Chemia - Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 17.
Rozpuszczalnikami amfiprotycznymi nazywa się rozpuszczalniki, których cząsteczki mogą zarówno odszczepiać, jak i przyłączać proton. Do rozpuszczalników amfiprotycznych należą m.in. woda, ciekłe alkohole oraz kwasy karboksylowe, ciekły amoniak i aminy. W rozpuszczalnikach amfiprotycznych ustala się stan równowagi reakcji autoprotolizy, która dla wody zachodzi zgodnie z równaniem:
2H2O ⇄ H3O+ + OH−
Reakcję autoprotolizy rozpuszczalnika opisuje stała równowagi nazywana iloczynem jonowym rozpuszczalnika, np. iloczyn jonowy wody wyraża się równaniem:
Kw = [H3O+] ∙ [OH−]
Iloczyn jonowy wody w temperaturze 80ºC ma wartość Kw = 25 ∙ 10−14.
Oblicz pH wody w temperaturze 80ºC. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń, podanie wyniku
jako wielkości niemianowanej z właściwą dokładnością.
1 p. – zastosowanie poprawnej metody, ale
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
lub
– podanie wyniku z inną dokładnością
lub
– podanie wyniku z błędną jednostką.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
Kw = [H3O+] ∙ [OH–] i [H3O+] = [OH–]
⇒ Kw = [H3O+]2
⇒ [H3O+] = 25 ∙ 10−14 = 5 ∙ 10−7
⇒ pH = –log 5 ∙ 10−7 = –log 0,5 ∙ 10−6 = 6,3
pH = 6,3
