{"id":"chemia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad/18.1","paper_id":"chemia-2018-maj-matura-rozszerzona","number":"18.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2018,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nUszereguj wymienione metale według malejącej aktywności chemicznej - napisz ich\nsymbole w odpowiedniej kolejności.\nnajwiększa aktywność\nnajmniejsza aktywność","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uszeregowanie metali.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nHf, Tl, Mo, Tc\nUwaga! Jeśli zdający zamiast symboli pierwiastków poda ich nazwy, należy przyznać punkt.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Hf > Tl > Mo > Tc\n\n(od najbardziej aktywnego do najmniej aktywnego)\n\n## Sposób 1 - analiza par \"metal wypiera metal z roztworu soli\"\n\n**Zasada:** Jeśli metal A samorzutnie wypiera metal B z roztworu jonów B (tzn. redukuje B⁺ do B⁰), to A jest **aktywniejszy chemicznie** od B.\n\nW każdym równaniu metal po lewej stronie jest **utleniany** (traci elektrony), a jon po lewej jest **redukowany** (przyjmuje elektrony). Stąd wprost odczytujemy relacje aktywności.\n\n**Krok 1 - wyciągamy wszystkie relacje z równań:**\n\n| Równanie | Co się dzieje? | Relacja |\n| I: \\(\\ce{3Hf + 4Mo^{3+} -> 3Hf^{4+} + 4Mo}\\) | Hf wypiera Mo z roztworu | Hf > Mo |\n| II: \\(\\ce{3Tl + Mo^{3+} -> 3Tl+ + Mo}\\) | Tl wypiera Mo z roztworu | Tl > Mo |\n| III: \\(\\ce{Hf + Tc^{4+} -> Hf^{4+} + Tc}\\) | Hf wypiera Tc z roztworu | Hf > Tc |\n| IV: \\(\\ce{Hf + 4Tl+ -> Hf^{4+} + 4Tl}\\) | Hf wypiera Tl z roztworu | **Hf > Tl** |\n| V: \\(\\ce{4Mo + 3Tc^{4+} -> 4Mo^{3+} + 3Tc}\\) | Mo wypiera Tc z roztworu | Mo > Tc |\n\n**Krok 2 - układamy łańcuch aktywności:**\n\nZ równania IV: Hf > Tl\nZ równania II: Tl > Mo\nZ równania V: Mo > Tc\n\nŁącząc: **Hf > Tl > Mo > Tc**\n\n**Krok 3 - sprawdzamy spójność z pozostałymi równaniami:**\n- Równanie I (Hf > Mo): z łańcucha Hf > Tl > Mo, więc Hf > Mo ✓\n- Równanie III (Hf > Tc): z łańcucha Hf > > Tc ✓\n\nWynik: **Hf > Tl > Mo > Tc**\n\n## Sposób 2 - metoda szeregu aktywności przez eliminację (weryfikacja)\n\nBudujemy szereg metodą \"które jony są redukowane przez który metal?\" - im niżej w szeregu normalnym stoi metal, tym chętniej oddaje elektrony i jest bardziej aktywny.\n\nZ każdego równania wiemy, że **reagent po lewej** (metal) ma wyższy potencjał redukcji jonów NIŻSZEGO potencjału (po prawej):\n\n\\[E°_\\text{utl}(\\text{Hf}^{4+}/\\text{Hf}) < E°_\\text{utl}(\\text{Tl}^+/\\text{Tl}) < E°_\\text{utl}(\\text{Mo}^{3+}/\\text{Mo}) < E°_\\text{utl}(\\text{Tc}^{4+}/\\text{Tc})\\]\n\nMniejszy potencjał standardowy redukcji = większa aktywność chemiczna (metal chętniej się utlenia).\n\nKolejność malejącej aktywności (malejącego potencjału redukcji jonów):\n\n\\[\\boxed{\\text{Hf} > \\text{Tl} > \\text{Mo} > \\text{Tc}}\\]\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji E°:**\nOgólna zasada szeregu napięciowego:\n\\[E°(A^{n+}/A) < E°(B^{m+}/B) \\implies \\text{metal A wypiera metal B}\\]\nDla talu, technetu, hafnu i molibdenu konkretnych wartości w karcie CKE nie ma (metale rzadkie), ale **zasada szeregu napięciowego** pochodzi właśnie ze str. 12. Karta pokazuje też standardowe potencjały dla typowych metali (Zn, Cu, Fe, Ag ) - identyczna logika.\n\nW tym zadaniu nie musimy znać wartości liczbowych - wystarczy **analiza jakościowa** równań jonowych.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to błędne odczytanie równania IV. Uczniowie widzą `Hf + 4Tl⁺ → Hf⁴⁺ + 4Tl` i myślą \"Tl jest produktem, więc jest bardziej aktywny\". To odwrotnie - **Tl⁺ jest redukowany do Tl przez Hf**, czyli Hf oddaje elektrony → Hf jest aktywniejszy!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Pamiętaj, że aktywność chemiczna metalu = zdolność do oddawania elektronów (utleniania się). Im chętniej metal się utlenia, tym jest aktywniejszy. Metal po **lewej** stronie równania jest utleniany → jest aktywniejszy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Samo równanie I daje Hf > Mo, a samo równanie II daje Tl > Mo - ale to nie wystarczy do uszeregowania Hf i Tl względem siebie! Kluczowe jest równanie IV.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n- 1 p. - za poprawne uszeregowanie metali: Hf, Tl, Mo, Tc.\n- 0 p. - za odpowiedz niepelna lub bledna albo brak odpowiedzi.\n- Uwaga CKE: podanie nazw zamiast symboli -> punkt przyznany.","image":"img/chemia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad-18.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"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 18.1. (0-1)
Uszereguj wymienione metale według malejącej aktywności chemicznej - napisz ich
symbole w odpowiedniej kolejności.
największa aktywność
najmniejsza aktywność

","answer_text_html":"

Zadanie 18.1. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne uszeregowanie metali.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Hf, Tl, Mo, Tc
Uwaga! Jeśli zdający zamiast symboli pierwiastków poda ich nazwy, należy przyznać punkt.

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

Poprawna odpowiedź: Hf > Tl > Mo > Tc

\n

(od najbardziej aktywnego do najmniej aktywnego)

\n

Sposób 1 - analiza par "metal wypiera metal z roztworu soli"

\n

Zasada: Jeśli metal A samorzutnie wypiera metal B z roztworu jonów B (tzn. redukuje B⁺ do B⁰), to A jest aktywniejszy chemicznie od B.

\n

W każdym równaniu metal po lewej stronie jest utleniany (traci elektrony), a jon po lewej jest redukowany (przyjmuje elektrony). Stąd wprost odczytujemy relacje aktywności.

\n

Krok 1 - wyciągamy wszystkie relacje z równań:

\n

| Równanie | Co się dzieje? | Relacja |
| I: \\ce3Hf+4Mo3+−>3Hf4++4Mo | Hf wypiera Mo z roztworu | Hf > Mo |
| II: \\ce3Tl+Mo3+−>3Tl++Mo | Tl wypiera Mo z roztworu | Tl > Mo |
| III: \\ceHf+Tc4+−>Hf4++Tc | Hf wypiera Tc z roztworu | Hf > Tc |
| IV: \\ceHf+4Tl+−>Hf4++4Tl | Hf wypiera Tl z roztworu | Hf > Tl |
| V: \\ce4Mo+3Tc4+−>4Mo3++3Tc | Mo wypiera Tc z roztworu | Mo > Tc |

\n

Krok 2 - układamy łańcuch aktywności:

\n

Z równania IV: Hf > Tl
Z równania II: Tl > Mo
Z równania V: Mo > Tc

\n

Łącząc: Hf > Tl > Mo > Tc

\n

Krok 3 - sprawdzamy spójność z pozostałymi równaniami:

\n\n

Wynik: Hf > Tl > Mo > Tc

\n

Sposób 2 - metoda szeregu aktywności przez eliminację (weryfikacja)

\n

Budujemy szereg metodą "które jony są redukowane przez który metal?" - im niżej w szeregu normalnym stoi metal, tym chętniej oddaje elektrony i jest bardziej aktywny.

\n

Z każdego równania wiemy, że reagent po lewej (metal) ma wyższy potencjał redukcji jonów NIŻSZEGO potencjału (po prawej):

\n
E°utl(Hf4+/Hf)<E°utl(Tl+/Tl)<E°utl(Mo3+/Mo)<E°utl(Tc4+/Tc)
\n

Mniejszy potencjał standardowy redukcji = większa aktywność chemiczna (metal chętniej się utlenia).

\n

Kolejność malejącej aktywności (malejącego potencjału redukcji jonów):

\n
Hf>Tl>Mo>Tc
\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji E°:
Ogólna zasada szeregu napięciowego:

\n
E°(An+/A)<E°(Bm+/B)⟹metal A wypiera metal B
\n

Dla talu, technetu, hafnu i molibdenu konkretnych wartości w karcie CKE nie ma (metale rzadkie), ale zasada szeregu napięciowego pochodzi właśnie ze str. 12. Karta pokazuje też standardowe potencjały dla typowych metali (Zn, Cu, Fe, Ag ) - identyczna logika.

\n

W tym zadaniu nie musimy znać wartości liczbowych - wystarczy analiza jakościowa równań jonowych.

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: Najczęstszy błąd to błędne odczytanie równania IV. Uczniowie widzą Hf + 4Tl⁺ → Hf⁴⁺ + 4Tl i myślą "Tl jest produktem, więc jest bardziej aktywny". To odwrotnie - Tl⁺ jest redukowany do Tl przez Hf, czyli Hf oddaje elektrony → Hf jest aktywniejszy!
\n
⚠️ Uwaga: Pamiętaj, że aktywność chemiczna metalu = zdolność do oddawania elektronów (utleniania się). Im chętniej metal się utlenia, tym jest aktywniejszy. Metal po lewej stronie równania jest utleniany → jest aktywniejszy.
\n
⚠️ Uwaga: Samo równanie I daje Hf > Mo, a samo równanie II daje Tl > Mo - ale to nie wystarczy do uszeregowania Hf i Tl względem siebie! Kluczowe jest równanie IV.
\n

Schemat oceniania CKE

\n"}]}