{"id":"chemia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad/18.1","paper_id":"chemia-2022-maj-matura-rozszerzona","number":"18.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2022,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nRozstrzygnij, czy w opisanym doświadczeniu użyto roztworu KOH czy NH3.\nOdpowiedź uzasadnij.\nRozstrzygnięcie:\nUzasadnienie:\n0\n2\n4\n6\n8\n10\n12\n0\n20\n40\n60\n80\n100\npH\nVHCl, cm3\nPR\nECHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18.1. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymaganie szczegółowe\nI. Wykorzystanie i tworzenie informacji.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n9) interpretuje wartości […] pH […];\n10) porównuje moc elektrolitów […].\n5. Roztwory i reakcje zachodzące\nw roztworach wodnych. Zdający:\n1) wykonuje obliczenia związane\nz przygotowaniem […] roztworów\nz zastosowaniem pojęć stężenie […]\nmolowe;\n4) przewiduje odczyn roztworu po reakcji\n[…];\n5) uzasadnia […] przyczynę […] odczynu\nniektórych roztworów soli (hydroliza).\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne rozstrzygnięcie i poprawne uzasadnienie.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\nRozstrzygnięcie: NH3\nUzasadnienie, np.:\nGdyby użyto KOH, to pH w punkcie równoważnikowym miareczkowania byłoby równe 7.\nALBO\nGdyby użyto KOH, to wyjściowy roztwór (o stężeniu 0,10 mol ∙ dm-3 przed dodaniem do\nniego pierwszej kropli kwasu) powinien mieć wyższe pH.\nALBO\nGdyby użyto KOH, to początkowe pH badanego roztworu byłoby równe (około) 13.\nALBO\nW punkcie równoważnikowym zachodzi reakcja: NH4\n++ H2O ⇄NH3+ H3O+.\nALBO\nPunkt równoważnikowy znajduje się przy pH < 7.\nALBO\nW punkcie równoważnikowym pH jest różne od 7.","solution":"## Poprawna odpowiedź: użyto roztworu NH3\n\nW opisanym doświadczeniu (miareczkowanie zasady kwasem solnym z pomiarem pH) użyto roztworu **\\(\\ce{NH3}\\)** (amoniaku, słabej zasady), a nie KOH.\n\n## Sposób 1 - analiza krzywej miareczkowania\n\nDo 60,0 cm3 badanej zasady (KOH albo \\(\\ce{NH3}\\) o stężeniu ok. 0,1 mol/dm3) dodawano \\(\\ce{HCl}\\) 0,10 mol/dm3 i mierzono pH. O tym, którą zasadę użyto, decydują dwa elementy krzywej:\n\n**Krok 1 - początkowe pH.** Mocna zasada KOH o stężeniu 0,1 mol/dm3 ma pH ok. **13**. Słaba zasada \\(\\ce{NH3}\\) o tym samym stężeniu jest zdysocjowana tylko częściowo, więc jej początkowe pH jest **niższe** (ok. 11). Jeżeli wykres zaczyna się od pH wyraźnie niższego niż 13, świadczy to o słabej zasadzie - \\(\\ce{NH3}\\).\n\n**Krok 2 - pH w punkcie równoważnikowym.** Przy miareczkowaniu **mocnej** zasady (KOH) mocnym kwasem punkt równoważnikowy wypada przy **pH = 7** (powstaje obojętny \\(\\ce{KCl}\\)). Przy miareczkowaniu **słabej** zasady \\(\\ce{NH3}\\) mocnym kwasem w punkcie równoważnikowym powstaje \\(\\ce{NH4Cl}\\) - sól o odczynie **kwasowym**, bo zachodzi:\n\n\\[\\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 + H3O+}\\]\n\nczyli punkt równoważnikowy znajduje się przy **pH < 7**. Na wykresie skok krzywej kończy się poniżej pH = 7 - to oznacza, że użyto **\\(\\ce{NH3}\\)**.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez rodzaj powstającej soli\n\nProduktem zobojętniania jest sól: dla KOH + HCl jest to \\(\\ce{KCl}\\) (sól mocnego kwasu i mocnej zasady, pH = 7); dla \\(\\ce{NH3}\\) + HCl jest to \\(\\ce{NH4Cl}\\) (sól mocnego kwasu i słabej zasady, pH < 7). Skoro punkt równoważnikowy leży w obszarze kwasowym, badana zasada to **amoniak**.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** to jest **miareczkowanie** (pomiar pH przy dodawaniu kwasu), a nie reakcja strącania - rozstrzygamy na podstawie początkowego pH i pH w punkcie równoważnikowym.\n\n> ⚠️ **Uwaga (klucz CKE):** uzasadnienie akceptowane: gdyby użyto KOH, pH w punkcie równoważnikowym byłoby = 7 (a początkowe ok. 13); tu punkt równoważnikowy jest przy pH < 7, więc użyto \\(\\ce{NH3}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{NH4Cl}\\) ma odczyn kwasowy, bo kation \\(\\ce{NH4+}\\) hydrolizuje - to klucz do rozpoznania słabej zasady.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**Za co punkty (0-1):**\n- **1 pkt** - poprawne rozstrzygnięcie ORAZ uzasadnienie.\n- **0 pkt** - odpowiedź błędna albo brak.\n\n**Klucz CKE:** Rozstrzygnięcie: **\\(\\ce{NH3}\\)**. Uzasadnienie akceptowane (np.): gdyby użyto KOH, pH w punkcie równoważnikowym byłoby równe 7 / początkowe pH byłoby ok. 13; punkt równoważnikowy znajduje się przy pH < 7; w punkcie równoważnikowym pH jest różne od 7 (zachodzi \\(\\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 + H3O+}\\)).","image":"img/chemia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad-18.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":14,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2022 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 18.1. (0-1)
Rozstrzygnij, czy w opisanym doświadczeniu użyto roztworu KOH czy NH3.
Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
0
2
4
6
8
10
12
0
20
40
60
80
100
pH
VHCl, cm3
PR
ECHP-R0_100

","answer_text_html":"

Zadanie 18.1. (0-1)
Wymaganie ogólne
Wymaganie szczegółowe
I. Wykorzystanie i tworzenie informacji.
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
III. Opanowanie czynności praktycznych.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:
  2. interpretuje wartości […] pH […];
  3. porównuje moc elektrolitów […].
  4. Roztwory i reakcje zachodzące
\n

w roztworach wodnych. Zdający:

\n
  1. wykonuje obliczenia związane
\n

z przygotowaniem […] roztworów
z zastosowaniem pojęć stężenie […]
molowe;

\n
  1. przewiduje odczyn roztworu po reakcji
\n

[…];

\n
  1. uzasadnia […] przyczynę […] odczynu
\n

niektórych roztworów soli (hydroliza).
Zasady oceniania rozwiązań zadań
Zasady oceniania
1 pkt - poprawne rozstrzygnięcie i poprawne uzasadnienie.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
Rozstrzygnięcie: NH3
Uzasadnienie, np.:
Gdyby użyto KOH, to pH w punkcie równoważnikowym miareczkowania byłoby równe 7.
ALBO
Gdyby użyto KOH, to wyjściowy roztwór (o stężeniu 0,10 mol ∙ dm-3 przed dodaniem do
niego pierwszej kropli kwasu) powinien mieć wyższe pH.
ALBO
Gdyby użyto KOH, to początkowe pH badanego roztworu byłoby równe (około) 13.
ALBO
W punkcie równoważnikowym zachodzi reakcja: NH4
++ H2O ⇄NH3+ H3O+.
ALBO
Punkt równoważnikowy znajduje się przy pH < 7.
ALBO
W punkcie równoważnikowym pH jest różne od 7.

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

Poprawna odpowiedź: użyto roztworu NH3

\n

W opisanym doświadczeniu (miareczkowanie zasady kwasem solnym z pomiarem pH) użyto roztworu \\(\\ce{NH3}\\) (amoniaku, słabej zasady), a nie KOH.

\n

Sposób 1 - analiza krzywej miareczkowania

\n

Do 60,0 cm3 badanej zasady (KOH albo \\(\\ce{NH3}\\) o stężeniu ok. 0,1 mol/dm3) dodawano \\(\\ce{HCl}\\) 0,10 mol/dm3 i mierzono pH. O tym, którą zasadę użyto, decydują dwa elementy krzywej:

\n

Krok 1 - początkowe pH. Mocna zasada KOH o stężeniu 0,1 mol/dm3 ma pH ok. 13. Słaba zasada \\(\\ce{NH3}\\) o tym samym stężeniu jest zdysocjowana tylko częściowo, więc jej początkowe pH jest niższe (ok. 11). Jeżeli wykres zaczyna się od pH wyraźnie niższego niż 13, świadczy to o słabej zasadzie - \\(\\ce{NH3}\\).

\n

Krok 2 - pH w punkcie równoważnikowym. Przy miareczkowaniu mocnej zasady (KOH) mocnym kwasem punkt równoważnikowy wypada przy pH = 7 (powstaje obojętny \\(\\ce{KCl}\\)). Przy miareczkowaniu słabej zasady \\(\\ce{NH3}\\) mocnym kwasem w punkcie równoważnikowym powstaje \\(\\ce{NH4Cl}\\) - sól o odczynie kwasowym, bo zachodzi:

\n

\\[\\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 + H3O+}\\]

\n

czyli punkt równoważnikowy znajduje się przy pH < 7. Na wykresie skok krzywej kończy się poniżej pH = 7 - to oznacza, że użyto \\(\\ce{NH3}\\).

\n

Sposób 2 - weryfikacja przez rodzaj powstającej soli

\n

Produktem zobojętniania jest sól: dla KOH + HCl jest to \\(\\ce{KCl}\\) (sól mocnego kwasu i mocnej zasady, pH = 7); dla \\(\\ce{NH3}\\) + HCl jest to \\(\\ce{NH4Cl}\\) (sól mocnego kwasu i słabej zasady, pH < 7). Skoro punkt równoważnikowy leży w obszarze kwasowym, badana zasada to amoniak.

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: to jest miareczkowanie (pomiar pH przy dodawaniu kwasu), a nie reakcja strącania - rozstrzygamy na podstawie początkowego pH i pH w punkcie równoważnikowym.
\n
⚠️ Uwaga (klucz CKE): uzasadnienie akceptowane: gdyby użyto KOH, pH w punkcie równoważnikowym byłoby = 7 (a początkowe ok. 13); tu punkt równoważnikowy jest przy pH < 7, więc użyto \\(\\ce{NH3}\\).
\n
⚠️ Uwaga: \\(\\ce{NH4Cl}\\) ma odczyn kwasowy, bo kation \\(\\ce{NH4+}\\) hydrolizuje - to klucz do rozpoznania słabej zasady.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

Za co punkty (0-1):

\n\n

Klucz CKE: Rozstrzygnięcie: \\(\\ce{NH3}\\). Uzasadnienie akceptowane (np.): gdyby użyto KOH, pH w punkcie równoważnikowym byłoby równe 7 / początkowe pH byłoby ok. 13; punkt równoważnikowy znajduje się przy pH < 7; w punkcie równoważnikowym pH jest różne od 7 (zachodzi \\(\\ce{NH4+ + H2O <=> NH3 + H3O+}\\)).

"}]}