{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/12.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"12.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12.2. (0-1)\nOceń, czy zmieni się (wzrośnie, zmaleje) czy nie ulegnie zmianie wartość stałej dysocjacji\nkwasu HX, jeśli do jego wodnego roztworu doda się niewielką ilość mocnego kwasu.\nOdpowiedź uzasadnij.\nOcena:\nUzasadnienie:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12.2. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną ocenę i poprawne uzasadnienie odwołujące się do niezależności stałej\ndysocjacji od stężenia reagentów lub do braku zmiany temperatury, lub do warunków\ndoświadczenia.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nOcena: Wartość stałej dysocjacji nie ulegnie zmianie.\nUzasadnienie, np.: Wartość stałej dysocjacji nie zależy od składu roztworu.\nlub\nWartość stałe dysocjacji nie zależy od stężenia kwasu HX lub jonów H+.\nlub\nPonieważ nie zmieniła się temperatura.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\nWartość stałej dysocjacji kwasu \\(\\ce{HX}\\) **nie ulegnie zmianie**.\n\n## Sposób 1 - Definicja termodynamiczna stałej dysocjacji\n\nStała dysocjacji kwasu \\(\\ce{HX}\\) opisuje równowagę:\n\n\\[\\ce{HX + H2O <=> H3O+ + X-}\\]\n\ni jest zdefiniowana jako:\n\n\\[K_a = \\frac{[\\ce{H3O+}][\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]}\\]\n\n**Kluczowa obserwacja:** \\(K_a\\) jest stałą równowagi tej reakcji. Stałe równowagi zależą **wyłącznie od temperatury** - nie od stężeń składników układu.\n\nGdy dodajemy mocny kwas (np. \\(\\ce{HCl}\\)), wzrasta stężenie \\(\\ce{H3O+}\\) w roztworze. Układ jest teraz wytrącony ze stanu równowagi - mianownik jest \"za mały\", a licznik \"za duży\". Dlatego równowaga przesuwa się w lewo (zgodnie z regułą przekory), zmniejszając \\([\\ce{H3O+}]\\) i \\([\\ce{X-}]\\), a zwiększając \\([\\ce{HX}]\\).\n\nStężenia poszczególnych składników zmieniają się, ale **iloraz \\(\\frac{[\\ce{H3O+}][\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]}\\) powraca do tej samej wartości \\(K_a\\)** - bo temperatura się nie zmieniła.\n\n**Wniosek:** Stała dysocjacji \\(K_a\\) nie zmienia się.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez regułę przekory (Le Chatelier)\n\nSprawdzamy, co faktycznie dzieje się z układem po dodaniu mocnego kwasu:\n\n1. Dodajemy \\(\\ce{HCl -> H+ + Cl-}\\) - rośnie \\([\\ce{H3O+}]\\)\n2. Reguła Le Chateliera: równowaga przesuwa się w **lewo** (w stronę \\(\\ce{HX}\\))\n3. Efekt: maleje \\([\\ce{X-}]\\), rośnie \\([\\ce{HX}]\\), a \\([\\ce{H3O+}]\\) spada (choć pozostaje wyższe niż przed dodaniem)\n\nPoliczmy iloraz reakcji \\(Q\\) tuż po dodaniu kwasu (przed przesunięciem równowagi):\n\n\\[Q = \\frac{[\\ce{H3O+}]_{\\text{wzrosło}} \\cdot [\\ce{X-}]}{[\\ce{HX}]} > K_a\\]\n\nUkład dąży do zmniejszenia \\(Q\\) z powrotem do \\(K_a\\) - przesuwa się w lewo. Ostatecznie \\(Q = K_a\\) ponownie, przy tej samej temperaturze.\n\n**Stężenia się zmieniają, \\(K_a\\) pozostaje taka sama.** Dodanie mocnego kwasu zmienia stopień dysocjacji \\(\\alpha\\) (maleje!), ale nie zmienia \\(K_a\\).\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n\nKarta zawiera wartości \\(pK_a\\) dla wybranych kwasów słabych. Sama definicja:\n\\[K_a = \\frac{[\\ce{H3O+}][\\ce{A-}]}{[\\ce{HA}]}\\]\npotwierdza, że \\(K_a\\) to stała równowagi - jej wartość jest funkcją wyłącznie temperatury.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawna ocene i uzasadnienie odwolujace sie do niezaleznosci stalej dysocjacji od stezenia reagentow lub do braku zmiany temperatury.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: wartosc stalej dysocjacji **nie ulegnie zmianie** - nie zalezy od skladu roztworu ani stezenia, a temperatura sie nie zmienila.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd to stwierdzenie, że \"stała maleje, bo wzrósł mianownik \\([\\ce{H3O+}]\\)\". Uczeń zapomina, że układ reaguje na zaburzenie i przesuwa się w lewo - \\(K_a\\) to stała równowagi, nie chwilowa wartość \\(Q\\)!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić \\(K_a\\) ze **stopniem dysocjacji** \\(\\alpha\\). Stopień dysocjacji **maleje** po dodaniu mocnego kwasu (efekt wspólnego jonu), ale \\(K_a\\) pozostaje bez zmian.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(K_a\\) zmienia się tylko przy zmianie **temperatury**. Zmiana stężeń (przez dodanie jonów, rozcieńczenie itp.) przesuwa równowagę, ale nie zmienia wartości stałej równowagi.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-12.2.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 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 12.2. (0-1)
Oceń, czy zmieni się (wzrośnie, zmaleje) czy nie ulegnie zmianie wartość stałej dysocjacji
kwasu HX, jeśli do jego wodnego roztworu doda się niewielką ilość mocnego kwasu.
Odpowiedź uzasadnij.
Ocena:
Uzasadnienie:

","answer_text_html":"

Zadanie 12.2. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. - za poprawną ocenę i poprawne uzasadnienie odwołujące się do niezależności stałej
dysocjacji od stężenia reagentów lub do braku zmiany temperatury, lub do warunków
doświadczenia.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Ocena: Wartość stałej dysocjacji nie ulegnie zmianie.
Uzasadnienie, np.: Wartość stałej dysocjacji nie zależy od składu roztworu.
lub
Wartość stałe dysocjacji nie zależy od stężenia kwasu HX lub jonów H+.
lub
Ponieważ nie zmieniła się temperatura.

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

Poprawna odpowiedź

\n

Wartość stałej dysocjacji kwasu \\ceHX nie ulegnie zmianie.

\n

Sposób 1 - Definicja termodynamiczna stałej dysocjacji

\n

Stała dysocjacji kwasu \\ceHX opisuje równowagę:

\n
\\ceHX+H2O<=>H3O++X−
\n

i jest zdefiniowana jako:

\n
Ka=[\\ceH3O+][\\ceX−][\\ceHX]
\n

Kluczowa obserwacja: Ka jest stałą równowagi tej reakcji. Stałe równowagi zależą wyłącznie od temperatury - nie od stężeń składników układu.

\n

Gdy dodajemy mocny kwas (np. \\ceHCl), wzrasta stężenie \\ceH3O+ w roztworze. Układ jest teraz wytrącony ze stanu równowagi - mianownik jest "za mały", a licznik "za duży". Dlatego równowaga przesuwa się w lewo (zgodnie z regułą przekory), zmniejszając [\\ceH3O+] i [\\ceX−], a zwiększając [\\ceHX].

\n

Stężenia poszczególnych składników zmieniają się, ale iloraz [\\ceH3O+][\\ceX−][\\ceHX] powraca do tej samej wartości Ka - bo temperatura się nie zmieniła.

\n

Wniosek: Stała dysocjacji Ka nie zmienia się.

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez regułę przekory (Le Chatelier)

\n

Sprawdzamy, co faktycznie dzieje się z układem po dodaniu mocnego kwasu:

\n
  1. Dodajemy \\ceHCl−>H++Cl− - rośnie [\\ceH3O+]
  2. Reguła Le Chateliera: równowaga przesuwa się w lewo (w stronę \\ceHX)
  3. Efekt: maleje [\\ceX−], rośnie [\\ceHX], a [\\ceH3O+] spada (choć pozostaje wyższe niż przed dodaniem)
\n

Policzmy iloraz reakcji Q tuż po dodaniu kwasu (przed przesunięciem równowagi):

\n
Q=[\\ceH3O+]wzrosło·[\\ceX−][\\ceHX]>Ka
\n

Układ dąży do zmniejszenia Q z powrotem do Ka - przesuwa się w lewo. Ostatecznie Q=Ka ponownie, przy tej samej temperaturze.

\n

Stężenia się zmieniają, Ka pozostaje taka sama. Dodanie mocnego kwasu zmienia stopień dysocjacji α (maleje!), ale nie zmienia Ka.

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:

\n

Karta zawiera wartości pKa dla wybranych kwasów słabych. Sama definicja:

\n
Ka=[\\ceH3O+][\\ceA−][\\ceHA]
\n

potwierdza, że Ka to stała równowagi - jej wartość jest funkcją wyłącznie temperatury.

\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawna ocene i uzasadnienie odwolujace sie do niezaleznosci stalej dysocjacji od stezenia reagentow lub do braku zmiany temperatury.
0 pkt - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: wartosc stalej dysocjacji nie ulegnie zmianie - nie zalezy od skladu roztworu ani stezenia, a temperatura sie nie zmienila.

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: Najczęstszy błąd to stwierdzenie, że "stała maleje, bo wzrósł mianownik [\\ceH3O+]". Uczeń zapomina, że układ reaguje na zaburzenie i przesuwa się w lewo - Ka to stała równowagi, nie chwilowa wartość Q!
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić Ka ze stopniem dysocjacji α. Stopień dysocjacji maleje po dodaniu mocnego kwasu (efekt wspólnego jonu), ale Ka pozostaje bez zmian.
\n
⚠️ Uwaga: Ka zmienia się tylko przy zmianie temperatury. Zmiana stężeń (przez dodanie jonów, rozcieńczenie itp.) przesuwa równowagę, ale nie zmienia wartości stałej równowagi.
"}]}