Zadanie 21, matura czerwiec 2016, chemia rozszerzona
Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Zadanie
Wspólne informacje do wiązki zadań
Kwas ortofosforowy(V) jest kwasem trójprotonowym o średniej mocy. Kwas ten tworzy sole: diwodoroortofosforany(V), np. Ca(H2PO4)2, wodoroortofosforany(V), np. Na2HPO4 i ortofosforany(V), np. Na3PO4. Diwodoroortofosforany(V) są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Spośród wodoroortofosforanów(V) i ortofosforanów(V) rozpuszczalne są tylko fosforany litowców z wyjątkiem odpowiednich soli litu.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Polecenie
Fosforany w roztworach wodnych ulegają hydrolizie anionowej, która polega na dysocjacji zasadowej anionów: PO43−, HPO42− i H2PO4−. Poniżej przedstawiono równania dysocjacji kwasowej i dysocjacji zasadowej jonów H2PO4− i HPO42− oraz odpowiadające im stałe dysocjacji kwasowej (Ka) i stałe dysocjacji zasadowej (Kb).
| Równanie dysocjacji kwasowej | Ka | Równanie dysocjacji zasadowej | Kb |
|---|---|---|---|
| H2PO4− ⇌ HPO42− + H+ | 6,3 ⋅ 10−8 | H2PO4− + H2O ⇌ H3PO4 + OH− | 1,6 ⋅ 10−12 |
| HPO42− ⇌ PO43− + H+ | 5,0 ⋅ 10−13 | HPO42− + H2O ⇌ H2PO4− + OH− | 1,6 ⋅ 10−7 |
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004 oraz A. Hulanicki, Reakcje kwasów i zasad w chemii analitycznej, Warszawa 2012.
Trzej uczniowie mieli za zadanie określić odczyn wodnych roztworów: K3PO4, K2HPO4 i KH2PO4. Poniżej przedstawiono odpowiedzi uczniów.
Uczeń I: Roztwory wszystkich wymienionych soli mają odczyn zasadowy, ponieważ te sole ulegają hydrolizie anionowej.
Uczeń II: Najbardziej zasadowy jest roztwór K3PO4, mniej zasadowy – roztwór KH2PO4. Roztwór K2HPO4 ma odczyn słabo kwasowy.
Uczeń III: Najbardziej zasadowy jest roztwór K3PO4, mniej zasadowy – roztwór K2HPO4. Roztwór KH2PO4 ma odczyn słabo kwasowy.
Napisz, który uczeń poprawnie określił odczyn wodnych roztworów K3PO4, K2HPO4 i KH2PO4, oraz – na podstawie podanych informacji – uzasadnij jego odpowiedź (odnieś się do roztworów trzech soli).
Poprawnie określił odczyn roztworów uczeń
Uzasadnienie:
Roztwór K3PO4
Roztwór K2HPO4
Roztwór KH2PO4
Korepetytor AI
Nie wiesz, jak ruszyć? Korepetytor zna to zadanie i poprowadzi Cię krok po kroku, bez gotowca.
3 rozmowy · bez karty · Zaloguj się
Sprawdź się
Odpowiedz i oceń, jak poszło. Klucz odsłoń dopiero, gdy masz swoją odpowiedź.
Zanim porównasz z kluczem
Jak poszło Ci z tym zadaniem?
Zaloguj się, żeby zapisać ocenę i wrócić do zadania później.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanieKlucz i punktacja
Odpowiedź z klucza CKE
Poprawnie określił odczyn roztworów uczeń III.
Uzasadnienie (przykładowe odpowiedzi):
Roztwór K3PO4:
- W roztworze tym jony PO43− ulegają hydrolizie z odszczepieniem jonów OH− ze znaczną wydajnością, a nie ulegają dysocjacji z odszczepieniem jonów H+.
- Możliwe są również dwa dalsze etapy hydrolizy, stąd zasadowy odczyn roztworu.
Roztwór K2HPO4:
- Zawiera jony HPO42−, które ulegają procesowi dysocjacji z odszczepieniem jonów H+ oraz hydrolizie z odszczepieniem jonów OH−, a w większym stopniu zachodzi proces hydrolizy niż proces dysocjacji.
- Stała dysocjacji jonu HPO42− jest o wiele niższa od stałej hydrolizy.
- Jony HPO42− ulegają dwuetapowej hydrolizie i nieznacznej dysocjacji i dlatego odczyn roztworu jest mniej zasadowy.
Roztwór KH2PO4:
- Zawiera jony H2PO4−, które ulegają procesowi dysocjacji z odszczepieniem jonów H+ oraz hydrolizie z odszczepieniem jonów OH−, a w większym stopniu zachodzi proces dysocjacji niż proces hydrolizy.
- Stała dysocjacji jonu H2PO4− jest o wiele wyższa od stałej hydrolizy.
- Jony H2PO4− ulegają jednoetapowej hydrolizie i dwuetapowej dysocjacji i dlatego odczyn roztworu jest słabo kwasowy.
Schemat punktowania
2 p. – za poprawne podanie numeru ucznia i podanie poprawnego wyjaśnienia dotyczącego trzech soli.
1 p. – za poprawne podanie numeru ucznia i podanie poprawnego wyjaśnienia dotyczącego dwóch lub jednej soli.
0 p. – za inną odpowiedź albo brak odpowiedzi.