Zadanie 3, zbiór cke 2023, chemia rozszerzona

4 pktobliczenioweśrednie (szac.)Zbiór CKE 2023

Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.

Zadanie

Polecenie

W trakcie mieszania dwóch cieczy sumaryczna masa roztworu jest równa sumie mas mieszanych składników, jednak końcowa objętość mieszaniny jest najczęściej różna od sumy objętości mieszanych składników. Zjawisko zmniejszenia lub zwiększenia objętości cieczy podczas mieszania nazywamy odpowiednio kontrakcją lub dylatacją objętości. W tabeli poniżej przedstawiono wartości gęstości wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) w zależności od jego stężenia w temperaturze 20 °C.

Procent masowy H2SO4Gęstość, g ⋅ cm−3
11,005
51,032
101,066
201,139
301,219
401,303
451,348
501,395
551,445
601,498
651,553
701,611
801,727
901,814
931,828
961,836
1001,831

Na podstawie: https://pl.wikibooks.org.

Gęstość wody w temperaturze 20 °C wynosi 0,998 g ⋅ cm−3.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i na ich podstawie uzupełnij poniższy tekst.

I. Rozcieńczanie kwasu siarkowego(VI) to proces egzotermiczny. W wyniku zmieszania równych objętości wody i stężonego roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 93 % masowych i ochłodzeniu otrzymanego roztworu do temperatury 20 °C, sumaryczna objętość cieczy (maleje / rośnie) o wartość równą % w porównaniu do sumy objętości cieczy przed zmieszaniem.

II. Spowodowane jest to (różną / taką samą) wielkością cząsteczek wody i kwasu siarkowego(VI) oraz (większą / mniejszą / taką samą) energią oddziaływań między drobinami obecnymi w wodnym roztworze kwasu siarkowego(VI) w porównaniu do siły oddziaływań cząsteczek HX2O ⋅⋅⋅ HX2O\ce{H2O \bond{...} H2O} i HX2SOX4 ⋅⋅⋅ HX2SOX4\ce{H2SO4 \bond{...} H2SO4}.

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.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanieKlucz i punktacja

Odpowiedź z klucza CKE

Założenie: VH₂O = V93 % H₂SO₄ = 1,00 dm3.

mH₂O = 998 g, m93 % H₂SO₄ = 1828 g, stąd mr-r H₂SO₄ = 998 + 1828 = 2826 g.

mH₂SO₄ = 0,93 ⋅ 1828 g = 1700 g

cp=mHX2SOX4mr-r HX2SOX4=1700 g2826 g=60,15 %≈60 %c_p = \frac{m_{\ce{H2SO4}}}{m_{\text{r-r}\ \ce{H2SO4}}} = \frac{1700\ \mathrm{g}}{2826\ \mathrm{g}} = 60{,}15\,\% \approx 60\,\%

Stężeniu 60 % odpowiada (odczytana z tabeli) gęstość d = 1,498 g ⋅ cm−3:

V60 % HX2SOX4=m60 % HX2SOX4d=2826 g1,498 gcm3=1887 cm3=1,887 dm3V_{60\,\%\ \ce{H2SO4}} = \frac{m_{60\,\%\ \ce{H2SO4}}}{d} = \frac{2826\ \mathrm{g}}{1{,}498\ \mathrm{\frac{g}{cm^3}}} = 1887\ \mathrm{cm^3} = 1{,}887\ \mathrm{dm^3}

ΔV = 2,000 dm3 − 1,887 dm3 = 0,113 dm3

%ΔV=0,113 dm32,000 dm3=5,65 %≈6 %\%\Delta V = \frac{0{,}113\ \mathrm{dm^3}}{2{,}000\ \mathrm{dm^3}} = 5{,}65\,\% \approx 6\,\%

Uzupełnienie tekstu:

I. Sumaryczna objętość cieczy MALEJE o wartość równą 6 % w porównaniu do sumy objętości cieczy przed zmieszaniem.

II. Spowodowane jest to RÓŻNĄ wielkością cząsteczek wody i kwasu siarkowego(VI) oraz WIĘKSZĄ energią oddziaływań między drobinami obecnymi w wodnym roztworze kwasu siarkowego(VI) w porównaniu do siły oddziaływań cząsteczek HX2O ⋅⋅⋅ HX2O\ce{H2O \bond{...} H2O} i HX2SOX4 ⋅⋅⋅ HX2SOX4\ce{H2SO4 \bond{...} H2SO4}.

Schemat punktowania

4 pkt

rozwiązanie zawierające poprawnie zastosowaną metodę prowadzącą do poprawnego ustalenia, o ile % zmieni się objętość roztworu kwasu siarkowego względem objętości wyjściowych cieczy oraz poprawne uzupełnienie tekstu.

3 pkt

poprawne obliczenie końcowej objętości roztworu, poprawne uzupełnienie I albo II fragmentu tekstu.

- obliczenie objętości końcowej roztworu, ale rozwiązanie zawiera błędy (arytmetyczne, odczytu danych, wynik jest podany z błędną jednostką lub bez jednostki), poprawne uzupełnienie tekstu.

albo

2 pkt

poprawne obliczenie objętości końcowej roztworu.

- poprawne obliczenie objętości końcowej roztworu, błędne uzupełnienie tekstu.

albo

1 pkt

poprawne obliczenie stężenia procentowego końcowego roztworu.

- obliczenie objętości końcowej roztworu, ale rozwiązanie zawiera błędy (arytmetyczne, odczytu danych, wynik jest podany z błędną jednostką lub bez jednostki).

albo

0 pkt

rozwiązanie całkowicie błędne albo brak rozwiązania.

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.