniany", więc pH zmienia się tylko nieznacznie. Zarówno opis, jak i równanie są poprawne - P.

\n
Stwierdzenie 3 - opis mechanizmu działania buforu → P
\n

Uniwersalny mechanizm działania buforu: po dodaniu mocnego kwasu z jonami \\ceH+ reaguje składnik zasadowy (zasada Brønsteda), a po dodaniu mocnej zasady z jonami \\ceOH− reaguje składnik kwasowy (kwas Brønsteda). Dla buforu octanowego:

\n
\\ceCH3COO−+H+−>CH3COOH(pochłania kwas)
\n
\\ceCH3COOH+OH−−>CH3COO−+H2O(pochłania zasadę)
\n

Opis jest w pełni zgodny z tekstem informacyjnym i teorią Brønsteda - P.

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez definicję sprzężonej pary

\n

Sprzężona para = kwas i zasada różniące się o jeden \\ceH+. Sprawdzenie składników buforu octanowego:

\n

| Forma | Rola | Reaguje z |
| \\ceCH3COOH | kwas Brønsteda (donor \\ceH+) | dodaną mocną zasadą \\ceOH− |
| \\ceCH3COO− | zasada Brønsteda (akceptor \\ceH+) | dodanym mocnym kwasem \\ceH3O+ |

\n

Obie formy są obecne w podobnych stężeniach (pochodzą z \\ceCH3COOH i \\ceCH3COONa), więc bufor pochłania zarówno dodany kwas, jak i dodaną zasadę. Wszystkie trzy stwierdzenia są zgodne z tym schematem - P, P, P.

\n

Dlaczego błędna ocena jest błędna

\n

| Błędna ocena | Dlaczego błędna |
| Stwierdzenie 1 jako F | \\ceCH3COOH i \\ceCH3COO− to klasyczna sprzężona para Brønsteda - różnią się dokładnie jednym \\ceH+ |
| Stwierdzenie 2 jako F | Podane równanie \\ceCH3COO−+H3O+<=>CH3COOH+H2O jest poprawne i opisuje wiązanie dodanego kwasu |
| Stwierdzenie 3 jako F | To prawidłowy ogólny opis mechanizmu buforu - zgodny z tekstem informacyjnym |

\n

Typowe pułapki

\n

⚠️ Uwaga: Sprzężona para kwas-zasada to dwie cząstki różniące się o JEDEN proton (\\ceCH3COOH / \\ceCH3COO−) - nie myl jej z kwasem i zupełnie inną zasadą.

\n

⚠️ Uwaga: Bufor zmienia pH nieznacznie (nie utrzymuje go idealnie stałym) - sformułowanie "tylko nieznacznie wpłynie na zmianę pH" jest prawidłowe.

\n

⚠️ Uwaga: W mechanizmie buforu to anion octanowy (\\ceCH3COO−) wiąże dodany kwas, a cząsteczka \\ceCH3COOH wiąże dodaną zasadę - każdy składnik pełni inną rolę obronną.

\n

Schemat oceniania CKE

\n"}]}