{"id":"chemia-2023-maj-matura-rozszerzona/zad/10","paper_id":"chemia-2023-maj-matura-rozszerzona","number":"10","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2023,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 10. (0-2)\nBadano reakcje mocnego kwasu HA i słabego kwasu HX z mocną zasadą. W tym celu\nwykonano miareczkowanie wodnych roztworów tych kwasów za pomocą wodnego roztworu\nwodorotlenku potasu - zgodnie z poniższym opisem.\nUmieszczono w zlewce 20,0 cm3 roztworu wybranego kwasu o stężeniu 0,10 mol ∙dm-3\ni zmierzono pH tego roztworu. Następnie do zlewki z roztworem kwasu dodawano porcjami\nwodny roztwór KOH o stężeniu 0,10 mol ∙dm-3. Po dodaniu każdej porcji roztworu\nwodorotlenku mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Punkt równoważnikowy (PR) został\nosiągnięty po dodaniu takiej objętości roztworu KOH, w jakiej liczba moli zasady jest równa\nliczbie moli kwasu. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie wykresu zależności mierzonego\npH od objętości roztworu KOH - naniesione punkty połączono, w wyniku czego otrzymano\nkrzywą miareczkowania.\nPoniżej przedstawiono krzywą miareczkowania wodnego roztworu jednego z tych kwasów\n(HA albo HX) wodnym roztworem wodorotlenku potasu.\nRozstrzygnij, czy przedstawiony wykres ilustruje wyniki miareczkowania wodnego\nroztworu słabego kwasu HX wodnym roztworem KOH w opisanym doświadczeniu.\nOdpowiedź uzasadnij - przytocz dwa różne argumenty.\nRozstrzygnięcie:\nUzasadnienie:\n1\n2\n0,0\n1,0\n2,0\n3,0\n4,0\n5,0\n6,0\n7,0\n8,0\n9,0\n10,0\n11,0\n12,0\n13,0\n14,0\n0,0\n5,0\n10,0\n15,0\n20,0\n25,0\n30,0\n35,0\n40,0\npH\nobjętość roztworu KOH, cm3\n10.\n0-1-2\nPR\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 10. (0-2)\nWymagania egzaminacyjne 2023 i 2024\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\n2) projektuje doświadczenia chemiczne,\nrejestruje ich wyniki w różnej formie,\nformułuje […] wnioski oraz wyjaśnienia.\nVI. Reakcje w roztworach wodnych.\nZdający:\n3) interpretuje wartości […] pH […];\n5) porównuje moc elektrolitów […];\n6) przewiduje odczyn roztworu po reakcji\nsubstancji zmieszanych w ilościach\nstechiometrycznych […];\n8) uzasadnia przyczynę […] odczynu\nniektórych wodnych roztworów soli […].\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie zawierające dwa poprawne argumenty\nodwołujące się do początkowej wartości pH roztworu oraz do wartości pH w punkcie\nrównoważnikowym.\n1 pkt - poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie zawierające jeden poprawny argument.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nRozstrzygnięcie: nie\nPrzykładowe uzasadnienia:\nArgument odwołujący się do początkowej wartości pH:\nWyjściowy roztwór słabego kwasu HX (przed dodaniem do niego pierwszej kropli\nwodnego roztworu KOH) powinien mieć pH > 1,0 ALBO pH ≠1.\nRoztwór kwasu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm-3 ma pH = 1,0.\nORAZ\nArgument odwołujący się do wartości pH w punkcie równoważnikowym:\nPo dodaniu 20,00 cm3 wodnego roztworu KOH otrzymano roztwór o pH = 7,0.\nPrzy równych objętościach roztworu kwasu i zasady (o jednakowych stężeniach)\npH = 7,0.\nGdyby miareczkowano słaby kwas, punkt równoważnikowy powinien znajdować się przy\npH roztworu innym/wyższym niż 7.\nW punkcie równoważnikowym pH otrzymanego roztworu jest równe 7, co oznacza, że\npowstała sól mocnego kwasu i mocnej zasady.\nUwaga 1.: Jako poprawny należy uznać argument dotyczący porównania kształtów\nwykresów dla słabego i mocnego kwasu.\nUwaga 2.: Odpowiedź: „pH kwasu jest bardzo niskie”, jest niewystarczająca.\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Odpowiedź: **Rozstrzygnięcie**: **Tak**, wykres przedstawia miareczkowanie słabego kwasu HX (a nie mocnego HA). **Argument 1** — **wartość pH początkowego roztworu**: pH = ok. 2,8–3 (przed dodaniem KOH), podczas gdy mocny kwas o stężeniu 0,1 mol/dm³ miałby pH = 1 (całkowita dysocjacja). Wyższa wartość pH od oczekiwanej dla mocnego kwasu świadczy o słabej dysocjacji HX. **Argument 2** — **pH w punkcie równoważnikowym**: PR ma pH > 7 (zasadowe, ok. 8–9). To typowe dla miareczkowania **słabego kwasu mocną zasadą** — w PR powstaje sól mocnej zasady i słabego kwasu (KX), która ulega hydrolizie zasadowej. Dla mocnego kwasu z mocną zasadą PR byłby przy pH = 7. **Argument 3 (alternatywnie)** — **kształt krzywej**: krzywa rośnie łagodnie przed PR (efekt buforowy mieszaniny HX/X⁻), z wyraźnym, ale nie tak ostrym skokiem jak dla mocnego kwasu.\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz: krzywa miareczkowania\n\nTyp | pH początkowe | pH w PR | Cecha\nMocny kwas + mocna zasada | 1 (dla 0,1 M) | 7 | Ostry skok\nSłaby kwas + mocna zasada | 3–4 | &gt;7 | Łagodny start, bufor\nMocna zasada + mocny kwas | 13 | 7 | Ostry skok\nSłaba zasada + mocny kwas | 11 | &lt;7 | Łagodny start, bufor\n\nTypowy błąd: - **PR ≠ pH = 7**. Dla mocny kwas + mocna zasada: PR = 7. Słaby kwas + mocna zasada: PR > 7. Mocny kwas + słaba zasada: PR < 7. - **pH początkowe** roztworu słabego kwasu jest **wyższe** niż mocnego kwasu o tym samym stężeniu (mniej zdysocjowane). - **Bufor** powstaje przed PR (HX/X⁻) — łagodzi zmiany pH przy dodawaniu KOH.","image":"img/chemia-2023-maj-matura-rozszerzona/zad-10.webp","solution_image":null,"topics":"miareczkowanie alkacymetryczne, krzywa miareczkowania, mocny kwas vs słaby kwas","page_from":11,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2023 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 10. (0-2)<br>Badano reakcje mocnego kwasu HA i słabego kwasu HX z mocną zasadą. W tym celu<br>wykonano miareczkowanie wodnych roztworów tych kwasów za pomocą wodnego roztworu<br>wodorotlenku potasu - zgodnie z poniższym opisem.<br>Umieszczono w zlewce 20,0 cm3 roztworu wybranego kwasu o stężeniu 0,10 mol ∙dm-3<br>i zmierzono pH tego roztworu. Następnie do zlewki z roztworem kwasu dodawano porcjami<br>wodny roztwór KOH o stężeniu 0,10 mol ∙dm-3. Po dodaniu każdej porcji roztworu<br>wodorotlenku mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Punkt równoważnikowy (PR) został<br>osiągnięty po dodaniu takiej objętości roztworu KOH, w jakiej liczba moli zasady jest równa<br>liczbie moli kwasu. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie wykresu zależności mierzonego<br>pH od objętości roztworu KOH - naniesione punkty połączono, w wyniku czego otrzymano<br>krzywą miareczkowania.<br>Poniżej przedstawiono krzywą miareczkowania wodnego roztworu jednego z tych kwasów<br>(HA albo HX) wodnym roztworem wodorotlenku potasu.<br>Rozstrzygnij, czy przedstawiony wykres ilustruje wyniki miareczkowania wodnego<br>roztworu słabego kwasu HX wodnym roztworem KOH w opisanym doświadczeniu.<br>Odpowiedź uzasadnij - przytocz dwa różne argumenty.<br>Rozstrzygnięcie:<br>Uzasadnienie:<br>1<br>2<br>0,0<br>1,0<br>2,0<br>3,0<br>4,0<br>5,0<br>6,0<br>7,0<br>8,0<br>9,0<br>10,0<br>11,0<br>12,0<br>13,0<br>14,0<br>0,0<br>5,0<br>10,0<br>15,0<br>20,0<br>25,0<br>30,0<br>35,0<br>40,0<br>pH<br>objętość roztworu KOH, cm3<br>10.<br>0-1-2<br>PR<br>MCHP-R0_100</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 10. (0-2)<br>Wymagania egzaminacyjne 2023 i 2024<br>Wymagania ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do rozwiązywania problemów.<br>Zdający:</p>\n<ol><li>wykorzystuje wiedzę i dostępne</li></ol>\n<p>informacje do rozwiązywania problemów<br>chemicznych […].<br>III. Opanowanie czynności praktycznych.</p>\n<ol><li>projektuje doświadczenia chemiczne,</li></ol>\n<p>rejestruje ich wyniki w różnej formie,<br>formułuje […] wnioski oraz wyjaśnienia.<br>VI. Reakcje w roztworach wodnych.<br>Zdający:</p>\n<ol><li>interpretuje wartości […] pH […];</li><li>porównuje moc elektrolitów […];</li><li>przewiduje odczyn roztworu po reakcji</li></ol>\n<p>substancji zmieszanych w ilościach<br>stechiometrycznych […];</p>\n<ol><li>uzasadnia przyczynę […] odczynu</li></ol>\n<p>niektórych wodnych roztworów soli […].<br>Zasady oceniania<br>2 pkt - poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie zawierające dwa poprawne argumenty<br>odwołujące się do początkowej wartości pH roztworu oraz do wartości pH w punkcie<br>równoważnikowym.<br>1 pkt - poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie zawierające jeden poprawny argument.<br>0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.<br>Rozwiązanie<br>Rozstrzygnięcie: nie<br>Przykładowe uzasadnienia:<br>Argument odwołujący się do początkowej wartości pH:<br>Wyjściowy roztwór słabego kwasu HX (przed dodaniem do niego pierwszej kropli<br>wodnego roztworu KOH) powinien mieć pH &gt; 1,0 ALBO pH ≠1.<br>Roztwór kwasu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm-3 ma pH = 1,0.<br>ORAZ<br>Argument odwołujący się do wartości pH w punkcie równoważnikowym:<br>Po dodaniu 20,00 cm3 wodnego roztworu KOH otrzymano roztwór o pH = 7,0.<br>Przy równych objętościach roztworu kwasu i zasady (o jednakowych stężeniach)<br>pH = 7,0.<br>Gdyby miareczkowano słaby kwas, punkt równoważnikowy powinien znajdować się przy<br>pH roztworu innym/wyższym niż 7.<br>W punkcie równoważnikowym pH otrzymanego roztworu jest równe 7, co oznacza, że<br>powstała sól mocnego kwasu i mocnej zasady.<br>Uwaga 1.: Jako poprawny należy uznać argument dotyczący porównania kształtów<br>wykresów dla słabego i mocnego kwasu.<br>Uwaga 2.: Odpowiedź: „pH kwasu jest bardzo niskie”, jest niewystarczająca.<br>Zasady oceniania rozwiązań zadań</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Odpowiedź: <strong>Rozstrzygnięcie</strong>: <strong>Tak</strong>, wykres przedstawia miareczkowanie słabego kwasu HX (a nie mocnego HA). <strong>Argument 1</strong> — <strong>wartość pH początkowego roztworu</strong>: pH = ok. 2,8–3 (przed dodaniem KOH), podczas gdy mocny kwas o stężeniu 0,1 mol/dm³ miałby pH = 1 (całkowita dysocjacja). Wyższa wartość pH od oczekiwanej dla mocnego kwasu świadczy o słabej dysocjacji HX. <strong>Argument 2</strong> — <strong>pH w punkcie równoważnikowym</strong>: PR ma pH &gt; 7 (zasadowe, ok. 8–9). To typowe dla miareczkowania <strong>słabego kwasu mocną zasadą</strong> — w PR powstaje sól mocnej zasady i słabego kwasu (KX), która ulega hydrolizie zasadowej. Dla mocnego kwasu z mocną zasadą PR byłby przy pH = 7. <strong>Argument 3 (alternatywnie)</strong> — <strong>kształt krzywej</strong>: krzywa rośnie łagodnie przed PR (efekt buforowy mieszaniny HX/X⁻), z wyraźnym, ale nie tak ostrym skokiem jak dla mocnego kwasu.</p>\n<p>Strona arkusza CKE z trescia zadania</p>\n<p>Klucz: krzywa miareczkowania</p>\n<p>Typ | pH początkowe | pH w PR | Cecha<br>Mocny kwas + mocna zasada | 1 (dla 0,1 M) | 7 | Ostry skok<br>Słaby kwas + mocna zasada | 3–4 | &amp;gt;7 | Łagodny start, bufor<br>Mocna zasada + mocny kwas | 13 | 7 | Ostry skok<br>Słaba zasada + mocny kwas | 11 | &amp;lt;7 | Łagodny start, bufor</p>\n<p>Typowy błąd: - <strong>PR ≠ pH = 7</strong>. Dla mocny kwas + mocna zasada: PR = 7. Słaby kwas + mocna zasada: PR &gt; 7. Mocny kwas + słaba zasada: PR &lt; 7. - <strong>pH początkowe</strong> roztworu słabego kwasu jest <strong>wyższe</strong> niż mocnego kwasu o tym samym stężeniu (mniej zdysocjowane). - <strong>Bufor</strong> powstaje przed PR (HX/X⁻) — łagodzi zmiany pH przy dodawaniu KOH.</p>"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedz</h4>\n<p><strong>Rozstrzygniecie: NIE</strong> - miareczkowany kwas nie jest slabym kwasem (to mocny kwas jednoprotonowy).</p>\n<p>Uzasadnienie wymaga <strong>dwoch argumentow</strong>: odwolujacego sie do poczatkowej wartosci pH oraz do pH w punkcie rownowaznikowym.</p>\n<h4>Sposob 1 - analiza poczatkowego pH i punktu rownowaznikowego</h4>\n<p><strong>Argument 1 - poczatkowe pH:</strong><br>Roztwor kwasu o stezeniu \\(0{,}10\\ \\text{mol/dm}^3\\) ma na poczatku \\(pH = 1{,}0\\). To oznacza, ze \\([\\ce{H+}] = 0{,}10\\ \\text{mol/dm}^3\\) = stezeniu kwasu, czyli kwas jest <strong>calkowicie zdysocjowany</strong> - to mocny kwas. Slaby kwas o tym stezeniu mialby \\(pH &gt; 1{,}0\\).</p>\n<p><strong>Argument 2 - pH w punkcie rownowaznikowym:</strong><br>Po dodaniu \\(20{,}00\\ \\text{cm}^3\\) roztworu \\(\\ce{KOH}\\) (rowna objetosc i stezenie) otrzymano roztwor o \\(pH = 7{,}0\\). Punkt rownowaznikowy przy pH = 7 oznacza powstanie soli <strong>mocnego kwasu i mocnej zasady</strong>. Gdyby miareczkowano slaby kwas, w punkcie rownowaznikowym powstalaby sol hydrolizujaca zasadowo i \\(pH &gt; 7\\).</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<p>2 pkt - poprawne rozstrzygniecie (nie) i uzasadnienie zawierajace <strong>dwa</strong> poprawne argumenty: odwolujacy sie do poczatkowej wartosci pH ORAZ do pH w punkcie rownowaznikowym. 1 pkt - poprawne rozstrzygniecie i uzasadnienie z <strong>jednym</strong> poprawnym argumentem. 0 pkt - odpowiedz niespelniajaca tych kryteriow albo brak odpowiedzi.</p>\n<blockquote>Uwaga CKE: jako poprawny nalezy uznac rowniez argument dotyczacy porownania ksztaltow krzywych miareczkowania slabego i mocnego kwasu. Odpowiedz &quot;pH kwasu jest bardzo niskie&quot; jest niewystarczajaca.</blockquote>\n<h4>Typowe pulapki</h4>\n<blockquote>Uwaga: dla pelnej punktacji potrzebne sa <strong>dwa</strong> rozne argumenty (poczatek krzywej + punkt rownowaznikowy), nie jeden powtorzony.</blockquote>\n<blockquote>Uwaga: pH = 7 w punkcie rownowaznikowym jest typowe dla miareczkowania <strong>mocny kwas + mocna zasada</strong>; slaby kwas dalby pH &gt; 7.</blockquote>"}]}