{"id":"chemia-2022-grudzien-probna-rozszerzona/zad/21","paper_id":"chemia-2022-grudzien-probna-rozszerzona","number":"21","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"probna","year":2022,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 21. (0-2)\nJedną z metod analizy instrumentalnej jest spektrometria mas. Podczas takiej analizy\nbadana próbka (w fazie gazowej) jest poddawana jonizacji. Cząsteczki tracą elektrony\ni stają się kationami oraz ulegają fragmentacji, w wyniku której powstają mniejsze kationy.\nNastępnie wiązka kationów przechodzi przez pole magnetyczne, w którym tor jej ruchu ulega\nzakrzywieniu. Wielkość zakrzywienia zależy od stosunku masy do ładunku i dla\njednododatnich kationów jest odwrotnie proporcjonalna do ich masy. W ten sposób kationy\no różnych masach zostają rozdzielone i odpowiadają im oddzielne piki w otrzymanym widmie\nmasowym. Wysokość tych pików (intensywność) jest proporcjonalna do zawartości\nodpowiednich kationów w próbce. Cząsteczkom, które uległy jonizacji, ale nie uległy\nfragmentacji, odpowiadają tzw. piki molekularne o największej masie. Poniżej przedstawiono\nuproszczony schemat działania spektrometru mas.\nNiżej przedstawiono fragment widma masowego bromu, na którym są widoczne piki\nmolekularne pochodzące od kationów Br2\n+ o różnym składzie izotopowym. Intensywność\nsygnałów (wysokość pików) jest mierzona względem najwyższego piku molekularnego.\n0\n20\n40\n60\n80\n100\n150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165\nwzględna intensywność, %\nm/z (stosunek masy do ładunku)\n79Br2\n79Br81Br+\nMCHP-R0_100\nNa poniższym fragmencie widma masowego chlorobenzenu pokazano trzy piki, oznaczone\nnumerami 1 (pik fragmentacyjny) oraz 2, 3 (piki molekularne).\nWpisz do tabeli wzory sumaryczne kationów odpowiadających kolejnym pikom. Jeśli\nw jonie występuje chlor, podaj jego liczbę masową. Wyjaśnij, dlaczego dwa piki\nmolekularne znacznie różnią się pod względem wysokości.\nNumer piku\nWzór kationu\n1\n2\n3\nWyjaśnienie:\n0\n20\n40\n60\n80\n100\n70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116\nwzględna intensywność, %\nm/z (stosunek masy do ładunku)\n1\n3\n2\npiki molekularne\npik fragmentacyjny\n21.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 21. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł […].\nI. Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n1) stosuje pojęcia: nuklid, izotop […];\n2) odczytuje w układzie okresowym masy\natomowe pierwiastków i na ich podstawie\noblicza masę molową związków\nchemicznych ([…] organicznych)\no podanych wzorach lub nazwach.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne uzupełnienie całej tabeli i poprawne wyjaśnienie.\n1 pkt - poprawne uzupełnienie tylko 2 i 3 wiersza tabeli i poprawne wyjaśnienie.\nALBO\n- poprawne uzupełnienie całej tabeli i błędne wyjaśnienie lub brak wyjaśnienia.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nNumer piku\nWzór kationu\n1\nC6H5\n2\nC6H535Cl+\n3\nC6H537Cl+\nWyjaśnienie: Różnica wysokości tych pików wynika ze składu izotopowego naturalnego\nchloru, który zawiera znacznie więcej (ok. trzy razy więcej) izotopu 35Cl niż 37Cl.","solution":null,"image":"img/chemia-2022-grudzien-probna-rozszerzona/zad-21.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":18,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura próbna · grudzień 2022 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura próbna","text_html":"

Zadanie 21. (0-2)
Jedną z metod analizy instrumentalnej jest spektrometria mas. Podczas takiej analizy
badana próbka (w fazie gazowej) jest poddawana jonizacji. Cząsteczki tracą elektrony
i stają się kationami oraz ulegają fragmentacji, w wyniku której powstają mniejsze kationy.
Następnie wiązka kationów przechodzi przez pole magnetyczne, w którym tor jej ruchu ulega
zakrzywieniu. Wielkość zakrzywienia zależy od stosunku masy do ładunku i dla
jednododatnich kationów jest odwrotnie proporcjonalna do ich masy. W ten sposób kationy
o różnych masach zostają rozdzielone i odpowiadają im oddzielne piki w otrzymanym widmie
masowym. Wysokość tych pików (intensywność) jest proporcjonalna do zawartości
odpowiednich kationów w próbce. Cząsteczkom, które uległy jonizacji, ale nie uległy
fragmentacji, odpowiadają tzw. piki molekularne o największej masie. Poniżej przedstawiono
uproszczony schemat działania spektrometru mas.
Niżej przedstawiono fragment widma masowego bromu, na którym są widoczne piki
molekularne pochodzące od kationów Br2

\n\n

sygnałów (wysokość pików) jest mierzona względem najwyższego piku molekularnego.
0
20
40
60
80
100
150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165
względna intensywność, %
m/z (stosunek masy do ładunku)
79Br2
79Br81Br+
MCHP-R0_100
Na poniższym fragmencie widma masowego chlorobenzenu pokazano trzy piki, oznaczone
numerami 1 (pik fragmentacyjny) oraz 2, 3 (piki molekularne).
Wpisz do tabeli wzory sumaryczne kationów odpowiadających kolejnym pikom. Jeśli
w jonie występuje chlor, podaj jego liczbę masową. Wyjaśnij, dlaczego dwa piki
molekularne znacznie różnią się pod względem wysokości.
Numer piku
Wzór kationu
1
2
3
Wyjaśnienie:
0
20
40
60
80
100
70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116
względna intensywność, %
m/z (stosunek masy do ładunku)
1
3
2
piki molekularne
pik fragmentacyjny
21.
0-1-2
MCHP-R0_100

","answer_text_html":"

Zadanie 21. (0-2)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie
informacji. Zdający:

\n
  1. pozyskuje i przetwarza informacje
\n

z różnorodnych źródeł […].
I. Atomy, cząsteczki i stechiometria
chemiczna. Zdający:

\n
  1. stosuje pojęcia: nuklid, izotop […];
  2. odczytuje w układzie okresowym masy
\n

atomowe pierwiastków i na ich podstawie
oblicza masę molową związków
chemicznych ([…] organicznych)
o podanych wzorach lub nazwach.
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
Zdający:

\n
  1. wykorzystuje wiedzę i dostępne
\n

informacje do rozwiązywania problemów
chemicznych […].
Zasady oceniania
2 pkt - poprawne uzupełnienie całej tabeli i poprawne wyjaśnienie.
1 pkt - poprawne uzupełnienie tylko 2 i 3 wiersza tabeli i poprawne wyjaśnienie.
ALBO

\n\n

0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Numer piku
Wzór kationu
1
C6H5
2
C6H535Cl+
3
C6H537Cl+
Wyjaśnienie: Różnica wysokości tych pików wynika ze składu izotopowego naturalnego
chloru, który zawiera znacznie więcej (ok. trzy razy więcej) izotopu 35Cl niż 37Cl.

","solutions":[]}