{"id":"chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona/zad/27.2","paper_id":"chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona","number":"27.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2020,"month":"czerwiec","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 27.2. (0-1)\nRozstrzygnij, czy dodanie stałego wodorotlenku potasu do opisanego roztworu tej aminy\nbędzie miało wpływ na wartość jej stopnia dysocjacji. Uzasadnij swoją odpowiedź.\nRozstrzygnięcie:\nUzasadnienie:\nMCH_1R\nInformacja do zadań 28.-29.\nBenzen łatwo ulega reakcji nitrowania, której produkt może być substratem dalszych przemian.\nPrzykładowo: w środowisku kwasowym nitrobenzen reaguje z chlorkiem tytanu(III) zgodnie\nz poniższym schematem:\nNO2\n+ Ti3+ + H+\nNH3\n+ Ti4+ + H2O\nNa podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 1998.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 27.2. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.6) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stan\nrównowagi dynamicznej i stała równowagi […];\n4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia\nwpływu zmian […] stężenia reagentów […] na układ\npozostający w stanie równowagi dynamicznej.\n5. Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.\nZdający:\n5.6) stosuje termin stopień dysocjacji dla ilościowego opisu\nzjawiska dysocjacji elektrolitycznej.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne rozstrzygnięcie i poprawne uzasadnienie odwołujące się do mechanizmu\nprocesu równowagowego zachodzącego w roztworze.\n0 pkt - odpowiedź niepełna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nRozstrzygnięcie: Tak, (będzie miało wpływ na wartość stopnia dysocjacji.)\nUzasadnienie: (Nastąpi zmniejszenie stopnia dysocjacji, ponieważ) wzrost stężenia jonów OH-\nposkutkuje zgodnie z regułą przekory:\n- zmniejszeniem wydajności przemiany.\nALBO\n- przesunięciem równowagi w lewo.\nALBO\n- przesunięciem równowagi w kierunku substratów.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n**TAK**, dodanie stałego KOH **będzie miało wpływ** na stopień dysocjacji aminy - **zmniejszy go**.\n\nUzasadnienie: Jony \\ce{OH-} z KOH przesuwają równowagę dysocjacji aminy w lewo (efekt wspólnego jonu), co zmniejsza stopień dysocjacji.\n\n## Sposób 1 - Efekt wspólnego jonu (Le Chatelier)\n\nAmina jest słabą zasadą. Jej dysocjacja w wodzie przebiega równaniem:\n\n\\[\\ce{R-NH2 + H2O <=> R-NH3+ + OH-}\\]\n\nStopień dysocjacji \\(\\alpha\\) mówi, jaka część cząsteczek aminy uległa dysocjacji:\n\n\\[\\alpha = \\frac{[\\ce{R-NH3+}]}{c_0(\\text{aminy})}\\]\n\n**Co się dzieje po dodaniu KOH?**\n\nKOH to mocna zasada - dysocjuje całkowicie:\n\n\\[\\ce{KOH -> K+ + OH-}\\]\n\nStężenie \\(\\ce{OH-}\\) w roztworze **gwałtownie rośnie**. Jon \\(\\ce{OH-}\\) jest jednocześnie **produktem dysocjacji aminy** - to tzw. **efekt wspólnego jonu** (*common ion effect*).\n\nZgodnie z zasadą Le Chateliera: wzrost stężenia produktu przesuwa równowagę **w lewo** → mniej cząsteczek aminy dysocjuje.\n\nW efekcie:\n- \\([\\ce{R-NH3+}]\\) **maleje**\n- \\(c_0\\) (stężenie aminy) praktycznie się nie zmienia (KOH nie reaguje z aminą)\n- \\(\\alpha = \\frac{[\\ce{R-NH3+}]}{c_0}\\) **maleje**\n\n**Wniosek:** Dodanie KOH zmniejsza stopień dysocjacji aminy.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez wyrażenie na \\(K_b\\)\n\nDla dysocjacji aminy:\n\n\\[K_b = \\frac{[\\ce{R-NH3+}][\\ce{OH-}]}{[\\ce{R-NH2}]}\\]\n\n\\(K_b\\) jest stałą w stałej temperaturze - **nie zmienia się** po dodaniu KOH.\n\nPo dodaniu KOH: \\([\\ce{OH-}]\\) gwałtownie rośnie. Aby \\(K_b\\) pozostało stałe, musi zmaleć \\([\\ce{R-NH3+}]\\) - równowaga przesuwa się w lewo. Mniejsze \\([\\ce{R-NH3+}]\\) oznacza mniejszy \\(\\alpha\\).\n\nTo potwierdza wynik ze Sposobu 1. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji zasad (\\(K_b\\), \\(pK_b\\)):**\n\\[K_b = \\frac{[\\text{kation aminy}][\\ce{OH-}]}{[\\text{amina}]}\\]\nWyrażenie to pokazuje wprost, dlaczego wzrost \\([\\ce{OH-}]\\) musi prowadzić do zmniejszenia \\([\\ce{R-NH3+}]\\) przy stałej wartości \\(K_b\\). Maturzysta znajdzie tu wartości \\(pK_b\\) dla typowych amin, które potwierdzają, że są to słabe zasady.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Częsty błąd to stwierdzenie, że KOH „nie wpływa\", bo nie reaguje bezpośrednio z aminą. To nieprawda - wpływa pośrednio, poprzez efekt wspólnego jonu.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić **stałej dysocjacji \\(K_b\\)** ze **stopniem dysocjacji \\(\\alpha\\)**. \\(K_b\\) jest stałą termodynamiczną i nie zmienia się (w stałej temperaturze). \\(\\alpha\\) zmienia się - zależy od warunków, w tym od stężenia wspólnych jonów.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W uzasadnieniu MUSISZ napisać o efekcie wspólnego jonu lub o przesunięciu równowagi w lewo - samo „tak\" bez wyjaśnienia nie przyniesie punktu na maturze.","image":"img/chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona/zad-27.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":16,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · czerwiec 2020 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 27.2. (0-1)<br>Rozstrzygnij, czy dodanie stałego wodorotlenku potasu do opisanego roztworu tej aminy<br>będzie miało wpływ na wartość jej stopnia dysocjacji. Uzasadnij swoją odpowiedź.<br>Rozstrzygnięcie:<br>Uzasadnienie:<br>MCH_1R<br>Informacja do zadań 28.-29.<br>Benzen łatwo ulega reakcji nitrowania, której produkt może być substratem dalszych przemian.<br>Przykładowo: w środowisku kwasowym nitrobenzen reaguje z chlorkiem tytanu(III) zgodnie<br>z poniższym schematem:<br>NO2</p>\n<ul><li>Ti3+ + H+</li></ul>\n<p>NH3</p>\n<ul><li>Ti4+ + H2O</li></ul>\n<p>Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 1998.</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 27.2. (0-1)<br>Wymaganie ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>II. Rozumowanie<br>i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do rozwiązywania<br>problemów.<br>IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony</p>\n<ol><li>Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:</li></ol>\n<p>4.6) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stan<br>równowagi dynamicznej i stała równowagi […];<br>4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia<br>wpływu zmian […] stężenia reagentów […] na układ<br>pozostający w stanie równowagi dynamicznej.</p>\n<ol><li>Roztwory i reakcje zachodzące w roztworach wodnych.</li></ol>\n<p>Zdający:<br>5.6) stosuje termin stopień dysocjacji dla ilościowego opisu<br>zjawiska dysocjacji elektrolitycznej.<br>Zasady oceniania<br>1 pkt - poprawne rozstrzygnięcie i poprawne uzasadnienie odwołujące się do mechanizmu<br>procesu równowagowego zachodzącego w roztworze.<br>0 pkt - odpowiedź niepełna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.<br>Poprawna odpowiedź<br>Rozstrzygnięcie: Tak, (będzie miało wpływ na wartość stopnia dysocjacji.)<br>Uzasadnienie: (Nastąpi zmniejszenie stopnia dysocjacji, ponieważ) wzrost stężenia jonów OH-<br>poskutkuje zgodnie z regułą przekory:</p>\n<ul><li>zmniejszeniem wydajności przemiany.</li></ul>\n<p>ALBO</p>\n<ul><li>przesunięciem równowagi w lewo.</li></ul>\n<p>ALBO</p>\n<ul><li>przesunięciem równowagi w kierunku substratów.</li></ul>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź:</h4>\n<p><strong>TAK</strong>, dodanie stałego KOH <strong>będzie miało wpływ</strong> na stopień dysocjacji aminy - <strong>zmniejszy go</strong>.</p>\n<p>Uzasadnienie: Jony \\ce{OH-} z KOH przesuwają równowagę dysocjacji aminy w lewo (efekt wspólnego jonu), co zmniejsza stopień dysocjacji.</p>\n<h4>Sposób 1 - Efekt wspólnego jonu (Le Chatelier)</h4>\n<p>Amina jest słabą zasadą. Jej dysocjacja w wodzie przebiega równaniem:</p>\n<p>\\[\\ce{R-NH2 + H2O &lt;=&gt; R-NH3+ + OH-}\\]</p>\n<p>Stopień dysocjacji \\(\\alpha\\) mówi, jaka część cząsteczek aminy uległa dysocjacji:</p>\n<p>\\[\\alpha = \\frac{[\\ce{R-NH3+}]}{c_0(\\text{aminy})}\\]</p>\n<p><strong>Co się dzieje po dodaniu KOH?</strong></p>\n<p>KOH to mocna zasada - dysocjuje całkowicie:</p>\n<p>\\[\\ce{KOH -&gt; K+ + OH-}\\]</p>\n<p>Stężenie \\(\\ce{OH-}\\) w roztworze <strong>gwałtownie rośnie</strong>. Jon \\(\\ce{OH-}\\) jest jednocześnie <strong>produktem dysocjacji aminy</strong> - to tzw. <strong>efekt wspólnego jonu</strong> (<em>common ion effect</em>).</p>\n<p>Zgodnie z zasadą Le Chateliera: wzrost stężenia produktu przesuwa równowagę <strong>w lewo</strong> → mniej cząsteczek aminy dysocjuje.</p>\n<p>W efekcie:</p>\n<ul><li>\\([\\ce{R-NH3+}]\\) <strong>maleje</strong></li><li>\\(c_0\\) (stężenie aminy) praktycznie się nie zmienia (KOH nie reaguje z aminą)</li><li>\\(\\alpha = \\frac{[\\ce{R-NH3+}]}{c_0}\\) <strong>maleje</strong></li></ul>\n<p><strong>Wniosek:</strong> Dodanie KOH zmniejsza stopień dysocjacji aminy.</p>\n<h4>Sposób 2 - Weryfikacja przez wyrażenie na \\(K_b\\)</h4>\n<p>Dla dysocjacji aminy:</p>\n<p>\\[K_b = \\frac{[\\ce{R-NH3+}][\\ce{OH-}]}{[\\ce{R-NH2}]}\\]</p>\n<p>\\(K_b\\) jest stałą w stałej temperaturze - <strong>nie zmienia się</strong> po dodaniu KOH.</p>\n<p>Po dodaniu KOH: \\([\\ce{OH-}]\\) gwałtownie rośnie. Aby \\(K_b\\) pozostało stałe, musi zmaleć \\([\\ce{R-NH3+}]\\) - równowaga przesuwa się w lewo. Mniejsze \\([\\ce{R-NH3+}]\\) oznacza mniejszy \\(\\alpha\\).</p>\n<p>To potwierdza wynik ze Sposobu 1. ✓</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>📖 <strong>Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji zasad (\\(K_b\\), \\(pK_b\\)):</strong><br>\\[K_b = \\frac{[\\text{kation aminy}][\\ce{OH-}]}{[\\text{amina}]}\\]<br>Wyrażenie to pokazuje wprost, dlaczego wzrost \\([\\ce{OH-}]\\) musi prowadzić do zmniejszenia \\([\\ce{R-NH3+}]\\) przy stałej wartości \\(K_b\\). Maturzysta znajdzie tu wartości \\(pK_b\\) dla typowych amin, które potwierdzają, że są to słabe zasady.</p>\n<h4>Typowe pułapki</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Częsty błąd to stwierdzenie, że KOH „nie wpływa&quot;, bo nie reaguje bezpośrednio z aminą. To nieprawda - wpływa pośrednio, poprzez efekt wspólnego jonu.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie mylić <strong>stałej dysocjacji \\(K_b\\)</strong> ze <strong>stopniem dysocjacji \\(\\alpha\\)</strong>. \\(K_b\\) jest stałą termodynamiczną i nie zmienia się (w stałej temperaturze). \\(\\alpha\\) zmienia się - zależy od warunków, w tym od stężenia wspólnych jonów.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> W uzasadnieniu MUSISZ napisać o efekcie wspólnego jonu lub o przesunięciu równowagi w lewo - samo „tak&quot; bez wyjaśnienia nie przyniesie punktu na maturze.</blockquote>"}]}