{"id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad/21.2","paper_id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona","number":"21.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2024,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 21.2. (0-1)\nUzupełnij tabelę. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) najsłabszego kwasu użytego\nw tym doświadczeniu oraz wartość p𝑲𝐚 tego kwasu.\nWzór kwasu\nWartość p𝐾a\n21.2.\n0-1\n21.1.\n0-1-2\nMCHP-R0_100\nInformacja do zadań 22.-23.\nChlorki kwasowe otrzymuje się przez podstawienie grupy -OH kwasu karboksylowego\natomem chloru. Zazwyczaj stosuje się w tym celu chlorek tionylu o wzorze SOCl2, ponieważ\nprodukty nieorganiczne - tlenek siarki(IV) oraz chlorowodór - są gazami i można je łatwo\noddzielić od produktu organicznego.\nChlorki kwasowe to bardzo reaktywne pochodne kwasów karboksylowych. Ich reakcje\nz alkoholami przebiegają szybko i praktycznie nieodwracalnie. Ten proces można\nzilustrować równaniem:\nR1COCl + R2-OH → R1COOR2 + HCl\nNa podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2011.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 21.2. (0-1)\nWymagania egzaminacyjne 2024\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł […];\n3) konstruuje wykresy, tabele i schematy na\npodstawie dostępnych informacji.\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\n1 pkt - poprawne uzupełnienie tabeli.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nWzór kwasu\nWartość p𝐾a\nCH3COOH\n4,76","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n| Wzór kwasu | Wartość pKa |\n| \\(\\text{CH}_3\\text{COOH}\\) | 4,75 |\n\nWzór półstrukturalny (grupowy): \\(\\ce{CH3COOH}\\)\npKa = **4,75**\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Poniższe rozwiązanie zakłada, że w doświadczeniu (task 21.1) użyto kwasów o znanych pKa z karty wzorów, spośród których kwas octowy jest najsłabszy. Jeśli Twoje doświadczenie zawierało inne kwasy, zastosuj poniższą metodę do swoich danych.\n\n## Sposób 1 - Porównanie wartości pKa z karty wzorów CKE\n\n**Zasada kluczowa:** Im wyższe pKa, tym kwas słabszy (mniejsza stała dysocjacji Ka).\n\nZależność:\n\n\\[pK_a = -\\log K_a\\]\n\nKwasy typowo używane w doświadczeniach CKE z porównywania mocy kwasów:\n\n| Kwas | Wzór | pKa |\n| Kwas solny | \\(\\ce{HCl}\\) | mocny (pKa << 0) |\n| Kwas mrówkowy | \\(\\ce{HCOOH}\\) | 3,75 |\n| Kwas octowy | \\(\\ce{CH3COOH}\\) | **4,75** ← najwyższe pKa |\n\n**Wniosek:** \\(\\ce{CH3COOH}\\) ma najwyższe pKa spośród użytych kwasów → jest **najsłabszy**.\n\nWzór półstrukturalny (grupowy) kwasu octowego:\n\n\\[\\ce{CH3COOH}\\]\n\n(Pokazuje grupę metylową \\(\\ce{CH3-}\\) i grupę karboksylową \\(\\ce{-COOH}\\))\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez wartości Ka\n\nDla kwasu octowego:\n\n\\[K_a(\\ce{CH3COOH}) = 10^{-4{,}75} \\approx 1{,}78 \\cdot 10^{-5}\\]\n\nDla kwasu mrówkowego:\n\n\\[K_a(\\ce{HCOOH}) = 10^{-3{,}75} \\approx 1{,}78 \\cdot 10^{-4}\\]\n\nPonieważ \\(K_a(\\ce{CH3COOH}) < K_a(\\ce{HCOOH})\\), kwas octowy słabiej dysocjuje → jest słabszy. Wynik potwierdzony. ✓\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:**\n\nZestawienie wartości pKa dla kwasów organicznych (wyciąg):\n- \\(pK_a(\\ce{HCOOH}) = 3{,}75\\)\n- \\(pK_a(\\ce{CH3COOH}) = 4{,}75\\)\n\nUżyliśmy tych wartości do porównania mocy kwasów - wyższe pKa oznacza słabszy kwas.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mylenie kierunku - wyższe pKa to **słabszy** kwas, nie mocniejszy! Wielu uczniów intuicyjnie myśli \"więcej = mocniejszy\", a jest odwrotnie.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wzór półstrukturalny (grupowy) NIE jest wzorem sumarycznym. Nie pisz \\(\\ce{C2H4O2}\\) - napisz \\(\\ce{CH3COOH}\\), bo musi być widoczna grupa \\(\\ce{-COOH}\\).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Kwas octowy to kwas karboksylowy z jedną grupą \\(\\ce{-COOH}\\) i jedną grupą \\(\\ce{CH3-}\\) - nie mylić z fenolami czy alkoholami, które są jeszcze słabszymi \"kwasami\", ale zazwyczaj nie są klasyfikowane jako kwasy w tym kontekście.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - poprawne uzupelnienie tabeli: wzor najslabszego kwasu CH3COOH, pKa = 4,76.\n**0 pkt** - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad-21.2.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 21.2. (0-1)
Uzupełnij tabelę. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) najsłabszego kwasu użytego
w tym doświadczeniu oraz wartość p𝑲𝐚 tego kwasu.
Wzór kwasu
Wartość p𝐾a
21.2.
0-1
21.1.
0-1-2
MCHP-R0_100
Informacja do zadań 22.-23.
Chlorki kwasowe otrzymuje się przez podstawienie grupy -OH kwasu karboksylowego
atomem chloru. Zazwyczaj stosuje się w tym celu chlorek tionylu o wzorze SOCl2, ponieważ
produkty nieorganiczne - tlenek siarki(IV) oraz chlorowodór - są gazami i można je łatwo
oddzielić od produktu organicznego.
Chlorki kwasowe to bardzo reaktywne pochodne kwasów karboksylowych. Ich reakcje
z alkoholami przebiegają szybko i praktycznie nieodwracalnie. Ten proces można
zilustrować równaniem:
R1COCl + R2-OH → R1COOR2 + HCl
Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2011.

","answer_text_html":"

Zadanie 21.2. (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 […];

\n
  1. konstruuje wykresy, tabele i schematy na
\n

podstawie dostępnych informacji.
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
1 pkt - poprawne uzupełnienie tabeli.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Wzór kwasu
Wartość p𝐾a
CH3COOH
4,76

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

Poprawna odpowiedź:

\n

| Wzór kwasu | Wartość pKa |
| \\(\\text{CH}_3\\text{COOH}\\) | 4,75 |

\n

Wzór półstrukturalny (grupowy): \\(\\ce{CH3COOH}\\)
pKa = 4,75

\n
⚠️ Uwaga: Poniższe rozwiązanie zakłada, że w doświadczeniu (task 21.1) użyto kwasów o znanych pKa z karty wzorów, spośród których kwas octowy jest najsłabszy. Jeśli Twoje doświadczenie zawierało inne kwasy, zastosuj poniższą metodę do swoich danych.
\n

Sposób 1 - Porównanie wartości pKa z karty wzorów CKE

\n

Zasada kluczowa: Im wyższe pKa, tym kwas słabszy (mniejsza stała dysocjacji Ka).

\n

Zależność:

\n

\\[pK_a = -\\log K_a\\]

\n

Kwasy typowo używane w doświadczeniach CKE z porównywania mocy kwasów:

\n

| Kwas | Wzór | pKa |
| Kwas solny | \\(\\ce{HCl}\\) | mocny (pKa << 0) |
| Kwas mrówkowy | \\(\\ce{HCOOH}\\) | 3,75 |
| Kwas octowy | \\(\\ce{CH3COOH}\\) | 4,75 ← najwyższe pKa |

\n

Wniosek: \\(\\ce{CH3COOH}\\) ma najwyższe pKa spośród użytych kwasów → jest najsłabszy.

\n

Wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu octowego:

\n

\\[\\ce{CH3COOH}\\]

\n

(Pokazuje grupę metylową \\(\\ce{CH3-}\\) i grupę karboksylową \\(\\ce{-COOH}\\))

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez wartości Ka

\n

Dla kwasu octowego:

\n

\\[K_a(\\ce{CH3COOH}) = 10^{-4{,}75} \\approx 1{,}78 \\cdot 10^{-5}\\]

\n

Dla kwasu mrówkowego:

\n

\\[K_a(\\ce{HCOOH}) = 10^{-3{,}75} \\approx 1{,}78 \\cdot 10^{-4}\\]

\n

Ponieważ \\(K_a(\\ce{CH3COOH}) < K_a(\\ce{HCOOH})\\), kwas octowy słabiej dysocjuje → jest słabszy. Wynik potwierdzony. ✓

\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji kwasów:

\n

Zestawienie wartości pKa dla kwasów organicznych (wyciąg):

\n\n

Użyliśmy tych wartości do porównania mocy kwasów - wyższe pKa oznacza słabszy kwas.

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: Mylenie kierunku - wyższe pKa to słabszy kwas, nie mocniejszy! Wielu uczniów intuicyjnie myśli "więcej = mocniejszy", a jest odwrotnie.
\n
⚠️ Uwaga: Wzór półstrukturalny (grupowy) NIE jest wzorem sumarycznym. Nie pisz \\(\\ce{C2H4O2}\\) - napisz \\(\\ce{CH3COOH}\\), bo musi być widoczna grupa \\(\\ce{-COOH}\\).
\n
⚠️ Uwaga: Kwas octowy to kwas karboksylowy z jedną grupą \\(\\ce{-COOH}\\) i jedną grupą \\(\\ce{CH3-}\\) - nie mylić z fenolami czy alkoholami, które są jeszcze słabszymi "kwasami", ale zazwyczaj nie są klasyfikowane jako kwasy w tym kontekście.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - poprawne uzupelnienie tabeli: wzor najslabszego kwasu CH3COOH, pKa = 4,76.
0 pkt - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.

"}]}