{"id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad/21.1","paper_id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona","number":"21.1","points":2,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2024,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 21.1. (0-2)\nNa podstawie informacji wstępnej wybierz probówkę, w której znajduje się roztwór\nnajmocniejszego kwasu, i dokończ zdania.\nRoztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą\nWzór tego kwasu to:\nwzór półstrukturalny (grupowy)\nWyjaśnij, dlaczego wybrany kwas wykazuje największą moc. W wyjaśnieniu odwołaj\nsię do budowy cząsteczek tego związku.\nWyjaśnienie:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 21.1. (0-2)\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 […].\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) projektuje doświadczenia chemiczne […],\nformułuje […] wnioski […].\nVI. Reakcje w roztworach wodnych.\nZdający:\n5) porównuje moc elektrolitów na podstawie\nwartości ich stałych dysocjacji.\nXVI. Kwasy karboksylowe. Zdający:\n5) opisuje czynniki wpływające na moc\nkwasów karboksylowych ([…] obecność\npolarnych podstawników).\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu i podanie jego\nwzoru oraz poprawne wyjaśnienie odwołujące się do budowy cząsteczki.\n1 pkt - poprawne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu i podanie jego\nwzoru oraz błędne wyjaśnienie lub brak wyjaśnienia\nALBO\n1 pkt - błędne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu lub brak wskazania\ni podanie poprawnego wzoru kwasu oraz poprawne wyjaśnienie.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nRoztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą B.\nWzór tego kwasu to: CCl3COOH.\nWyjaśnienie: Obecność (trzech) atomów chloru (o dużej elektroujemności) w cząsteczce\nkwasu w sąsiedztwie grupy karboksylowej ((powoduje wzmocnienie efektu indukcyjnego),\nnajbardziej ułatwia oderwanie kationu wodoru od grupy karboksylowej, dzięki czemu moc\nkwasu rośnie (albo jest większa od kwasu CH3COOH)).\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Probówka: B** (najniższe pH = najsilniejsze zakwaszenie roztworu = najmocniejszy kwas).\n\n**Wzór najmocniejszego kwasu: \\(\\ce{CCl3COOH}\\)** (kwas trichlorooctowy, pKa = 0,66).\n\n**Wyjaśnienie:** Obecność trzech atomów chloru (o dużej elektroujemności) w cząsteczce kwasu w sąsiedztwie grupy karboksylowej powoduje wzmocnienie efektu indukcyjnego (-I). Atomy Cl odciągają gęstość elektronową od grupy -COOH, co najbardziej ułatwia oderwanie kationu wodoru od grupy karboksylowej. Dzięki temu moc kwasu znacznie rośnie (jest większa niż w kwasie octowym \\(\\ce{CH3COOH}\\) bez podstawników chlorowych).\n\n## Sposób 1 - Z analizy zdjęć i danych\n\n**Krok 1: Dopasowanie pKa do wzorów kwasów.**\nIm więcej atomów Cl, tym silniejszy efekt -I, tym mocniejszy kwas (mniejsze pKa):\n- \\(\\ce{CH3COOH}\\): pKa = **4,76** (brak Cl, najsłabszy)\n- \\(\\ce{CH2ClCOOH}\\): pKa = **2,87**\n- \\(\\ce{CHCl2COOH}\\): pKa = **1,35**\n- \\(\\ce{CCl3COOH}\\): pKa = **0,66** (3× Cl, najmocniejszy)\n\n**Krok 2: pH roztworów (dla c = 1 mol/dm³).**\n\\(\\text{pH} \\approx \\frac{1}{2}(\\text{p}K_a - \\log c) = \\frac{1}{2}\\text{p}K_a\\) (dla c=1).\n- \\(\\ce{CH3COOH}\\): pH ≈ 2,4\n- \\(\\ce{CH2ClCOOH}\\): pH ≈ 1,4\n- \\(\\ce{CHCl2COOH}\\): pH ≈ 0,7\n- \\(\\ce{CCl3COOH}\\): pH ≈ 0,3\n\n**Krok 3: Dopasowanie do barw zdjęć.**\nNajniższe pH ≈ 0,3 → BARWA ZIELONA (zgodnie ze skalą fioletu metylowego: pH 0 → niebieska/zielona).\nProbówka B z barwą zieloną → \\(\\ce{CCl3COOH}\\).\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:** kwas octowy pKa = 4,76 (referencja).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ Klucz CKE: 2 pkt = poprawna probówka + wzór + WYJAŚNIENIE z odniesieniem do BUDOWY (efekt indukcyjny atomów Cl).\n> ⚠️ Wyjaśnienie bez odniesienia do struktury (np. tylko \"3 Cl\") = NIEWYSTARCZAJĄCE.\n> ⚠️ Klucz wymaga wzmianki o ELEKTROUJEMNOŚCI Cl i EFEKCIE INDUKCYJNYM -I.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**2 pkt** - poprawne wskazanie probowki z roztworem najmocniejszego kwasu (B) i podanie jego wzoru (CCl3COOH) oraz poprawne wyjasnienie odwolujace sie do budowy czasteczki (efekt indukcyjny atomow Cl).\n**1 pkt** - poprawne wskazanie probowki i wzoru + bledne/brak wyjasnienia ALBO bledne/brak wskazania probowki + poprawny wzor + poprawne wyjasnienie.\n**0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryteriow albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad-21.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":23,"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 21.1. (0-2)
Na podstawie informacji wstępnej wybierz probówkę, w której znajduje się roztwór
najmocniejszego kwasu, i dokończ zdania.
Roztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą
Wzór tego kwasu to:
wzór półstrukturalny (grupowy)
Wyjaśnij, dlaczego wybrany kwas wykazuje największą moc. W wyjaśnieniu odwołaj
się do budowy cząsteczek tego związku.
Wyjaśnienie:

","answer_text_html":"

Zadanie 21.1. (0-2)
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 […].
III. Opanowanie czynności praktycznych.
Zdający:

\n
  1. projektuje doświadczenia chemiczne […],
\n

formułuje […] wnioski […].
VI. Reakcje w roztworach wodnych.
Zdający:

\n
  1. porównuje moc elektrolitów na podstawie
\n

wartości ich stałych dysocjacji.
XVI. Kwasy karboksylowe. Zdający:

\n
  1. opisuje czynniki wpływające na moc
\n

kwasów karboksylowych ([…] obecność
polarnych podstawników).
Zasady oceniania
2 pkt - poprawne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu i podanie jego
wzoru oraz poprawne wyjaśnienie odwołujące się do budowy cząsteczki.
1 pkt - poprawne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu i podanie jego
wzoru oraz błędne wyjaśnienie lub brak wyjaśnienia
ALBO
1 pkt - błędne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu lub brak wskazania
i podanie poprawnego wzoru kwasu oraz poprawne wyjaśnienie.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Roztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą B.
Wzór tego kwasu to: CCl3COOH.
Wyjaśnienie: Obecność (trzech) atomów chloru (o dużej elektroujemności) w cząsteczce
kwasu w sąsiedztwie grupy karboksylowej ((powoduje wzmocnienie efektu indukcyjnego),
najbardziej ułatwia oderwanie kationu wodoru od grupy karboksylowej, dzięki czemu moc
kwasu rośnie (albo jest większa od kwasu CH3COOH)).
Zasady oceniania rozwiązań zadań

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

Poprawna odpowiedź

\n

Probówka: B (najniższe pH = najsilniejsze zakwaszenie roztworu = najmocniejszy kwas).

\n

Wzór najmocniejszego kwasu: \\(\\ce{CCl3COOH}\\) (kwas trichlorooctowy, pKa = 0,66).

\n

Wyjaśnienie: Obecność trzech atomów chloru (o dużej elektroujemności) w cząsteczce kwasu w sąsiedztwie grupy karboksylowej powoduje wzmocnienie efektu indukcyjnego (-I). Atomy Cl odciągają gęstość elektronową od grupy -COOH, co najbardziej ułatwia oderwanie kationu wodoru od grupy karboksylowej. Dzięki temu moc kwasu znacznie rośnie (jest większa niż w kwasie octowym \\(\\ce{CH3COOH}\\) bez podstawników chlorowych).

\n

Sposób 1 - Z analizy zdjęć i danych

\n

Krok 1: Dopasowanie pKa do wzorów kwasów.
Im więcej atomów Cl, tym silniejszy efekt -I, tym mocniejszy kwas (mniejsze pKa):

\n\n

Krok 2: pH roztworów (dla c = 1 mol/dm³).
\\(\\text{pH} \\approx \\frac{1}{2}(\\text{p}K_a - \\log c) = \\frac{1}{2}\\text{p}K_a\\) (dla c=1).

\n\n

Krok 3: Dopasowanie do barw zdjęć.
Najniższe pH ≈ 0,3 → BARWA ZIELONA (zgodnie ze skalą fioletu metylowego: pH 0 → niebieska/zielona).
Probówka B z barwą zieloną → \\(\\ce{CCl3COOH}\\).

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów: kwas octowy pKa = 4,76 (referencja).

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Klucz CKE: 2 pkt = poprawna probówka + wzór + WYJAŚNIENIE z odniesieniem do BUDOWY (efekt indukcyjny atomów Cl).
⚠️ Wyjaśnienie bez odniesienia do struktury (np. tylko "3 Cl") = NIEWYSTARCZAJĄCE.
⚠️ Klucz wymaga wzmianki o ELEKTROUJEMNOŚCI Cl i EFEKCIE INDUKCYJNYM -I.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

2 pkt - poprawne wskazanie probowki z roztworem najmocniejszego kwasu (B) i podanie jego wzoru (CCl3COOH) oraz poprawne wyjasnienie odwolujace sie do budowy czasteczki (efekt indukcyjny atomow Cl).
1 pkt - poprawne wskazanie probowki i wzoru + bledne/brak wyjasnienia ALBO bledne/brak wskazania probowki + poprawny wzor + poprawne wyjasnienie.
0 pkt - odpowiedz niespelniajaca kryteriow albo brak odpowiedzi.

"}]}