Zadanie 7, matura maj 2024, chemia rozszerzona

Sposób 1.

Ba(OH)₂ + 2 HCl → BaCl₂ + 2 H₂O

Stężenie początkowe i liczba moli jonów H⁺:

c_H⁺ = 10^−1,5 = 0,0316 mol ⋅ dm⁻³

n_H⁺ = 0,0316 mol ⋅ dm⁻³ ⋅ 0,025 dm³ = 0,00079 mol

Liczba moli wprowadzonych jonów wodorotlenkowych: n_OH⁻ = 2 ⋅ 0,02 ⋅ V = 0,04 ⋅ V

Stężenie końcowe jonów H⁺: c_H⁺ = 10^−3,7 = 0,0002 mol ⋅ dm⁻³

$0{,}0002 = \frac{0{,}00079 - 0{,}04 \cdot V}{0{,}025 + V} \Rightarrow V = 0{,}0195 \ \mathrm{dm^3} = 19{,}5 \ \mathrm{cm^3}$

Sposób 2.

Ba(OH)₂ + 2 HCl → BaCl₂ + 2 H₂O

[H⁺] = 10^−1,5 = 0,0316 mol ⋅ dm⁻³

n_HCl = n_H⁺ = 0,0316 mol ⋅ dm⁻³ ⋅ 0,025 dm³ = 7,9 ⋅ 10⁻⁴ mol

n_OH⁻ = 2 ⋅ 0,02 mol ⋅ dm⁻³ ⋅ V_Ba(OH)₂ = 0,04 mol ⋅ dm⁻³ ⋅ V_Ba(OH)₂

[H⁺] = 10^−3,7 = 0,0002 mol ⋅ dm⁻³

$0{,}0002 \ \mathrm{mol \cdot dm^{-3}} = \frac{8 \cdot 10^{-4} \ \mathrm{mol} - 0{,}04 \ \mathrm{mol \cdot dm^{-3}} \cdot V_{\ce{Ba(OH)2}}}{0{,}025 + V_{\ce{Ba(OH)2}}} \Rightarrow V_{\ce{Ba(OH)2}} = 0{,}01978 \ \mathrm{dm^3}$

V_Ba(OH)₂ = 19,8 cm³

Sposób 3.

H₃O⁺ + OH⁻ → 2 H₂O

7,9 ⋅ 10⁻⁴ − 2 ⋅ 0,02 ⋅ V = 2 ⋅ 10⁻⁴ ⋅ (0,025 + V)

V = 0,0195 dm³, czyli V_Ba(OH)₂ = 19,5 cm³

Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.