{"id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad/12.2","paper_id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona","number":"12.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2024,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12.2. (0-1)\nNapisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w pracującym\nogniwie zbudowanym z półogniw A i B.\n12.1.\n0-1\n11.\n0-1-2\n12.2.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12.2. (0-1)\nWymagania egzaminacyjne 2024\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł […].\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nVIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6) przewiduje kierunek przebiegu reakcji\nutleniania-redukcji na podstawie wartości\npotencjałów standardowych półogniw; pisze\nodpowiednie równana reakcji.\nIX. Elektrochemia. Ogniwa. Zdający:\n1) stosuje pojęcia: półogniwo, anoda, katoda,\nogniwo galwaniczne, klucz elektrolityczny,\npotencjał standardowy półogniwa […] SEM;\n2) pisze równania reakcji zachodzących na\nelektrodach […] ogniwa galwanicznego […];\nprojektuje ogniwo, w którym zachodzi dana\nreakcja chemiczna; pisze schemat tego\nogniwa.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji oraz jednoznaczne\nwskazanie jej kierunku.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\n5Fe2+ + MnO4\n- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O\nALBO\n5Fe2+ + MnO4\n- + 8H3O+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 12H2O","solution":"## Poprawna odpowiedz\n\nSumaryczne rownanie reakcji w formie jonowej, ktora zachodzi w pracujacym ogniwie zbudowanym z polowniw A i B:\n\\[\\ce{5Fe^2+ + MnO4- + 8H+ -> 5Fe^3+ + Mn^2+ + 4H2O}\\]\nALBO (z jonem oksoniowym):\n\\[\\ce{5Fe^2+ + MnO4- + 8H3O+ -> 5Fe^3+ + Mn^2+ + 12H2O}\\]\n\n## Sposob 1 - z potencjalow standardowych polowniw A i B\n\n**Krok 1 - rownania elektrodowe polowniw (z tresci zadania 12).**\n- Polowniwo A: \\(\\ce{MnO4- + 8H+ + 5e- <=> Mn^2+ + 4H2O}\\), \\(E^\\circ = +1{,}51\\ \\text{V}\\)\n- Polowniwo B: \\(\\ce{Fe^3+ + e- <=> Fe^2+}\\), \\(E^\\circ = +0{,}77\\ \\text{V}\\)\n\n**Krok 2 - ustalenie katody i anody.**\nPolowniwo o wyzszym potencjale (A, \\(+1{,}51\\ \\text{V}\\)) jest **katoda** (redukcja \\(\\ce{MnO4-}\\) do \\(\\ce{Mn^2+}\\)).\nPolowniwo o nizszym potencjale (B, \\(+0{,}77\\ \\text{V}\\)) jest **anoda** (utlenianie \\(\\ce{Fe^2+}\\) do \\(\\ce{Fe^3+}\\)).\n\n**Krok 3 - polreakcje i bilans elektronow.**\n- Redukcja (katoda): \\(\\ce{MnO4- + 8H+ + 5e- -> Mn^2+ + 4H2O}\\) (5 e-)\n- Utlenianie (anoda): \\(\\ce{Fe^2+ -> Fe^3+ + e-}\\) (x5, aby zrownac 5 e-)\n\\[\\ce{5Fe^2+ -> 5Fe^3+ + 5e-}\\]\n\n**Krok 4 - sumowanie polreakcji** (elektrony sie skracaja):\n\\[\\ce{5Fe^2+ + MnO4- + 8H+ -> 5Fe^3+ + Mn^2+ + 4H2O}\\]\n\n## Sposob 2 - weryfikacja bilansu\n\n**Bilans atomow:** Fe 5=5; Mn 1=1; O: lewa 4 (z \\(\\ce{MnO4-}\\)) = prawa 4 (w \\(\\ce{4H2O}\\)); H: lewa 8 = prawa 8.\n**Bilans ladunku:** lewa: \\(5\\cdot(+2) + (-1) + 8\\cdot(+1) = +17\\); prawa: \\(5\\cdot(+3) + (+2) = +17\\). Zgodnie.\n\nReakcja biegnie spontanicznie (SEM \\(= 1{,}51 - 0{,}77 = +0{,}74\\ \\text{V} > 0\\)), wiec uzywamy strzalki \\(\\rightarrow\\).\n\n## Typowe pulapki\n\n> Forma jonowa - nie piszemy soli, lecz jony (\\(\\ce{Fe^2+}\\), \\(\\ce{MnO4-}\\), \\(\\ce{Mn^2+}\\)). Srodowisko kwasowe wymaga \\(\\ce{H+}\\) (lub \\(\\ce{H3O+}\\)) po stronie substratow.\n> Wspolczynniki musza wynikac z bilansu elektronow (5 e-): 5 jonow \\(\\ce{Fe^2+}\\) na 1 jon \\(\\ce{MnO4-}\\).\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - poprawne napisanie we wlasciwej formie rownania reakcji oraz jednoznaczne wskazanie jej kierunku.\n**0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ -> 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (ALBO z 8H3O+ -> 12H2O).","image":"img/chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad-12.2.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 2024 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 12.2. (0-1)
Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w pracującym
ogniwie zbudowanym z półogniw A i B.
12.1.
0-1
11.
0-1-2
12.2.
0-1
MCHP-R0_100

","answer_text_html":"

Zadanie 12.2. (0-1)
Wymagania egzaminacyjne 2024
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie
informacji. Zdający:

\n
  1. pozyskuje i przetwarza informacje
\n

z różnorodnych źródeł […].
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
Zdający:

\n
  1. wykorzystuje wiedzę i dostępne
\n

informacje do rozwiązywania problemów
chemicznych […].
VIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:

\n
  1. przewiduje kierunek przebiegu reakcji
\n

utleniania-redukcji na podstawie wartości
potencjałów standardowych półogniw; pisze
odpowiednie równana reakcji.
IX. Elektrochemia. Ogniwa. Zdający:

\n
  1. stosuje pojęcia: półogniwo, anoda, katoda,
\n

ogniwo galwaniczne, klucz elektrolityczny,
potencjał standardowy półogniwa […] SEM;

\n
  1. pisze równania reakcji zachodzących na
\n

elektrodach […] ogniwa galwanicznego […];
projektuje ogniwo, w którym zachodzi dana
reakcja chemiczna; pisze schemat tego
ogniwa.
Zasady oceniania
1 pkt - poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji oraz jednoznaczne
wskazanie jej kierunku.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
5Fe2+ + MnO4

\n\n

ALBO
5Fe2+ + MnO4

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

Poprawna odpowiedz

\n

Sumaryczne rownanie reakcji w formie jonowej, ktora zachodzi w pracujacym ogniwie zbudowanym z polowniw A i B:
\\[\\ce{5Fe^2+ + MnO4- + 8H+ -> 5Fe^3+ + Mn^2+ + 4H2O}\\]
ALBO (z jonem oksoniowym):
\\[\\ce{5Fe^2+ + MnO4- + 8H3O+ -> 5Fe^3+ + Mn^2+ + 12H2O}\\]

\n

Sposob 1 - z potencjalow standardowych polowniw A i B

\n

Krok 1 - rownania elektrodowe polowniw (z tresci zadania 12).

\n\n

Krok 2 - ustalenie katody i anody.
Polowniwo o wyzszym potencjale (A, \\(+1{,}51\\ \\text{V}\\)) jest katoda (redukcja \\(\\ce{MnO4-}\\) do \\(\\ce{Mn^2+}\\)).
Polowniwo o nizszym potencjale (B, \\(+0{,}77\\ \\text{V}\\)) jest anoda (utlenianie \\(\\ce{Fe^2+}\\) do \\(\\ce{Fe^3+}\\)).

\n

Krok 3 - polreakcje i bilans elektronow.

\n\n

\\[\\ce{5Fe^2+ -> 5Fe^3+ + 5e-}\\]

\n

Krok 4 - sumowanie polreakcji (elektrony sie skracaja):
\\[\\ce{5Fe^2+ + MnO4- + 8H+ -> 5Fe^3+ + Mn^2+ + 4H2O}\\]

\n

Sposob 2 - weryfikacja bilansu

\n

Bilans atomow: Fe 5=5; Mn 1=1; O: lewa 4 (z \\(\\ce{MnO4-}\\)) = prawa 4 (w \\(\\ce{4H2O}\\)); H: lewa 8 = prawa 8.
Bilans ladunku: lewa: \\(5\\cdot(+2) + (-1) + 8\\cdot(+1) = +17\\); prawa: \\(5\\cdot(+3) + (+2) = +17\\). Zgodnie.

\n

Reakcja biegnie spontanicznie (SEM \\(= 1{,}51 - 0{,}77 = +0{,}74\\ \\text{V} > 0\\)), wiec uzywamy strzalki \\(\\rightarrow\\).

\n

Typowe pulapki

\n
Forma jonowa - nie piszemy soli, lecz jony (\\(\\ce{Fe^2+}\\), \\(\\ce{MnO4-}\\), \\(\\ce{Mn^2+}\\)). Srodowisko kwasowe wymaga \\(\\ce{H+}\\) (lub \\(\\ce{H3O+}\\)) po stronie substratow.
Wspolczynniki musza wynikac z bilansu elektronow (5 e-): 5 jonow \\(\\ce{Fe^2+}\\) na 1 jon \\(\\ce{MnO4-}\\).
\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - poprawne napisanie we wlasciwej formie rownania reakcji oraz jednoznaczne wskazanie jej kierunku.
0 pkt - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ -> 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (ALBO z 8H3O+ -> 12H2O).

"}]}