Chemia - Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 14.
W temperaturze 25 °C rozpuszczalność amoniaku w wodzie jest równa 46 g w 100 g wody.
Oblicz pH wodnego roztworu amoniaku nasyconego w tej temperaturze, jeżeli jego gęstość jest równa 0,91 g ∙ cm–3. Wynik końcowy zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody rozwiązania prowadzącej do obliczenia pH,
poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku jako wielkości niemianowanej
w zaokrągleniu do pierwszego miejsca po przecinku.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
• popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
LUB
• podanie wyniku z jednostką,
LUB
• podanie wyniku z niewłaściwą dokładnością.
ALBO
– poprawne obliczenie wartości stężenia jonów OH–.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
𝑚r = 100 g + 46 g = 146 g
𝑉 = 𝑚r𝑑 = 146 g0,91 g ⋅ cm−3 = 160 cm3 = 0,160 dm3
𝑛NH3 = 𝑚NH3𝑀NH3 = 46 g17 g ⋅ mol−1 = 2,71 mol ⇒
𝑐NH3 = 𝑛NH3𝑉 = 2,71 mol0,160 dm3 = 16,94 mol ⋅ dm−3
(𝐾b = 1,8 ⋅ 10–5 ⇒ 𝑐NH3𝐾b = 16,941,8 ⋅ 10−5 ≈ 9 ⋅ 105
⇒ 𝑐NH3𝐾b >> 400 ⇒ można zastosować wzór uproszczony.)
𝐾b = [OH−]2𝑐NH3 ⇒ [OH−] = 𝐾b ⋅ 𝑐NH3 = 1,8 ⋅ 10−5 ⋅ 16,94 ⇒
[OH–] = 1,75 ⋅ 10–2 ⇒
pOH = – log[OH−] = – log 1,75 ⋅ 10–2 ≈ 1,745 ⇒
pH = 14 – pOH = 14 – 1,745 = 12,255 ≈ 𝟏𝟐,𝟑
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.
