{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/12","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"12","points":3,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 12. (0-3)\nPróbkę chlorku amonu o masie 0,10 g rozpuszczono w wodzie i otrzymano 100 cm3 roztworu.\nW powstałym roztworze kationy amonowe w pewnym stopniu ulegają przemianie zgodnie\nz poniższym równaniem.\nNH4\n+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+\nNiewielką objętość przygotowanego roztworu umieszczono w probówce, do której dodano\nkilka kropel błękitu bromotymolowego.\nOblicz pH otrzymanego roztworu. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po\nprzecinku. Następnie wybierz zdjęcie, na którym przedstawiono wygląd zawartości\nprobówki po dodaniu do niej wskaźnika, i zaznacz literę A, B albo C.\nObliczenia:\nA\nB\nC\n12.\n0-1-\n2-3\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 12. (0-3)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia\nprzebieg procesów chemicznych;\n4) wskazuje na związek między\nwłaściwościami substancji a ich budową\nchemiczną;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nIII. Opanowanie czynności praktycznych.\nZdający:\n2) […] formułuje obserwacje, wnioski oraz\nwyjaśnienia.\nVI. Reakcje w roztworach wodnych. Zdający:\n3) interpretuje wartości […] pH, Ka, Kb […];\n4) wykonuje obliczenia z zastosowaniem\npojęć: stała dysocjacji […], pH […].\nZasady oceniania\n3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\npoprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu\ndo jednego miejsca po przecinku i poprawny wybór zdjęcia.\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\npoprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu\ndo jednego miejsca po przecinku i błędny wybór zdjęcia albo brak wyboru\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\nale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego\ni poprawny wybór zdjęcia\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\npoprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów\nH+ i poprawny wybór zdjęcia.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\nale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego\ni błędny wybór zdjęcia albo brak wyboru\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,\npoprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów\nH+ i błędny wybór albo brak wyboru zdjęcia.\n0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.\nPrzykładowe rozwiązania\nSposób 1.\nKNH3= 1,78 ∙10-5 KNH4\n1 ∙ 10-14\n1,78 ∙ 10-5 = 5,62 ∙10-10\n1 mol NH4Cl 53,5 g\n𝑛 mol 0,10 g\n𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl\ncNH4\n+ = 0,00187\n0,10\n= 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm-3)\nKNH4\n+ = [NH3] ∙ [H3O+]\n[NH4\n+]\n𝑥2\n0,02 - 𝑥\n𝑥 = [H3O+] = 3,35 · 10-6 (mol ∙ dm-3)\npH = 5,5\nZdjęcie: B\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nSposób 2.\np𝐾NH4\n+ = 14 - pKNH3 = 9,25 𝐾NH4\n+ = 5,62 ∙10-10\n1 mol NH4Cl 53,5 g\n𝑛 mol 0,10 g\n𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl\ncNH4\n+ = 0,00187\n0,10\n= 0,0187 (mol ∙ dm-3)\n𝐾NH4\n+ = [NH3] ∙ [H3O+]\ncNH4\n𝑥2\n0,0187\n𝑥 = [H3O+] = 3,24 · 10-6 (mol ∙ dm-3)\npH = 5,5\nZdjęcie: B\nSposób 3.\np𝐾NH4\n+ = 14 - pKNH3 = 9,25\n1 mol NH4Cl 53,5 g\n𝑛 mol 0,10 g\n𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl\ncNH4\n+ = 0,00187\n0,10\n= 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm-3)\npH =\n1\n2 pKNH4\n1\n2logcNH4\n+ ⟹ pH = 5,5\nZdjęcie: B\nUwaga 1.: W obliczeniach można zastosować uproszczony wzór prowadzący do obliczenia\nstężenia jonów H+.\nUwaga 2.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.\nZa poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej\npoprawnej metody i poprawnych obliczeń.\nUwaga 3.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający otrzyma wynik pH z przedziału\n[6,0; 7,0), powinien wybrać zdjęcie A. Za takie rozwiązanie przyznaje się 2 pkt.\nUwaga 4.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający uzyska wynik pH ≥ 7, to za takie\nrozwiązanie otrzymuje 1 pkt.","solution":"Odpowiedź: **Krok 1**: stężenie NH₄Cl. - M(NH₄Cl) = 14 + 4·1 + 35,5 = **53,5 g/mol**. - n(NH₄Cl) = 0,10 / 53,5 = **1,87·10⁻³ mol**. - c(NH₄Cl) = 1,87·10⁻³ / 0,1 = **1,87·10⁻² mol/dm³** ≈ 0,019 mol/dm³. **Krok 2**: NH₄Cl dysocjuje całkowicie → c(NH₄⁺) = 1,87·10⁻² mol/dm³. **Krok 3**: stała hydrolizy K_a(NH₄⁺): - K_a = K_w / K_b(NH₃) = 10⁻¹⁴ / 1,8·10⁻⁵ = **5,56·10⁻¹⁰**. **Krok 4**: równanie równowagi hydrolizy. - K_a = [H₃O⁺][NH₃] / [NH₄⁺]. - Dla przybliżenia: [H₃O⁺] = [NH₃] = x; [NH₄⁺] ≈ c (bardzo małe x). - K_a = x² / c → x² = K_a · c. **Krok 5**: obliczenie [H₃O⁺]: - x² = 5,56·10⁻¹⁰ · 1,87·10⁻² = **1,04·10⁻¹¹**. - x = √(1,04·10⁻¹¹) = **3,22·10⁻⁶ mol/dm³**. **Krok 6**: pH: - pH = -log[H₃O⁺] = -log(3,22·10⁻⁶) = 6 - log(3,22) = 6 - 0,51 ≈ **5,5**. **Krok 7**: wybór zdjęcia. **Błękit bromotymolowy** — zmiana barwy: - pH < 6,0: **żółty**. - pH 6,0-7,6: zielony. - pH > 7,6: niebieski. pH = 5,5 < 6,0 → **żółty** → **zdjęcie B**. **Odpowiedź**: - **pH ≈ 5,5**. - **Zdjęcie: B** (żółty).\n\nStrona arkusza CKE z trescia zadania\n\nKlucz pojęciowy — hydroliza soli\n\nHydroliza = reakcja jonu soli z wodą, dająca produkty kwasowe lub zasadowe.\n\nReguły:\n- Sól mocnego kwasu + mocnej zasady (np. NaCl): brak hydrolizy, pH ≈ 7.\n- Sól słabego kwasu + mocnej zasady (np. CH₃COONa): hydroliza anionu, pH &gt; 7 (zasadowa).\n- Sól mocnego kwasu + słabej zasady (np. NH₄Cl): hydroliza kationu, pH &lt; 7 (kwasowa).\n- Sól słabego kwasu + słabej zasady (np. CH₃COONH₄): zależy od K_a vs K_b.\n\nWzory:\n- Dla soli A: K_h = K_w / K_b (hydroliza kationu).\n- Dla soli B: K_h = K_w / K_a (hydroliza anionu).\n\nMechanizm: hydroliza NH₄Cl\n\nNH₄Cl w wodzie dysocjuje całkowicie: NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl⁻.\n\nNH₄⁺ jest słabym kwasem (sprzężoną parą NH₃ — słaba zasada).\nCl⁻ jest bardzo słabą zasadą (sprzężoną z HCl — mocny kwas, więc Cl⁻ niemal nie hydrolizuje).\n\nTylko NH₄⁺ hydrolizuje: NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺.\n\nProdukt: H₃O⁺ → roztwór kwasowy (pH &lt; 7).\n\nStała hydrolizy (= K_a kationu): K_a(NH₄⁺) = K_w / K_b(NH₃) = 10⁻¹⁴ / 1,8·10⁻⁵ = 5,56·10⁻¹⁰.\n\nMechanizm: obliczenia pH\n\nStężenie molowe NH₄Cl:\n- M = 53,5 g/mol → n = 0,10/53,5 = 1,87·10⁻³ mol.\n- c = n/V = 1,87·10⁻³ / 0,1 = 1,87·10⁻² mol/dm³.\n\nRównanie równowagi:\nK_a = [H₃O⁺][NH₃] / [NH₄⁺]\n\nPrzybliżenie:\n- [H₃O⁺] = [NH₃] = x (powstają w stosunku 1:1).\n- [NH₄⁺] ≈ c (bardzo małe x).\n\nK_a = x² / c\n\nx² = K_a · c = 5,56·10⁻¹⁰ · 1,87·10⁻² = 1,04·10⁻¹¹.\nx = 3,22·10⁻⁶ mol/dm³ = [H₃O⁺].\n\nWalidacja przybliżenia: x = 3,22·10⁻⁶, c = 1,87·10⁻².\n- x/c = 1,7·10⁻⁴ → x dużo mniejsze niż c ✓ (przybliżenie poprawne, błąd poniżej 0,1%).\n\npH = -log[H₃O⁺] = -log(3,22·10⁻⁶) = 5,49 ≈ 5,5.\n\nMechanizm: wskaźniki\n\nWskaźniki kwasowo-zasadowe = słabe kwasy/zasady, których forma protonowana i deprotonowana mają różne kolory.\n\nWskaźnik | Zakres pH zmiany | Kolor kwasowy | Kolor zasadowy\nCzerwień metylowa | 4,4 - 6,2 | czerwony | żółty\nLakmus | 5,0 - 8,0 | czerwony | niebieski\nBłękit bromotymolowy | 6,0 - 7,6 | żółty | niebieski\nFenoloftaleina | 8,2 - 10,0 | bezbarwny | różowy\nCzerwień obojętna | 6,8 - 8,0 | czerwony | żółty\n\nW zadaniu: pH = 5,5 &lt; 6,0 → błękit bromotymolowy = żółty → zdjęcie B.\n\nPunktacja CKE\n\n- 12. 3 pkt:\n- 1 pkt: obliczenie stężenia NH₄⁺.\n- 1 pkt: obliczenie pH = 5,5 (±0,1).\n- 1 pkt: wybór zdjęcia B.\n\nPo co to umieć\n\nHydroliza soli w przyrodzie:\n- Nawozy amonowe (NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄) → zakwaszają glebę. Stosowane intensywnie w rolnictwie → problem zakwaszania gleb.\n- Mydła sodowe i potasowe (R-COO⁻ Na⁺) → roztwór zasadowy (hydroliza octanu). Stąd mydła czyszczą tłuszcz (saponifikacja w środowisku zasadowym).\n- Sól kuchenna NaCl → pH ~7 (brak hydrolizy, mocny kwas + mocna zasada).\n\nNH₄Cl (salmiak) w przemyśle:\n- Baterie cynkowo-węglowe (Leclanché, 1866) — elektrolit pasta z NH₄Cl + ZnCl₂.\n- Lutowanie — flux do trawienia tlenków z metali (NH₄Cl topiony + para HCl).\n- Lecznictwo — wyksusznicy (mucolyticum), zwiększa wydalanie śluzu.\n\nWskaźniki w analizie:\n- Uniwersalny papierek wskaźnikowy = mieszanka kilku wskaźników, daje kolor zależny od pH od 1 do 14.\n- pH-metr elektroniczny — szklana elektroda + miernik napięcia. Dokładność do 0,01 pH.\n\nHydroliza w organizmie:\n- Sok żołądkowy ~pH 1,5 (HCl).\n- Krew ~pH 7,4 (bufor HCO₃⁻/H₂CO₃).\n- Mocz ~pH 5-7 (zależnie od diety).\n- Pot ~pH 4-7.\n- Wnętrze komórki ~pH 7,0-7,4.\n\nZakwaszenie gleb = problem rolnictwa: pH &lt; 5 → uwalnianie Al³⁺ → toksyczne dla korzeni. Korekta: wapnowanie gleby (CaO, CaCO₃).\n\nTypowy błąd: Pułapka — K_a vs K_b. **NH₄⁺ jest słabym kwasem**: K_a(NH₄⁺) = K_w/K_b(NH₃). NH₄⁺ oddaje H⁺ → roztwór KWASOWY (pH < 7). Pułapka — przybliżenie x << c. Klucz: gdy K_a · c << K_a² (małe stężenia), trzeba użyć pełnej formuły kwadratowej. Tu sprawdzamy: x = 3,22·10⁻⁶ << c = 1,87·10⁻² → przybliżenie OK. Pułapka — wybór wskaźnika. **Błękit bromotymolowy zmienia barwę 6,0-7,6**. pH < 6 = żółty (kwasowy), pH > 7,6 = niebieski (zasadowy), pomiędzy = zielony.","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-12.webp","solution_image":null,"topics":"hydroliza, pH, NH4Cl, kation amonowy, wskaźniki, błękit bromotymolowy","page_from":17,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 12. (0-3)<br>Próbkę chlorku amonu o masie 0,10 g rozpuszczono w wodzie i otrzymano 100 cm3 roztworu.<br>W powstałym roztworze kationy amonowe w pewnym stopniu ulegają przemianie zgodnie<br>z poniższym równaniem.<br>NH4</p>\n<ul><li>+ H2O ⇄ NH3 + H3O+</li></ul>\n<p>Niewielką objętość przygotowanego roztworu umieszczono w probówce, do której dodano<br>kilka kropel błękitu bromotymolowego.<br>Oblicz pH otrzymanego roztworu. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po<br>przecinku. Następnie wybierz zdjęcie, na którym przedstawiono wygląd zawartości<br>probówki po dodaniu do niej wskaźnika, i zaznacz literę A, B albo C.<br>Obliczenia:<br>A<br>B<br>C<br>12.<br>0-1-<br>2-3<br>MCHP-R0_100</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 12. (0-3)<br>Wymagania ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do rozwiązywania problemów.<br>Zdający:</p>\n<ol><li>opisuje właściwości substancji i wyjaśnia</li></ol>\n<p>przebieg procesów chemicznych;</p>\n<ol><li>wskazuje na związek między</li></ol>\n<p>właściwościami substancji a ich budową<br>chemiczną;</p>\n<ol><li>wykonuje obliczenia dotyczące praw</li></ol>\n<p>chemicznych.<br>III. Opanowanie czynności praktycznych.<br>Zdający:</p>\n<ol><li>[…] formułuje obserwacje, wnioski oraz</li></ol>\n<p>wyjaśnienia.<br>VI. Reakcje w roztworach wodnych. Zdający:</p>\n<ol><li>interpretuje wartości […] pH, Ka, Kb […];</li><li>wykonuje obliczenia z zastosowaniem</li></ol>\n<p>pojęć: stała dysocjacji […], pH […].<br>Zasady oceniania<br>3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,<br>poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu<br>do jednego miejsca po przecinku i poprawny wybór zdjęcia.<br>2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,<br>poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu<br>do jednego miejsca po przecinku i błędny wybór zdjęcia albo brak wyboru<br>ALBO<br>2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,<br>ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego<br>i poprawny wybór zdjęcia<br>ALBO<br>2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,<br>poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów<br>H+ i poprawny wybór zdjęcia.<br>1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,<br>ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego<br>i błędny wybór zdjęcia albo brak wyboru<br>ALBO<br>2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾,<br>poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów<br>H+ i błędny wybór albo brak wyboru zdjęcia.<br>0 pkt - zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.<br>Przykładowe rozwiązania<br>Sposób 1.<br>KNH3= 1,78 ∙10-5 KNH4<br>1 ∙ 10-14<br>1,78 ∙ 10-5 = 5,62 ∙10-10<br>1 mol NH4Cl 53,5 g<br>𝑛 mol 0,10 g<br>𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl<br>cNH4</p>\n<ul><li>= 0,00187</li></ul>\n<p>0,10<br>= 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm-3)<br>KNH4</p>\n<ul><li>= [NH3] ∙ [H3O+]</li></ul>\n<p>[NH4<br>+]<br>𝑥2<br>0,02 - 𝑥<br>𝑥 = [H3O+] = 3,35 · 10-6 (mol ∙ dm-3)<br>pH = 5,5<br>Zdjęcie: B<br>Zasady oceniania rozwiązań zadań<br>Sposób 2.<br>p𝐾NH4</p>\n<ul><li>= 14 - pKNH3 = 9,25 𝐾NH4</li><li>= 5,62 ∙10-10</li></ul>\n<p>1 mol NH4Cl 53,5 g<br>𝑛 mol 0,10 g<br>𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl<br>cNH4</p>\n<ul><li>= 0,00187</li></ul>\n<p>0,10<br>= 0,0187 (mol ∙ dm-3)<br>𝐾NH4</p>\n<ul><li>= [NH3] ∙ [H3O+]</li></ul>\n<p>cNH4<br>𝑥2<br>0,0187<br>𝑥 = [H3O+] = 3,24 · 10-6 (mol ∙ dm-3)<br>pH = 5,5<br>Zdjęcie: B<br>Sposób 3.<br>p𝐾NH4</p>\n<ul><li>= 14 - pKNH3 = 9,25</li></ul>\n<p>1 mol NH4Cl 53,5 g<br>𝑛 mol 0,10 g<br>𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl<br>cNH4</p>\n<ul><li>= 0,00187</li></ul>\n<p>0,10<br>= 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm-3)<br>pH =<br>1<br>2 pKNH4<br>1<br>2logcNH4</p>\n<ul><li>⟹ pH = 5,5</li></ul>\n<p>Zdjęcie: B<br>Uwaga 1.: W obliczeniach można zastosować uproszczony wzór prowadzący do obliczenia<br>stężenia jonów H+.<br>Uwaga 2.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.<br>Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej<br>poprawnej metody i poprawnych obliczeń.<br>Uwaga 3.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający otrzyma wynik pH z przedziału<br>[6,0; 7,0), powinien wybrać zdjęcie A. Za takie rozwiązanie przyznaje się 2 pkt.<br>Uwaga 4.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający uzyska wynik pH ≥ 7, to za takie<br>rozwiązanie otrzymuje 1 pkt.</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Odpowiedź: <strong>Krok 1</strong>: stężenie NH₄Cl. - M(NH₄Cl) = 14 + 4·1 + 35,5 = <strong>53,5 g/mol</strong>. - n(NH₄Cl) = 0,10 / 53,5 = <strong>1,87·10⁻³ mol</strong>. - c(NH₄Cl) = 1,87·10⁻³ / 0,1 = <strong>1,87·10⁻² mol/dm³</strong> ≈ 0,019 mol/dm³. <strong>Krok 2</strong>: NH₄Cl dysocjuje całkowicie → c(NH₄⁺) = 1,87·10⁻² mol/dm³. <strong>Krok 3</strong>: stała hydrolizy K_a(NH₄⁺): - K_a = K_w / K_b(NH₃) = 10⁻¹⁴ / 1,8·10⁻⁵ = <strong>5,56·10⁻¹⁰</strong>. <strong>Krok 4</strong>: równanie równowagi hydrolizy. - K_a = [H₃O⁺][NH₃] / [NH₄⁺]. - Dla przybliżenia: [H₃O⁺] = [NH₃] = x; [NH₄⁺] ≈ c (bardzo małe x). - K_a = x² / c → x² = K_a · c. <strong>Krok 5</strong>: obliczenie [H₃O⁺]: - x² = 5,56·10⁻¹⁰ · 1,87·10⁻² = <strong>1,04·10⁻¹¹</strong>. - x = √(1,04·10⁻¹¹) = <strong>3,22·10⁻⁶ mol/dm³</strong>. <strong>Krok 6</strong>: pH: - pH = -log[H₃O⁺] = -log(3,22·10⁻⁶) = 6 - log(3,22) = 6 - 0,51 ≈ <strong>5,5</strong>. <strong>Krok 7</strong>: wybór zdjęcia. <strong>Błękit bromotymolowy</strong> — zmiana barwy: - pH &lt; 6,0: <strong>żółty</strong>. - pH 6,0-7,6: zielony. - pH &gt; 7,6: niebieski. pH = 5,5 &lt; 6,0 → <strong>żółty</strong> → <strong>zdjęcie B</strong>. <strong>Odpowiedź</strong>: - <strong>pH ≈ 5,5</strong>. - <strong>Zdjęcie: B</strong> (żółty).</p>\n<p>Strona arkusza CKE z trescia zadania</p>\n<p>Klucz pojęciowy — hydroliza soli</p>\n<p>Hydroliza = reakcja jonu soli z wodą, dająca produkty kwasowe lub zasadowe.</p>\n<p>Reguły:</p>\n<ul><li>Sól mocnego kwasu + mocnej zasady (np. NaCl): brak hydrolizy, pH ≈ 7.</li><li>Sól słabego kwasu + mocnej zasady (np. CH₃COONa): hydroliza anionu, pH &amp;gt; 7 (zasadowa).</li><li>Sól mocnego kwasu + słabej zasady (np. NH₄Cl): hydroliza kationu, pH &amp;lt; 7 (kwasowa).</li><li>Sól słabego kwasu + słabej zasady (np. CH₃COONH₄): zależy od K_a vs K_b.</li></ul>\n<p>Wzory:</p>\n<ul><li>Dla soli A: K_h = K_w / K_b (hydroliza kationu).</li><li>Dla soli B: K_h = K_w / K_a (hydroliza anionu).</li></ul>\n<p>Mechanizm: hydroliza NH₄Cl</p>\n<p>NH₄Cl w wodzie dysocjuje całkowicie: NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl⁻.</p>\n<p>NH₄⁺ jest słabym kwasem (sprzężoną parą NH₃ — słaba zasada).<br>Cl⁻ jest bardzo słabą zasadą (sprzężoną z HCl — mocny kwas, więc Cl⁻ niemal nie hydrolizuje).</p>\n<p>Tylko NH₄⁺ hydrolizuje: NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺.</p>\n<p>Produkt: H₃O⁺ → roztwór kwasowy (pH &amp;lt; 7).</p>\n<p>Stała hydrolizy (= K_a kationu): K_a(NH₄⁺) = K_w / K_b(NH₃) = 10⁻¹⁴ / 1,8·10⁻⁵ = 5,56·10⁻¹⁰.</p>\n<p>Mechanizm: obliczenia pH</p>\n<p>Stężenie molowe NH₄Cl:</p>\n<ul><li>M = 53,5 g/mol → n = 0,10/53,5 = 1,87·10⁻³ mol.</li><li>c = n/V = 1,87·10⁻³ / 0,1 = 1,87·10⁻² mol/dm³.</li></ul>\n<p>Równanie równowagi:<br>K_a = [H₃O⁺][NH₃] / [NH₄⁺]</p>\n<p>Przybliżenie:</p>\n<ul><li>[H₃O⁺] = [NH₃] = x (powstają w stosunku 1:1).</li><li>[NH₄⁺] ≈ c (bardzo małe x).</li></ul>\n<p>K_a = x² / c</p>\n<p>x² = K_a · c = 5,56·10⁻¹⁰ · 1,87·10⁻² = 1,04·10⁻¹¹.<br>x = 3,22·10⁻⁶ mol/dm³ = [H₃O⁺].</p>\n<p>Walidacja przybliżenia: x = 3,22·10⁻⁶, c = 1,87·10⁻².</p>\n<ul><li>x/c = 1,7·10⁻⁴ → x dużo mniejsze niż c ✓ (przybliżenie poprawne, błąd poniżej 0,1%).</li></ul>\n<p>pH = -log[H₃O⁺] = -log(3,22·10⁻⁶) = 5,49 ≈ 5,5.</p>\n<p>Mechanizm: wskaźniki</p>\n<p>Wskaźniki kwasowo-zasadowe = słabe kwasy/zasady, których forma protonowana i deprotonowana mają różne kolory.</p>\n<p>Wskaźnik | Zakres pH zmiany | Kolor kwasowy | Kolor zasadowy<br>Czerwień metylowa | 4,4 - 6,2 | czerwony | żółty<br>Lakmus | 5,0 - 8,0 | czerwony | niebieski<br>Błękit bromotymolowy | 6,0 - 7,6 | żółty | niebieski<br>Fenoloftaleina | 8,2 - 10,0 | bezbarwny | różowy<br>Czerwień obojętna | 6,8 - 8,0 | czerwony | żółty</p>\n<p>W zadaniu: pH = 5,5 &amp;lt; 6,0 → błękit bromotymolowy = żółty → zdjęcie B.</p>\n<p>Punktacja CKE</p>\n<ul><li>12. 3 pkt:</li><li>1 pkt: obliczenie stężenia NH₄⁺.</li><li>1 pkt: obliczenie pH = 5,5 (±0,1).</li><li>1 pkt: wybór zdjęcia B.</li></ul>\n<p>Po co to umieć</p>\n<p>Hydroliza soli w przyrodzie:</p>\n<ul><li>Nawozy amonowe (NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄) → zakwaszają glebę. Stosowane intensywnie w rolnictwie → problem zakwaszania gleb.</li><li>Mydła sodowe i potasowe (R-COO⁻ Na⁺) → roztwór zasadowy (hydroliza octanu). Stąd mydła czyszczą tłuszcz (saponifikacja w środowisku zasadowym).</li><li>Sól kuchenna NaCl → pH ~7 (brak hydrolizy, mocny kwas + mocna zasada).</li></ul>\n<p>NH₄Cl (salmiak) w przemyśle:</p>\n<ul><li>Baterie cynkowo-węglowe (Leclanché, 1866) — elektrolit pasta z NH₄Cl + ZnCl₂.</li><li>Lutowanie — flux do trawienia tlenków z metali (NH₄Cl topiony + para HCl).</li><li>Lecznictwo — wyksusznicy (mucolyticum), zwiększa wydalanie śluzu.</li></ul>\n<p>Wskaźniki w analizie:</p>\n<ul><li>Uniwersalny papierek wskaźnikowy = mieszanka kilku wskaźników, daje kolor zależny od pH od 1 do 14.</li><li>pH-metr elektroniczny — szklana elektroda + miernik napięcia. Dokładność do 0,01 pH.</li></ul>\n<p>Hydroliza w organizmie:</p>\n<ul><li>Sok żołądkowy ~pH 1,5 (HCl).</li><li>Krew ~pH 7,4 (bufor HCO₃⁻/H₂CO₃).</li><li>Mocz ~pH 5-7 (zależnie od diety).</li><li>Pot ~pH 4-7.</li><li>Wnętrze komórki ~pH 7,0-7,4.</li></ul>\n<p>Zakwaszenie gleb = problem rolnictwa: pH &amp;lt; 5 → uwalnianie Al³⁺ → toksyczne dla korzeni. Korekta: wapnowanie gleby (CaO, CaCO₃).</p>\n<p>Typowy błąd: Pułapka — K_a vs K_b. <strong>NH₄⁺ jest słabym kwasem</strong>: K_a(NH₄⁺) = K_w/K_b(NH₃). NH₄⁺ oddaje H⁺ → roztwór KWASOWY (pH &lt; 7). Pułapka — przybliżenie x &lt;&lt; c. Klucz: gdy K_a · c &lt;&lt; K_a² (małe stężenia), trzeba użyć pełnej formuły kwadratowej. Tu sprawdzamy: x = 3,22·10⁻⁶ &lt;&lt; c = 1,87·10⁻² → przybliżenie OK. Pułapka — wybór wskaźnika. <strong>Błękit bromotymolowy zmienia barwę 6,0-7,6</strong>. pH &lt; 6 = żółty (kwasowy), pH &gt; 7,6 = niebieski (zasadowy), pomiędzy = zielony.</p>"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p><strong>\\(\\boxed{pH = 5{,}5}\\) - wybór zdjęcia: B (żółty)</strong></p>\n<h4>Sposób 1 - Krok po kroku</h4>\n<p><strong>Krok 1: Stała kwasowa kationu amonowego.</strong><br>Z karty wzorów str. 9: \\(K_b(\\ce{NH3}) = 1{,}78 \\cdot 10^{-5}\\), więc:<br>\\[K_a(\\ce{NH4+}) = \\frac{K_w}{K_b} = \\frac{10^{-14}}{1{,}78 \\cdot 10^{-5}} = 5{,}62 \\cdot 10^{-10}\\]</p>\n<p><strong>Krok 2: Liczba moli \\(\\ce{NH4Cl}\\).</strong><br>Masa molowa: \\(M(\\ce{NH4Cl}) = 14 + 4 + 35{,}5 = 53{,}5 \\text{ g/mol}\\)<br>\\[n = \\frac{0{,}10 \\text{ g}}{53{,}5 \\text{ g/mol}} = 1{,}87 \\cdot 10^{-3} \\text{ mol}\\]</p>\n<p><strong>Krok 3: Stężenie \\(\\ce{NH4+}\\).</strong><br>\\[c_{\\ce{NH4+}} = \\frac{1{,}87 \\cdot 10^{-3} \\text{ mol}}{0{,}10 \\text{ dm}^3} = 0{,}0187 \\text{ mol/dm}^3 \\approx 0{,}02 \\text{ mol/dm}^3\\]</p>\n<p><strong>Krok 4: Równanie równowagi (Ka).</strong><br>\\[K_a = \\frac{[\\ce{NH3}][\\ce{H3O+}]}{[\\ce{NH4+}]} = \\frac{x^2}{c_0 - x} \\approx \\frac{x^2}{0{,}02}\\]<br>\\[x^2 = 5{,}62 \\cdot 10^{-10} \\cdot 0{,}02 = 1{,}124 \\cdot 10^{-11}\\]<br>\\[x = [\\ce{H3O+}] = 3{,}35 \\cdot 10^{-6} \\text{ mol/dm}^3\\]</p>\n<p><strong>Krok 5: Obliczenie pH.</strong><br>\\[pH = -\\log(3{,}35 \\cdot 10^{-6}) = 6 - \\log 3{,}35 = 6 - 0{,}525 = \\boxed{5{,}5}\\]</p>\n<p><strong>Krok 6: Wybór zdjęcia.</strong><br>Błękit bromotymolowy (str. 11 karty wzorów): zakres 6,0-7,6.</p>\n<ul><li>pH &lt; 6,0 → forma KWASOWA = <strong>żółta</strong></li><li>pH &gt; 7,6 → forma zasadowa = niebieska</li><li>6,0-7,6 → przejściowa zielona</li></ul>\n<p>Przy pH = 5,5 &lt; 6,0 → barwa <strong>żółta</strong> → <strong>zdjęcie B</strong> ✓</p>\n<h4>Sposób 2 - Wzór skrócony pH soli słabej zasady</h4>\n<p>\\[pH = \\frac{1}{2} pK_a - \\frac{1}{2} \\log c_0 = \\frac{1}{2}(9{,}25) - \\frac{1}{2}\\log(0{,}02)\\]<br>\\[= 4{,}625 - \\frac{1}{2}(-1{,}7) = 4{,}625 + 0{,}85 = 5{,}475 \\approx 5{,}5\\] ✓</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>📖 <strong>Karta wzorów str. 9 - Stałe dysocjacji zasad:</strong> \\(\\ce{NH3}\\): \\(K_b = 1{,}78 \\cdot 10^{-5}\\), \\(pK_b = 4{,}75\\). Z tego \\(pK_a(\\ce{NH4+}) = 14 - 4{,}75 = 9{,}25\\).</p>\n<p>📖 <strong>Karta wzorów str. 10 - Tabela logarytmów dziesiętnych:</strong> \\(\\log 3{,}35 \\approx 0{,}525\\) - pomocne dla obliczenia pH bez kalkulatora.</p>\n<p>📖 <strong>Karta wzorów str. 11 - Wskaźniki kwasowo-zasadowe:</strong> błękit bromotymolowy 6,0-7,6 (żółty→niebieski).</p>\n<p>📖 <strong>Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy:</strong> \\(M(\\ce{NH4Cl}) = 14 + 4 + 35{,}45 \\approx 53{,}5 \\text{ g/mol}\\).</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> \\(\\ce{NH4Cl}\\) to sól kwasu silnego (HCl) i słabej zasady (NH₃) → roztwór KWASOWY (pH &lt; 7). Częsty błąd - myślenie że NH₃ daje zasadowy odczyn.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Klucz CKE: błąd rachunkowy z wynikiem pH ∈ [6,0; 7,0] = wybór A (zielony) → 2 pkt. Wynik pH ≥ 7 = 1 pkt. Wynik pH &lt; 6 + zdjęcie B = 3 pkt (max).</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Pamiętaj o relacji \\(K_w = K_a \\cdot K_b = 10^{-14}\\) w 25°C - kluczowe do przeliczania pKa↔pKb.</blockquote>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<p>Zadanie za 0-3 pkt.</p>\n<ul><li><strong>3 pkt</strong> - poprawna metoda, odczytanie z tablic wartosci stalej K, poprawne obliczenia, wynik pH zaokraglony do jednego miejsca po przecinku (pH = 5,5) i poprawny wybor zdjecia (B).</li><li><strong>2 pkt / 1 pkt</strong> - czesciowe rozwiazania z bledami rachunkowymi i/lub blednym wyborem zdjecia (wg szczegolowych podpunktow); w razie pH z [6,0; 7,0) wlasciwym zdjeciem jest A.</li><li><strong>0 pkt</strong> - bledna metoda albo brak rozwiazania.</li></ul>"}]}