Chemia - Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 15.
Próbkę chlorku amonu o masie 0,10 g rozpuszczono w wodzie i otrzymano 100 cm3 roztworu. W powstałym roztworze kationy amonowe w pewnym stopniu ulegają przemianie zgodnie z poniższym równaniem.
NH+4 + H2O ⇄ NH3 + H3O+
Niewielką objętość przygotowanego roztworu umieszczono w probówce, do której dodano kilka kropel błękitu bromotymolowego. Błękit bromotymolowy przy wzroście pH zmienia barwę z żółtej na niebieską w zakresie pH od 6,0 do 7,6.
Oblicz pH otrzymanego roztworu i napisz, jaka była barwa roztworu po dodaniu wskaźnika. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku i napisanie poprawnej barwy roztworu.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku i błędne napisanie albo brak napisania barwy roztworu
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego i napisanie poprawnej barwy roztworu
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów H+ i napisanie poprawnej barwy roztworu.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego i błędne napisanie albo brak napisania barwy roztworu
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów H+ i błędne napisanie barwy roztworu.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązania
Sposób 1.
KNH3 = 1,78 ∙ 10−5
K+NH4 = 1 ∙ 10−141,78 ∙ 10−5 = 5,62 ∙ 10−10
𝑛 mol
⸺
0,10 g
𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl
c+NH4 = 0,001870,10 = 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm–3)
KNH+4 = [NH3] ∙ [H3O+][NH+4] = = 𝑥20,02 – 𝑥
𝑥 = [H3O+] = 3,35 · 10–6 (mol ∙ dm–3)
pH = 5,5
Barwa roztworu: żółta
Sposób 2.
KNH3 = 1,78 ∙ 10−5
K+NH4 = 1 ∙ 10−141,78 ∙ 10−5 = 5,62 ∙ 10−10
𝑛 mol
⸺
0,10 g
𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl
c+NH4 = 0,001870,10 = 0,0187 (mol ∙ dm–3)
𝐾NH+4 = [NH3] ∙ [H3O+]cNH+4 = 𝑥20,0187
𝑥 = [H3O+] = 3,24 · 10–6 (mol ∙ dm–3)
pH = 5,5
Barwa roztworu: żółta
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.
