Chemia - Matura Maj 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10.

Kategoria: Rozpuszczalność substancji Typ: Oblicz

W pewnym hydracie siarczanu(VI) kobaltu(II) masa tlenu stanowi 62,6 % masy tego związku. Rozpuszczalność tego hydratu w temperaturze 70 °C wynosi 67,0 g w 100 g H₂O.

Na podstawie: Merck KGaA, Tabela rozpuszczalności […], 2025 (sigmaaldrich.com).

Na podstawie obliczeń ustal, ile moli wody zawiera jeden mol opisanego hydratu, i napisz wzór tej soli. Rozstrzygnij, czy można całkowicie rozpuścić 1 mol tego hydratu w 400 g wody w temperaturze 70 °C. Uzasadnij odpowiedź. Przyjmij, że masa molowa siarczanu(VI) kobaltu(II) jest równa M = 155 g ∙ mol^–1.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Rozwiązanie

Zasady oceniania
3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie poprawnego wzoru hydratu oraz napisanie poprawnego rozstrzygnięcia i poprawnego uzasadnienia popartego obliczeniami.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, ale błędne napisanie wzoru albo brak wzoru hydratu oraz napisanie poprawnego rozstrzygnięcia i poprawnego uzasadnienia popartego obliczeniami
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie poprawnego wzoru hydratu, ale napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie błędnego wzoru albo brak wzoru hydratu oraz napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak
ALBO
– zastosowanie poprawnej metody, popełnienie błędów rachunkowych prowadzące do błędnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie wzoru hydratu oraz napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.

Przykładowe rozwiązania
Sposób 1.
64 + 16 ∙ 𝑥155 + 18𝑥 = 0,626
⇒ 𝑥 = 7
Wzór soli: CoSO₄∙7H₂O

M_{CoSO₄ ∙ 7H₂O} = 281 g ∙ mol⁻¹

100 g H₂O
400 g

⸺
⸺

67 g CoSO₄ ∙ 7H₂O
𝑦 g

⇒ 𝑦 = 268,0 g

Sposób 2.
64 + 16 ∙ 𝑥155 + 18𝑥 = 0,626
⇒ 𝑥 = 7
Wzór soli: CoSO₄∙7H₂O

M_{CoSO₄ ∙ 7H₂O} = 281 g ∙ mol⁻¹

100 g H₂O
𝑧 g

⸺
⸺

67,0 g CoSO₄ ∙ 7H₂ O
281 g

⇒ 𝑧 = 419,4 g

Rozstrzygnięcie:
Nie (można rozpuścić)

Uzasadnienie:
W 400 g wody można rozpuścić 268,0 g hydratu, a jego masa molowa to 281 g.
ALBO
Do rozpuszczenia jednego mola hydratu potrzeba 419,4 g wody.
ALBO
400 g ˂ 419,4 g albo 268,0 g ˂ 281 g

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.