{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/36.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"36.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 36.2. (0-1)\nWyjaśnij przyczynę zmiany barwy papierka jodoskrobiowego.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 36.2. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za sformułowanie poprawnego wyjaśnienia uwzględniającego powstawanie jodu\nw reakcji chloru z jodkiem potasu.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nPowstający podczas reakcji zachodzącej w probówce po zmieszaniu roztworów chlor wypiera\njod z roztworu jodku potasu. (Skrobia w obecności jodu przyjmuje granatowe zabarwienie.)\nlub\nW reakcji jodku potasu z chlorem powstał jod (który ze skrobią tworzy związek\no zabarwieniu granatowym).\nUwagi:\n Wyjaśnienie nieuwzględniające nazwy gazu reagującego z jodkiem potasu jest\nniewystarczające.\n Wyjaśnienie nieuwzględniające powstania jodu w reakcji chloru z jodkiem potasu jest\nniewystarczające.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nPapierek jodoskrobiowy zmienia barwę na **granatowo-czarną**, ponieważ substancja utleniająca (np. ozon \\ce{O3}) utlenia jony jodkowe \\ce{I-} do cząsteczkowego jodu \\ce{I2}, który tworzy charakterystyczny ciemnogranatowy kompleks z amylozą (składnikiem skrobi).\n\n## Sposób 1 - Mechanizm reakcji krok po kroku\n\n**Krok 1 - Co zawiera papierek jodoskrobiowy?**\n\nPapierek jest nasączony roztworem **jodku potasu \\ce{KI}** (źródło jonów \\ce{I-}) i **skrobią** (polisacharyd zawierający amylozę). Sam papierek jest bezbarwny lub słomkowy - sam \\ce{KI} nie barwi skrobi.\n\n**Krok 2 - Reakcja utleniania \\ce{I-} przez czynnik utleniający**\n\nSubstancja o silnych właściwościach utleniających (np. ozon \\ce{O3}) utlenia jony \\ce{I-} do \\ce{I2}:\n\n\\[\\ce{2I^- -> I2 + 2e^-}\\]\n\nDla ozonu jako utleniacza (środowisko słabo kwaśne / wilgotny papierek):\n\n\\[\\ce{2KI + O3 + H2O -> I2 + 2KOH + O2}\\]\n\nlub w formie jonowej:\n\n\\[\\ce{2I^- + O3 + H2O -> I2 + 2OH^- + O2}\\]\n\n**Krok 3 - Reakcja \\ce{I2} ze skrobią**\n\nPowstały jod cząsteczkowy \\ce{I2} wnika do helikalnych kanałów amylozy (łańcucha skrobi) i tworzy **kompleks inkluzyjny \\ce{I2 * amyloza}** o charakterystycznej **granatowo-czarnej barwie**.\n\nTo fizyczno-chemiczne oddziaływanie (nie wiązanie kowalencyjne) - jod jest \"uwięziony\" w spirali amylozy i zmienia właściwości absorpcji światła.\n\n**Wniosek:**\n\nZmiana barwy papierka = potwierdzenie obecności substancji utleniającej silniejszej od \\ce{I2}/\\ce{I-}.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez analizę stopni utlenienia (redoks)\n\nSprawdzamy, że faktycznie zachodzi utlenianie:\n\n| | Przed | Po |\n| Jod (w \\ce{I-}) | \\(-1\\) | \\(0\\) (w \\ce{I2}) |\n| Ozon (O w \\ce{O3}) | \\(0\\) → część O przechodzi do \\ce{OH-} i \\ce{O2} | redukuje się |\n\nJod przechodzi ze stopnia \\(-1\\) na \\(0\\) → **utlenianie \\ce{I-}**. ✓\n\nTo oznacza, że \\ce{O3} pełni rolę **utleniacza** - oddaje elektrony i umożliwia powstanie \\ce{I2}.\n\nJeśli \\ce{I2} NIE powstaje (brak utleniacza), papierek pozostaje bezbarwny - **skrobia nie barwi się sama** ani z \\ce{I-}.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji:**\n\\(E°(\\ce{I2/I^-}) = +0{,}536 \\text{ V}\\)\n\nKażda substancja o wyższym potencjale redukcji (np. \\ce{O3}: \\(E° = +2{,}076 \\text{ V}\\)) jest w stanie utlenić \\ce{I^-} do \\ce{I2}. Papierek jodoskrobiowy działa właśnie jako wykrywacz silnych utleniaczy.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace powstawanie jodu w reakcji chloru z jodkiem potasu.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: powstajacy chlor wypiera jod z roztworu jodku potasu (jod ze skrobia daje granatowe zabarwienie). Wyjasnienie pomijajace nazwe gazu lub powstanie jodu jest niewystarczajace.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często piszą, że to \"jod barwi papierek\" - to nieprecyzyjne! Skrobia reaguje wyłącznie z **jodową cząsteczkową \\ce{I2}**, a nie z jonami \\ce{I-}. Sam \\ce{KI} nie barwi skrobi.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić papierka jodoskrobiowego z papierkiem lakmusowym! Papierek jodoskrobiowy wykrywa **utleniacze** (przez powstawanie \\ce{I2}), a nie kwasy/zasady.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zmiana barwy jest **odwracalna** - przy nadmiarze silnego utleniacza \\ce{I2} może zostać dalej utleniony do \\ce{IO3^-} (bezbarwny) i papierek znowu bieleje. To ważne przy stężonym \\ce{O3} lub \\ce{Cl2}.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-36.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":22,"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 36.2. (0-1)
Wyjaśnij przyczynę zmiany barwy papierka jodoskrobiowego.

","answer_text_html":"

Zadanie 36.2. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. - za sformułowanie poprawnego wyjaśnienia uwzględniającego powstawanie jodu
w reakcji chloru z jodkiem potasu.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Powstający podczas reakcji zachodzącej w probówce po zmieszaniu roztworów chlor wypiera
jod z roztworu jodku potasu. (Skrobia w obecności jodu przyjmuje granatowe zabarwienie.)
lub
W reakcji jodku potasu z chlorem powstał jod (który ze skrobią tworzy związek
o zabarwieniu granatowym).
Uwagi:
 Wyjaśnienie nieuwzględniające nazwy gazu reagującego z jodkiem potasu jest
niewystarczające.
 Wyjaśnienie nieuwzględniające powstania jodu w reakcji chloru z jodkiem potasu jest
niewystarczające.

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

Poprawna odpowiedź:

\n

Papierek jodoskrobiowy zmienia barwę na granatowo-czarną, ponieważ substancja utleniająca (np. ozon \\ce{O3}) utlenia jony jodkowe \\ce{I-} do cząsteczkowego jodu \\ce{I2}, który tworzy charakterystyczny ciemnogranatowy kompleks z amylozą (składnikiem skrobi).

\n

Sposób 1 - Mechanizm reakcji krok po kroku

\n

Krok 1 - Co zawiera papierek jodoskrobiowy?

\n

Papierek jest nasączony roztworem jodku potasu \\ce{KI} (źródło jonów \\ce{I-}) i skrobią (polisacharyd zawierający amylozę). Sam papierek jest bezbarwny lub słomkowy - sam \\ce{KI} nie barwi skrobi.

\n

Krok 2 - Reakcja utleniania \\ce{I-} przez czynnik utleniający

\n

Substancja o silnych właściwościach utleniających (np. ozon \\ce{O3}) utlenia jony \\ce{I-} do \\ce{I2}:

\n
\\ce2I−−>I2+2e−
\n

Dla ozonu jako utleniacza (środowisko słabo kwaśne / wilgotny papierek):

\n
\\ce2KI+O3+H2O−>I2+2KOH+O2
\n

lub w formie jonowej:

\n
\\ce2I−+O3+H2O−>I2+2OH−+O2
\n

Krok 3 - Reakcja \\ce{I2} ze skrobią

\n

Powstały jod cząsteczkowy \\ce{I2} wnika do helikalnych kanałów amylozy (łańcucha skrobi) i tworzy kompleks inkluzyjny \\ce{I2 * amyloza} o charakterystycznej granatowo-czarnej barwie.

\n

To fizyczno-chemiczne oddziaływanie (nie wiązanie kowalencyjne) - jod jest "uwięziony" w spirali amylozy i zmienia właściwości absorpcji światła.

\n

Wniosek:

\n

Zmiana barwy papierka = potwierdzenie obecności substancji utleniającej silniejszej od \\ce{I2}/\\ce{I-}.

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez analizę stopni utlenienia (redoks)

\n

Sprawdzamy, że faktycznie zachodzi utlenianie:

\n

| | Przed | Po |
| Jod (w \\ce{I-}) | −1 | 0 (w \\ce{I2}) |
| Ozon (O w \\ce{O3}) | 0 → część O przechodzi do \\ce{OH-} i \\ce{O2} | redukuje się |

\n

Jod przechodzi ze stopnia −1 na 0 → utlenianie \\ce{I-}. ✓

\n

To oznacza, że \\ce{O3} pełni rolę utleniacza - oddaje elektrony i umożliwia powstanie \\ce{I2}.

\n

Jeśli \\ce{I2} NIE powstaje (brak utleniacza), papierek pozostaje bezbarwny - skrobia nie barwi się sama ani z \\ce{I-}.

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 12 - Potencjały standardowe redukcji:
E°(\\ceI2/I−)=+0,536 V

\n

Każda substancja o wyższym potencjale redukcji (np. \\ce{O3}: E°=+2,076 V) jest w stanie utlenić \\ce{I^-} do \\ce{I2}. Papierek jodoskrobiowy działa właśnie jako wykrywacz silnych utleniaczy.

\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawne wyjasnienie uwzgledniajace powstawanie jodu w reakcji chloru z jodkiem potasu.
0 pkt - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: powstajacy chlor wypiera jod z roztworu jodku potasu (jod ze skrobia daje granatowe zabarwienie). Wyjasnienie pomijajace nazwe gazu lub powstanie jodu jest niewystarczajace.

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: Uczniowie często piszą, że to "jod barwi papierek" - to nieprecyzyjne! Skrobia reaguje wyłącznie z jodową cząsteczkową \\ce{I2}, a nie z jonami \\ce{I-}. Sam \\ce{KI} nie barwi skrobi.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić papierka jodoskrobiowego z papierkiem lakmusowym! Papierek jodoskrobiowy wykrywa utleniacze (przez powstawanie \\ce{I2}), a nie kwasy/zasady.
\n
⚠️ Uwaga: Zmiana barwy jest odwracalna - przy nadmiarze silnego utleniacza \\ce{I2} może zostać dalej utleniony do \\ce{IO3^-} (bezbarwny) i papierek znowu bieleje. To ważne przy stężonym \\ce{O3} lub \\ce{Cl2}.
"}]}