{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/37.1","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"37.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 37.1. (0-1)\nUzupełnij schemat doświadczenia. Podkreśl nazwę odczynnika, który - po dodaniu do\nprobówek z roztworami opisanych związków i wymieszaniu ich zawartości - umożliwi\nzaobserwowanie różnic w przebiegu doświadczenia z udziałem mocznika i węglanu\namonu.\nOdczynnik:\n- wodny roztwór chlorku wapnia\n- wodny roztwór siarczanu(VI) sodu\n- roztwór bromu w CCl4\npapierek jodoskrobiowy\n(pasek bibuły nasycony\nmieszaniną jodku potasu i skrobi)\nnadmiar HCl (aq)\nKMnO4 (aq)\nroztwór CO(NH2)2\nI\nroztwór (NH4)2CO3\nII\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 37.1. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za uzupełnienie schematu doświadczenia - poprawny wybór i podkreślenie nazwy\nodczynnika.\n0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nOdczynnik:\n- wodny roztwór chlorku wapnia\n- wodny roztwór siarczanu(VI) sodu\n- roztwór bromu w CCl4","solution":"## Poprawna odpowiedź: wodny roztwór chlorku wapnia\n\n## Sposób 1 - analiza składu chemicznego i reakcji charakterystycznych\n\n**Co wiemy o obu związkach?**\n\n| Właściwość | Mocznik \\ce{CO(NH2)2} | Węglan amonu \\ce{(NH4)2CO3} |\n| Typ związku | organiczny amid | nieorganiczna sól |\n| Zawiera \\ce{CO3^2-}? | **NIE** | **TAK** |\n| Zawiera \\ce{NH4+}? | NIE | TAK |\n| Zawiera wiązania C=C? | NIE | NIE |\n\n**Testujemy każdy odczynnik:**\n\n**1. Wodny roztwór \\ce{CaCl2}:**\n\nZ mocznikiem - brak reakcji (brak jonów \\ce{CO3^2-}):\n\\[\\ce{CO(NH2)2 + CaCl2 -> \\text{brak osadu}}\\]\n\nZ węglanem amonu - biały osad \\ce{CaCO3}:\n\\[\\ce{(NH4)2CO3 + CaCl2 -> CaCO3 v + 2NH4Cl}\\]\n\n**Widoczna różnica: osad powstaje TYLKO z węglanem amonu.** ✓\n\n**2. Wodny roztwór \\ce{Na2SO4}:**\n\nZ mocznikiem - brak reakcji.\n\nZ węglanem amonu - brak osadu:\n\\[\\ce{(NH4)2CO3 + Na2SO4 -> (NH4)2SO4 + Na2CO3}\\]\n\nObie sole (\\ce{(NH4)2SO4} i \\ce{Na2CO3}) są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Żadna widoczna zmiana. **Brak różnicy między próbkami.** ✗\n\n**3. Roztwór \\ce{Br2} w \\ce{CCl4}:**\n\nTest bromowy wykrywa wiązania nienasycone (C=C, C≡C) lub grupy łatwo utlenialne (np. aldehyd, fenol). Ani mocznik, ani węglan amonu nie mają takich grup - **bromine nie odbarwia się w żadnej z próbek. Brak różnicy.** ✗\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez mechanizm wytrącania osadu\n\nWarunek powstania osadu: iloczyn stężeń jonów musi przekroczyć \\(K_{sp}\\).\n\n\\[K_{sp}(\\ce{CaCO3}) = 3{,}3 \\cdot 10^{-9}\\]\n\nW roztworze \\ce{(NH4)2CO3} mamy wolne jony \\ce{CO3^2-}. Po dodaniu \\ce{CaCl2}:\n\n\\[[\\ce{Ca^2+}] \\cdot [\\ce{CO3^2-}] \\gg K_{sp} \\Rightarrow \\text{osad wytrąca się}\\]\n\nW roztworze mocznika jony \\ce{CO3^2-} **nie istnieją** (mocznik to nieelektrolit organiczny, nie dysocjuje na \\ce{CO3^2-}). Warunek iloczynu rozpuszczalności nie jest spełniony → brak osadu.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 10 - Iloczyn rozpuszczalności:**\n> \\(K_{sp}(\\ce{CaCO3}) = 3{,}3 \\cdot 10^{-9}\\)\n> Wartość ta potwierdza, że \\ce{CaCO3} jest trudno rozpuszczalny - niewielkie stężenie \\ce{CO3^2-} z \\ce{(NH4)2CO3} wystarcza do wytrącenia osadu.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> Kolumna \\ce{SO4^2-}: \\ce{CaSO4} - oznaczony jako **mało rozpuszczalny** (to dodatkowo tłumaczy, dlaczego \\ce{Na2SO4} nie tworzy osadu z węglanem amonu - tutaj nie ma jonów \\ce{Ca^2+}).\n\n## Dlaczego inne odpowiedzi są błędne\n\n| Odczynnik | Błąd rozumowania |\n| \\ce{Na2SO4} | Można pomyśleć \"węglan amonu jest solą, więc zareaguje z siarczanem\". Problem: produkty \\ce{(NH4)2SO4} i \\ce{Na2CO3} są dobrze rozpuszczalne - żadnego osadu, żadnej widocznej różnicy |\n| \\ce{Br2} w \\ce{CCl4} | Można pomyśleć \"mocznik to związek organiczny, więc odbarwi brom\". Nie - test bromowy działa dla wiązań π (alkenów, alkinów) i fenoli. Mocznik to amid z wiązaniem C=O, które **nie reaguje** z \\ce{Br2} w CCl₄ w warunkach szkolnych |\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawny wybor i podkreslenie nazwy odczynnika.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **wodny roztwor chlorku wapnia** (probowka I - mocznik CO(NH2)2, probowka II - (NH4)2CO3).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mocznik i węglan amonu mają podobny wzór sumaryczny w kontekście azotu - oba zawierają N i H. Ale mocznik **nie ma jonów \\ce{CO3^2-}** - grupą funkcyjną jest **amid (-CONH₂)**, nie węglan!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\ce{CaSO4} jest mało rozpuszczalny (str. 14 karty), ale tutaj nie ma jonów \\ce{Ca^2+} - do \\ce{Na2SO4} dodajemy węglan amonu, a nie sól wapnia. Nie mylić odczynników z badanymi substancjami!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Biały osad \\ce{CaCO3} jest charakterystyczny i łatwo widoczny - to jeden z kluczowych odczynników identyfikujących jony \\ce{CO3^2-} w analizie jakościowej.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-37.1.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 37.1. (0-1)
Uzupełnij schemat doświadczenia. Podkreśl nazwę odczynnika, który - po dodaniu do
probówek z roztworami opisanych związków i wymieszaniu ich zawartości - umożliwi
zaobserwowanie różnic w przebiegu doświadczenia z udziałem mocznika i węglanu
amonu.
Odczynnik:

\n\n

papierek jodoskrobiowy
(pasek bibuły nasycony
mieszaniną jodku potasu i skrobi)
nadmiar HCl (aq)
KMnO4 (aq)
roztwór CO(NH2)2
I
roztwór (NH4)2CO3
II
MCH_1R

","answer_text_html":"

Zadanie 37.1. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. - za uzupełnienie schematu doświadczenia - poprawny wybór i podkreślenie nazwy
odczynnika.
0 p. - za odpowiedź niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Odczynnik:

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

Poprawna odpowiedź: wodny roztwór chlorku wapnia

\n

Sposób 1 - analiza składu chemicznego i reakcji charakterystycznych

\n

Co wiemy o obu związkach?

\n

| Właściwość | Mocznik \\ce{CO(NH2)2} | Węglan amonu \\ce{(NH4)2CO3} |
| Typ związku | organiczny amid | nieorganiczna sól |
| Zawiera \\ce{CO3^2-}? | NIE | TAK |
| Zawiera \\ce{NH4+}? | NIE | TAK |
| Zawiera wiązania C=C? | NIE | NIE |

\n

Testujemy każdy odczynnik:

\n

1. Wodny roztwór \\ce{CaCl2}:

\n

Z mocznikiem - brak reakcji (brak jonów \\ce{CO3^2-}):

\n
\\ceCO(NH2)2+CaCl2−>brak osadu
\n

Z węglanem amonu - biały osad \\ce{CaCO3}:

\n
\\ce(NH4)2CO3+CaCl2−>CaCO3v+2NH4Cl
\n

Widoczna różnica: osad powstaje TYLKO z węglanem amonu. ✓

\n

2. Wodny roztwór \\ce{Na2SO4}:

\n

Z mocznikiem - brak reakcji.

\n

Z węglanem amonu - brak osadu:

\n
\\ce(NH4)2CO3+Na2SO4−>(NH4)2SO4+Na2CO3
\n

Obie sole (\\ce{(NH4)2SO4} i \\ce{Na2CO3}) są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Żadna widoczna zmiana. Brak różnicy między próbkami. ✗

\n

3. Roztwór \\ce{Br2} w \\ce{CCl4}:

\n

Test bromowy wykrywa wiązania nienasycone (C=C, C≡C) lub grupy łatwo utlenialne (np. aldehyd, fenol). Ani mocznik, ani węglan amonu nie mają takich grup - bromine nie odbarwia się w żadnej z próbek. Brak różnicy. ✗

\n

Sposób 2 - weryfikacja przez mechanizm wytrącania osadu

\n

Warunek powstania osadu: iloczyn stężeń jonów musi przekroczyć Ksp.

\n
Ksp(\\ceCaCO3)=3,3·10−9
\n

W roztworze \\ce{(NH4)2CO3} mamy wolne jony \\ce{CO3^2-}. Po dodaniu \\ce{CaCl2}:

\n
[\\ceCa2+]·[\\ceCO32−]≫Ksp⇒osad wytrąca się
\n

W roztworze mocznika jony \\ce{CO3^2-} nie istnieją (mocznik to nieelektrolit organiczny, nie dysocjuje na \\ce{CO3^2-}). Warunek iloczynu rozpuszczalności nie jest spełniony → brak osadu.

\n

Wzory z karty CKE

\n
📖 Karta wzorów str. 10 - Iloczyn rozpuszczalności:
Ksp(\\ceCaCO3)=3,3·10−9
Wartość ta potwierdza, że \\ce{CaCO3} jest trudno rozpuszczalny - niewielkie stężenie \\ce{CO3^2-} z \\ce{(NH4)2CO3} wystarcza do wytrącenia osadu.
\n
📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:
Kolumna \\ce{SO4^2-}: \\ce{CaSO4} - oznaczony jako mało rozpuszczalny (to dodatkowo tłumaczy, dlaczego \\ce{Na2SO4} nie tworzy osadu z węglanem amonu - tutaj nie ma jonów \\ce{Ca^2+}).
\n

Dlaczego inne odpowiedzi są błędne

\n

| Odczynnik | Błąd rozumowania |
| \\ce{Na2SO4} | Można pomyśleć "węglan amonu jest solą, więc zareaguje z siarczanem". Problem: produkty \\ce{(NH4)2SO4} i \\ce{Na2CO3} są dobrze rozpuszczalne - żadnego osadu, żadnej widocznej różnicy |
| \\ce{Br2} w \\ce{CCl4} | Można pomyśleć "mocznik to związek organiczny, więc odbarwi brom". Nie - test bromowy działa dla wiązań π (alkenów, alkinów) i fenoli. Mocznik to amid z wiązaniem C=O, które nie reaguje z \\ce{Br2} w CCl₄ w warunkach szkolnych |

\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawny wybor i podkreslenie nazwy odczynnika.
0 pkt - za odpowiedz niepoprawna albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: wodny roztwor chlorku wapnia (probowka I - mocznik CO(NH2)2, probowka II - (NH4)2CO3).

\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Mocznik i węglan amonu mają podobny wzór sumaryczny w kontekście azotu - oba zawierają N i H. Ale mocznik nie ma jonów \\ce{CO3^2-} - grupą funkcyjną jest amid (-CONH₂), nie węglan!
\n
⚠️ Uwaga: \\ce{CaSO4} jest mało rozpuszczalny (str. 14 karty), ale tutaj nie ma jonów \\ce{Ca^2+} - do \\ce{Na2SO4} dodajemy węglan amonu, a nie sól wapnia. Nie mylić odczynników z badanymi substancjami!
\n
⚠️ Uwaga: Biały osad \\ce{CaCO3} jest charakterystyczny i łatwo widoczny - to jeden z kluczowych odczynników identyfikujących jony \\ce{CO3^2-} w analizie jakościowej.
"}]}