Zadanie 31, matura maj 2015, chemia rozszerzona

Przyjmujemy założenie, że m_r = 100 g.

Obliczenie masy CH₃COOH: $m_{\ce{CH3COOH}} = \frac{6\% \cdot 100\ \mathrm{g}}{100\%} = 6\ \mathrm{g}$.

Obliczenie liczby moli CH₃COOH: $n = \frac{m}{M} = \frac{6\ \mathrm{g}}{60\ \mathrm{g \cdot mol^{-1}}} = 0{,}1$ mola.

Obliczenie stężenia molowego roztworu: $C_m = \frac{n}{V_r} = \frac{n \cdot d}{m_r} = \frac{0{,}1\ \mathrm{mol} \cdot 1000\ \mathrm{g \cdot dm^{-3}}}{100\ \mathrm{g}} = 1\ \mathrm{mol \cdot dm^{-3}}$.

Obliczenie stężenia jonów H⁺: $K = \frac{[\ce{CH3COO^-}] \cdot [\ce{H+}]}{[\ce{CH3COOH}]}$; w stanie równowagi [CH₃COO⁻] = [H⁺] = X i [CH₃COOH] = C − X, więc $K = \frac{X^2}{C - X}$. Ponieważ X ≪ C, to (C − X) ≈ C, czyli $K = \frac{X^2}{C}$.

$X = \sqrt{K \cdot C} = \sqrt{1{,}8 \cdot 10^{-5} \cdot 1} = 4{,}24 \cdot 10^{-3} \approx 4{,}2 \cdot 10^{-3}$

pH = −log(0,42 ⋅ 10⁻²) = 2 − (−0,377) = 2,377 ≈ 2,4

2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku jako wielkości niemianowanej z właściwą dokładnością.

1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego ALBO podanie wyniku z niewłaściwą dokładnością lub z błędnym zaokrągleniem ALBO podanie wyniku z jednostką.

0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.