Zacznij za darmoZacznij

Zadanie 26, matura czerwiec 2025, chemia rozszerzona

4 pktobliczeniowetrudne (szac.)Czerwiec 2025

Zapisz zadanie

Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.

Zadanie

Polecenie

Kwas szczawiowy jest najprostszym kwasem dikarboksylowym. Na rysunku obok przedstawiono model cząsteczki tego kwasu. Kwas szczawiowy jest substancją stałą, dobrze rozpuszczalną w wodzie. W wodnym roztworze dysocjuje dwustopniowo.

model kulkowo-pręcikowy cząsteczki kwasu szczawiowegoPowiększ
model kulkowo-pręcikowy cząsteczki kwasu szczawiowego

Rozpuszczoną w niewielkiej ilości wody odważkę bezwodnego kwasu szczawiowego o masie m umieszczono w kolbie miarowej, którą dopełniono wodą destylowaną do objętości 100,0 cm3.

Pobrano pipetą 20,0 cm3 otrzymanego roztworu, przeniesiono go do kolby stożkowej, w której znajdowała się elektroda pehametru, i miareczkowano roztworem NaOH o stężeniu 0,10 mol ⋅ dm−3. Eksperyment prowadzono w temperaturze 25 °C. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie wykresu zależności mierzonego pH od objętości dodawanego roztworu NaOH.

wykres zależności pH od objętości dodanego roztworu NaOH (V NaOH (aq), cm3) podczas miareczkowaniaPowiększ
wykres zależności pH od objętości dodanego roztworu NaOH (V NaOH (aq), cm3) podczas miareczkowania

Na podstawie analizy wykresu oblicz stężenie kwasu szczawiowego w kolbie stożkowej oraz masę m odważki bezwodnego kwasu szczawiowego użytego w opisanym doświadczeniu. Następnie wyjaśnij, dlaczego po dodaniu 40,0 cm3 NaOH (aq) pH powstałej mieszaniny jest wyższe od 7. W wyjaśnieniu uwzględnij odpowiednie obliczenia. W obliczeniach zastosuj uproszczone wyrażenie wiążące stałą dysocjacji ze stężeniem jonów H+.

Korepetytor AI

Nie wiesz, jak ruszyć? Korepetytor zna to zadanie i poprowadzi Cię krok po kroku, bez gotowca.

Wypróbuj za darmo

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.

ŁatweŚrednieTrudne
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanieKlucz i punktacja

Odpowiedź z klucza CKE

H2C2O4 + 2 OH− → C2O42− + 2 H2O

VNaOH = 40 cm3 = 0,040 dm3 ⇒ nNaOH = 0,04 ⋅ 0,1 = 0,004 mol

nszczawianoˊw=nb=12 nOHX−=12⋅0,04⋅0,1=0,002 moln_{\text{szczawianów}} = n_b = \frac{1}{2}\, n_{\ce{OH-}} = \frac{1}{2} \cdot 0{,}04 \cdot 0{,}1 = 0{,}002\ \text{mol}

Stężenie kwasu w miareczkowanym roztworze (w kolbie stożkowej):

ckwasu=nkwasuVkwasu=0,002 mol0,02 dm3=0,1 mol⋅dm−3c_{\text{kwasu}} = \frac{n_{\text{kwasu}}}{V_{\text{kwasu}}} = \frac{0{,}002\ \text{mol}}{0{,}02\ \text{dm}^3} = 0{,}1\ \text{mol}\cdot\text{dm}^{-3}

Liczba moli kwasu w przygotowanym roztworze:

nkwasu = 0,1 mol ⋅ dm−3 ⋅ 0,1 dm3 = 0,01 mol

mkwasu = nkwasu ⋅ Mkwasu = 0,01 mol ⋅ 90 g ⋅ mol−1 = 0,9 g

Przykładowe wyjaśnienia:

- W powstałej mieszaninie zachodzi hydroliza anionowa.

- W tej mieszaninie zachodzi hydroliza powstałej soli.

Obliczenie pH roztworu w punkcie równoważnikowym:

C2O42− + H2O → HC2O4− + OH−

Wybór do dalszych obliczeń odpowiedniej stałej (drugiego etapu dysocjacji kwasu szczawiowego):

Kb=KwKa2=10−141,55⋅10−4=6,5⋅10−11K_b = \frac{K_w}{K_{a2}} = \frac{10^{-14}}{1{,}55 \cdot 10^{-4}} = 6{,}5 \cdot 10^{-11}

[OHX−]=Kb⋅cb=6,5⋅10−11⋅3,3⋅10−2=1,46⋅10−6 mol⋅dm−3[\ce{OH-}] = \sqrt{K_b \cdot c_b} = \sqrt{6{,}5 \cdot 10^{-11} \cdot 3{,}3 \cdot 10^{-2}} = 1{,}46 \cdot 10^{-6}\ \text{mol}\cdot\text{dm}^{-3}

pOH = −log[OH−] = −log(1,46 ⋅ 10−6) = 5,84

pH = 14 − pOH = 14 − 5,84 = 8,16 ⇒ pH = 8,2

Schemat punktowania

4 pkt

zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu a szukanym pH roztworu, poprawne obliczenie stężenia kwasu szczawiowego w kolbie stożkowej, poprawne ustalenie wartości liczby moli nC₂O₄²⁻ i nNaOH; poprawne obliczenie wartości cC₂O₄²⁻ po dodaniu 40 cm3 roztworu NaOH; poprawne obliczanie masy m naważki kwasu; napisanie poprawnego wyjaśnienia, zapisanie wyrażenia Kb=KwKa2K_b = \dfrac{K_w}{K_{a2}}, poprawne obliczenie wartości Kb oraz poprawne obliczenie pH roztworu po stechiometrycznym zmieszaniu kwasu i zasady.

3 pkt

zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu a szukanym pH roztworu, poprawne obliczenie stężenia kwasu szczawiowego w kolbie stożkowej, poprawne ustalenie wartości liczby moli nC₂O₄²⁻ i nNaOH; poprawne obliczenie wartości cC₂O₄²⁻ po dodaniu 40 cm3 roztworu NaOH; poprawne obliczanie masy m naważki kwasu, napisanie poprawnego wyjaśnienia oraz zapisanie wyrażenia Kb=KwKa2K_b = \dfrac{K_w}{K_{a2}} i poprawne obliczenie wartości Kb.

2 pkt

zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu a szukanym pH roztworu, poprawne obliczenie stężenia kwasu szczawiowego w kolbie stożkowej, poprawne ustalenie wartości liczby moli nC₂O₄²⁻ i nNaOH; poprawne obliczenie wartości cC₂O₄²⁻ po dodaniu 40 cm3 roztworu NaOH

albo

2 pkt

zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu a szukanym pH roztworu, poprawne obliczanie masy m naważki kwasu, poprawne ustalenie wartości liczby moli nC₂O₄²⁻ i nNaOH oraz poprawne obliczenie wartości cC₂O₄²⁻ po dodaniu 40 cm3 roztworu NaOH.

1 pkt

zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu a szukanym pH roztworu, poprawne ustalenie wartości liczby moli nC₂O₄²⁻ i nNaOH oraz poprawne obliczenie wartości cC₂O₄²⁻ po dodaniu 40 cm3 roztworu NaOH

albo

1 pkt

zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu a szukanym pH roztworu, poprawne obliczenie stężenia kwasu szczawiowego w kolbie stożkowej oraz poprawne obliczanie masy m naważki kwasu.

0 pkt

zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.

Uwaga: Popełnienie błędu rachunkowego w trakcie rozwiązywania zadania skutkuje utratą 1 pkt.

Umiejętności w zadaniu

Pliki cookies

Zapisujemy na Twoim urządzeniu to, bez czego serwis nie działa, np. zalogowanie. Plików analitycznych użyjemy tylko za Twoją zgodą. Szczegóły w polityce prywatności.