{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/37.2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"37.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 37.2. (0-1)\nNapisz, jakie obserwacje potwierdzą, że w probówce I znajduje się wodny roztwór\nmocznika, a w probówce II - wodny roztwór węglanu amonu.\nProbówka I:\nProbówka II:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 37.2. (0-1)\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne obserwacje umożliwiające odróżnienie zawartości probówek przy\npoprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 37.1.\n0 p. - za błędne lub niepełne obserwacje, lub błędny wybór, lub brak zaznaczenia odczynnika\nw zadaniu 37.1. albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nProbówka I: Brak objawów reakcji.\nProbówka II: Wytrącił się (biały) osad.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Probówka I (mocznik):** brak widocznych zmian - roztwór obojętny lub słabo zasadowy, brak zapachu amoniaku, brak osadu po dodaniu odczynników reagujących z jonami węglanowymi lub amoniowymi.\n\n**Probówka II (węglan amonu):** odczyn wyraźnie zasadowy, charakterystyczny zapach amoniaku, szumowanie po dodaniu kwasu, biały osad po dodaniu \\ce{BaCl2}.\n\n## Sposób 1 - analiza właściwości obu substancji\n\n**Krok 1. Czym różnią się te dwa związki?**\n\n| Cecha | Mocznik \\ce{(NH2)2CO} | Węglan amonu \\ce{(NH4)2CO3} |\n| Typ związku | kowalencyjny, nieelektrolit | jonowy, elektrolit |\n| Odczyn roztworu | praktycznie obojętny (bardzo słabe zasadowanie) | wyraźnie zasadowy (pH ≈ 8-9) |\n| Zapach | bezwonny | wyraźny zapach amoniaku |\n| Jony w roztworze | brak | \\ce{NH4+}, \\ce{CO3^2-} |\n\n**Krok 2. Obserwacja 1 - zapach**\n\n- **Probówka II** wydziela charakterystyczny zapach amoniaku już w temperaturze pokojowej:\n\n\\[\\ce{(NH4)2CO3(aq) -> 2NH4+(aq) + CO3^2-(aq)}\\]\n\nJon \\ce{NH4+} jest w równowadze z \\ce{NH3}:\n\n\\[\\ce{NH4+(aq) + OH-(aq) <=> NH3(g) ^ + H2O(l)}\\]\n\n- **Probówka I** - brak zapachu (mocznik nie zawiera jonów \\ce{NH4+}).\n\n**Krok 3. Obserwacja 2 - odczyn (papierek wskaźnikowy lub pH-metr)**\n\n- **Probówka II**: papierek czerwony zmienia barwę na niebieską (zasadowy odczyn) - hydroliza \\ce{CO3^2-} i równowaga \\ce{NH4+/NH3}.\n- **Probówka I**: papierek nie zmienia barwy (mocznik jest praktycznie obojętny).\n\n**Krok 4. Obserwacja 3 - reakcja z kwasem (np. \\ce{HCl})**\n\nPo zakwaszeniu **probówki II** następuje szumowanie - wydziela się \\ce{CO2}:\n\n\\[\\ce{(NH4)2CO3 + 2HCl -> 2NH4Cl + H2O + CO2 ^}\\]\n\nPo zakwaszeniu **probówki I** - brak szumowania.\n\n**Krok 5. Obserwacja 4 - reakcja z \\ce{BaCl2}**\n\nDo **probówki II** dodajemy roztwór \\ce{BaCl2} - powstaje biały, nierozpuszczalny osad węglanu baru:\n\n\\[\\ce{Ba^2+(aq) + CO3^2-(aq) -> BaCO3 v}\\]\n\nDo **probówki I** - brak osadu (mocznik nie zawiera jonów \\ce{CO3^2-}).\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez reakcję z NaOH i podgrzanie\n\nPodgrzanie z roztworem \\ce{NaOH}:\n\n**Probówka II** - natychmiastowe wydzielanie amoniaku (wilgotny papierek lakmusowy czerwony błyskawicznie sinieje), bo:\n\n\\[\\ce{(NH4)2CO3 + 2NaOH -> Na2CO3 + 2NH3 ^ + 2H2O}\\]\n\n**Probówka I** - mocznik hydrolizuje z \\ce{NaOH} dopiero po długim gotowaniu (reakcja wolna, nie zachodzi w zwykłych warunkach szkolnych):\n\n\\[\\ce{(NH2)2CO + 2NaOH ->[\\Delta] Na2CO3 + 2NH3 ^}\\]\n\nZatem przy krótkim podgrzaniu: w probówce II od razu unosi się gaz o zapachu amoniaku, w probówce I - brak reakcji. To potwierdza wnioski z Metody 1.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:**\n> \\ce{BaCO3} - trudno rozpuszczalny (oznaczony jako \"N\"). Uzasadnia powstanie białego osadu w probówce II po dodaniu \\ce{BaCl2}.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 11 - Wskaźniki kwasowo-zasadowe:**\n> Zakres zmiany barwy fenoloftaleiny: pH 8,2-10 (bezbarwna → malinowa). Fenoloftaleina zabarwi się w roztworze węglanu amonu, pozostanie bezbarwna w roztworze mocznika.\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:**\n> \\(K_b(\\ce{NH3}) = 1{,}78 \\cdot 10^{-5}\\) - zasadowy odczyn roztworu \\ce{(NH4)2CO3} wynika ze współistnienia słabego kwasu (\\ce{NH4+}) i słabej zasady koniugowanej do słabego kwasu (\\ce{CO3^2-}); \\ce{CO3^2-} dominuje → odczyn zasadowy.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne obserwacje umozliwiajace odroznienie zawartosci probowek przy poprawnym wyborze odczynnika w 37.1.\n**0 pkt** - za bledne/niepelne obserwacje, bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnika w 37.1 albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: probowka I (mocznik) - **brak objawow reakcji**; probowka II ((NH4)2CO3) - **wytracil sie bialy osad** (CaCO3).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mocznik ma wzór \\ce{(NH2)2CO} - zawiera azot, ale NIE zawiera jonów \\ce{NH4+}. Uczniowie często myślą, że skoro jest w nim N, to będzie reagował podobnie do amoniaku. Błąd - mocznik to związek kowalencyjny, nieelektrolit.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Węglan amonu jest termicznie nietrwały - łatwo rozkłada się nawet w temperaturze pokojowej: \\[\\ce{(NH4)2CO3 -> 2NH3 ^ + CO2 ^ + H2O}\\] dlatego zapach amoniaku jest wyczuwalny bez ogrzewania. To kluczowa obserwacja, której nie należy pominąć.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić obserwacji z wnioskami! Na maturze piszemy \"wydzielał się gaz o zapachu amoniaku\" lub \"wytrącił się biały osad\" - a NIE \"to był węglan amonu\". Obserwacja = to co widzimy/czujemy; wniosek = interpretacja.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-37.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":23,"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 37.2. (0-1)
Napisz, jakie obserwacje potwierdzą, że w probówce I znajduje się wodny roztwór
mocznika, a w probówce II - wodny roztwór węglanu amonu.
Probówka I:
Probówka II:

","answer_text_html":"

Zadanie 37.2. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne obserwacje umożliwiające odróżnienie zawartości probówek przy
poprawnym wyborze i zaznaczeniu odczynnika w zadaniu 37.1.
0 p. - za błędne lub niepełne obserwacje, lub błędny wybór, lub brak zaznaczenia odczynnika
w zadaniu 37.1. albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Probówka I: Brak objawów reakcji.
Probówka II: Wytrącił się (biały) osad.

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

Poprawna odpowiedź

\n

Probówka I (mocznik): brak widocznych zmian - roztwór obojętny lub słabo zasadowy, brak zapachu amoniaku, brak osadu po dodaniu odczynników reagujących z jonami węglanowymi lub amoniowymi.

\n

Probówka II (węglan amonu): odczyn wyraźnie zasadowy, charakterystyczny zapach amoniaku, szumowanie po dodaniu kwasu, biały osad po dodaniu \\ce{BaCl2}.

\n

Sposób 1 - analiza właściwości obu substancji

\n

Krok 1. Czym różnią się te dwa związki?

\n

| Cecha | Mocznik \\ce{(NH2)2CO} | Węglan amonu \\ce{(NH4)2CO3} |
| Typ związku | kowalencyjny, nieelektrolit | jonowy, elektrolit |
| Odczyn roztworu | praktycznie obojętny (bardzo słabe zasadowanie) | wyraźnie zasadowy (pH ≈ 8-9) |
| Zapach | bezwonny | wyraźny zapach amoniaku |
| Jony w roztworze | brak | \\ce{NH4+}, \\ce{CO3^2-} |

\n

Krok 2. Obserwacja 1 - zapach

\n\n
\\ce(NH4)2CO3(aq)−>2NH4+(aq)+CO32−(aq)
\n

Jon \\ce{NH4+} jest w równowadze z \\ce{NH3}:

\n
\\ceNH4+(aq)+OH−(aq)<=>NH3(g)+H2O(l)
\n\n

Krok 3. Obserwacja 2 - odczyn (papierek wskaźnikowy lub pH-metr)

\n\n

Krok 4. Obserwacja 3 - reakcja z kwasem (np. \\ce{HCl})

\n

Po zakwaszeniu probówki II następuje szumowanie - wydziela się \\ce{CO2}:

\n
\\ce(NH4)2CO3+2HCl−>2NH4Cl+H2O+CO2}
\n

Po zakwaszeniu probówki I - brak szumowania.

\n

Krok 5. Obserwacja 4 - reakcja z \\ce{BaCl2}

\n

Do probówki II dodajemy roztwór \\ce{BaCl2} - powstaje biały, nierozpuszczalny osad węglanu baru:

\n
\\ceBa2+(aq)+CO32−(aq)−>BaCO3v
\n

Do probówki I - brak osadu (mocznik nie zawiera jonów \\ce{CO3^2-}).

\n

Sposób 2 - weryfikacja przez reakcję z NaOH i podgrzanie

\n

Podgrzanie z roztworem \\ce{NaOH}:

\n

Probówka II - natychmiastowe wydzielanie amoniaku (wilgotny papierek lakmusowy czerwony błyskawicznie sinieje), bo:

\n
\\ce(NH4)2CO3+2NaOH−>Na2CO3+2NH3+2H2O
\n

Probówka I - mocznik hydrolizuje z \\ce{NaOH} dopiero po długim gotowaniu (reakcja wolna, nie zachodzi w zwykłych warunkach szkolnych):

\n
\\ce(NH2)2CO+2NaOH−>[Δ]Na2CO3+2NH3}
\n

Zatem przy krótkim podgrzaniu: w probówce II od razu unosi się gaz o zapachu amoniaku, w probówce I - brak reakcji. To potwierdza wnioski z Metody 1.

\n

Wzory z karty CKE

\n
📖 Karta wzorów str. 14 - Tabela rozpuszczalności:
\\ce{BaCO3} - trudno rozpuszczalny (oznaczony jako "N"). Uzasadnia powstanie białego osadu w probówce II po dodaniu \\ce{BaCl2}.
\n
📖 Karta wzorów str. 11 - Wskaźniki kwasowo-zasadowe:
Zakres zmiany barwy fenoloftaleiny: pH 8,2-10 (bezbarwna → malinowa). Fenoloftaleina zabarwi się w roztworze węglanu amonu, pozostanie bezbarwna w roztworze mocznika.
\n
📖 Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji:
Kb(\\ceNH3)=1,78·10−5 - zasadowy odczyn roztworu \\ce{(NH4)2CO3} wynika ze współistnienia słabego kwasu (\\ce{NH4+}) i słabej zasady koniugowanej do słabego kwasu (\\ce{CO3^2-}); \\ce{CO3^2-} dominuje → odczyn zasadowy.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawne obserwacje umozliwiajace odroznienie zawartosci probowek przy poprawnym wyborze odczynnika w 37.1.
0 pkt - za bledne/niepelne obserwacje, bledny wybor lub brak zaznaczenia odczynnika w 37.1 albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: probowka I (mocznik) - brak objawow reakcji; probowka II ((NH4)2CO3) - wytracil sie bialy osad (CaCO3).

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: Mocznik ma wzór \\ce{(NH2)2CO} - zawiera azot, ale NIE zawiera jonów \\ce{NH4+}. Uczniowie często myślą, że skoro jest w nim N, to będzie reagował podobnie do amoniaku. Błąd - mocznik to związek kowalencyjny, nieelektrolit.
\n
⚠️ Uwaga: Węglan amonu jest termicznie nietrwały - łatwo rozkłada się nawet w temperaturze pokojowej: \\ce(NH4)2CO3−>2NH3+CO2+H2O dlatego zapach amoniaku jest wyczuwalny bez ogrzewania. To kluczowa obserwacja, której nie należy pominąć.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić obserwacji z wnioskami! Na maturze piszemy "wydzielał się gaz o zapachu amoniaku" lub "wytrącił się biały osad" - a NIE "to był węglan amonu". Obserwacja = to co widzimy/czujemy; wniosek = interpretacja.
"}]}