Chemia - Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 21.
Przygotowano próbki czterech kwasów:
- CH3COOH
- CH2ClCOOH
- CHCl2COOH
- CCl3COOH
Wszystkie roztwory miały jednakową objętość. Stężenie molowe każdego kwasu było równe 1 mol ∙ dm–3. Do roztworów tych kwasów, znajdujących się w probówkach w przypadkowej kolejności, dodano po pięć kropli roztworu fioletu metylowego, który jest wskaźnikiem pH. Wyniki doświadczenia przedstawiono na zdjęciach.
Fragment skali barw dla fioletu metylowego w roztworach o różnym pH przedstawia poniższy rysunek.
Wartości p𝐾a dla kwasów użytych w doświadczeniu, podane w przypadkowej kolejności, wynoszą: 2,87; 4,76; 0,66; 1,35.
21.1. (0–2)
Na podstawie informacji wstępnej wybierz probówkę, w której znajduje się roztwór najmocniejszego kwasu, i dokończ zdania.
Roztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą .
Wzór tego kwasu to:
wzór półstrukturalny (grupowy)
Wyjaśnij, dlaczego wybrany kwas wykazuje największą moc. W wyjaśnieniu odwołaj się do budowy cząsteczek tego związku.
Wyjaśnienie:
21.2. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) najsłabszego kwasu użytego w tym doświadczeniu oraz wartość p𝐾a tego kwasu.
| Wzór kwasu | Wartość p𝐾a |
|---|---|
Rozwiązanie
21.1. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – poprawne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu i podanie jego
wzoru oraz poprawne wyjaśnienie odwołujące się do budowy cząsteczki.
1 pkt – poprawne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu i podanie jego
wzoru oraz błędne wyjaśnienie lub brak wyjaśnienia
ALBO
– błędne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu lub brak wskazania
i podanie poprawnego wzoru kwasu oraz poprawne wyjaśnienie.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Roztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą B.
Wzór tego kwasu to: CCl3COOH.
Wyjaśnienie:
Obecność (trzech) atomów chloru (o dużej elektroujemności) w cząsteczce
kwasu w sąsiedztwie grupy karboksylowej ((powoduje wzmocnienie efektu indukcyjnego),
najbardziej ułatwia oderwanie kationu wodoru od grupy karboksylowej, dzięki czemu moc
kwasu rośnie (albo jest większa od kwasu CH3COOH)).
21.2. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
| Wzór kwasu | Wartość p𝐾a |
|---|---|
| CH3COOH | 4,76 |
