Zadanie 12, matura maj 2025, chemia rozszerzona

Sposób 1.

K_NH₃ = 1,78 ⋅ 10⁻⁵, $K_{\ce{NH4+}} = \dfrac{1 \cdot 10^{-14}}{1{,}78 \cdot 10^{-5}} = 5{,}62 \cdot 10^{-10}$

M_NH₄Cl = 53,5 g ⋅ mol⁻¹, $n = \dfrac{0{,}10\ \mathrm{g}}{53{,}5\ \mathrm{g \cdot mol^{-1}}} = 0{,}00187$ mol NH₄Cl

$c_{\ce{NH4+}} = \dfrac{0{,}00187}{0{,}10} = 0{,}0187 \approx 0{,}02\ (\mathrm{mol \cdot dm^{-3}})$

$K_{\ce{NH4+}} = \dfrac{[\ce{NH3}] \cdot [\ce{H3O+}]}{[\ce{NH4+}]} = \dfrac{x^2}{0{,}02 - x}$

x = [H₃O⁺] = 3,35 ⋅ 10⁻⁶ (mol ⋅ dm⁻³)

pH = 5,5

Zdjęcie: B

Sposób 2.

pK_NH₄⁺ = 14 − pK_NH₃ = 9,25, K_NH₄⁺ = 5,62 ⋅ 10⁻¹⁰

n = 0,00187 mol NH₄Cl, $c_{\ce{NH4+}} = \dfrac{0{,}00187}{0{,}10} = 0{,}0187\ (\mathrm{mol \cdot dm^{-3}})$

$K_{\ce{NH4+}} = \dfrac{[\ce{NH3}] \cdot [\ce{H3O+}]}{c_{\ce{NH4+}}} = \dfrac{x^2}{0{,}0187}$

x = [H₃O⁺] = 3,24 ⋅ 10⁻⁶ (mol ⋅ dm⁻³)

pH = 5,5

Zdjęcie: B

Sposób 3.

pK_NH₄⁺ = 14 − pK_NH₃ = 9,25

n = 0,00187 mol NH₄Cl, $c_{\ce{NH4+}} = \dfrac{0{,}00187}{0{,}10} = 0{,}0187 \approx 0{,}02\ (\mathrm{mol \cdot dm^{-3}})$

$\mathrm{pH} = \frac{1}{2}\mathrm{p}K_{\ce{NH4+}} - \frac{1}{2}\log c_{\ce{NH4+}} \Rightarrow \mathrm{pH} = 5{,}5$

Zdjęcie: B

Uwaga 1.: W obliczeniach można zastosować uproszczony wzór prowadzący do obliczenia stężenia jonów H⁺.

Uwaga 2.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.

Uwaga 3.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający otrzyma wynik pH z przedziału [6,0; 7,0), powinien wybrać zdjęcie A. Za takie rozwiązanie przyznaje się 2 pkt.

Uwaga 4.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający uzyska wynik pH ≥ 7, to za takie rozwiązanie otrzymuje 1 pkt.