Chemia - Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 15.

Kategoria: Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Typ: Oblicz

Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H₂S₂O₃. Wartości jego stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – p𝐾_a1 = 0,6 i p𝐾_a2 = 1,74 .
Jon S₂O^2–₃ ma strukturę analogiczną do jonu SO^2–₄. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.

Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów. Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na₂SO₃ z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:

Na₂SO₃ (aq) + S (s) → Na₂S₂O₃ (aq)

W reakcji syntezy tiosiarczanu sodu z 1,26 g bezwodnego siarczanu(IV) sodu i nadmiaru siarki powstało 2,48 g uwodnionego tiosiarczanu sodu.

Oblicz masę wody hydratacyjnej zawartej w wydzielonym tiosiarczanie sodu. Wynik napisz w zaokrągleniu do 0,001 g. Następnie wyznacz i napisz wzór wydzielonego hydratu. Przyjmij, że wydajność reakcji otrzymywania tiosiarczanu sodu wynosi 100 %.

Wzór hydratu:

Rozwiązanie

Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz napisanie wzoru hydratu.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wzoru hydratu.
ALBO
1 pkt – poprawne wykonanie obliczeń prowadzące do poprawnej liczby moli wody hydratacyjnej ale brak wzoru hydratu lub niepoprawny zapis wzoru.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.

Przykładowe rozwiązanie

1 mol Na₂SO₃
𝑥 mol

⸺
⸺

126,04 g
1,26 g

𝑥 = 0,010 mol

1 mol Na₂SO₃
0,010 mol

⸺
⸺

158,1 g Na₂S₂O₃
𝑦 g

𝑦 = 1,58 g bezwodnego produktu

masa wody w hydracie : 𝑚 = 2,48 – 1,58 = 0,90 g
liczba moli wody w hydracie: 0,05 mol

0,01 mol Na₂S₂O₃
1 mol

⸺
⸺

0,05 mol H₂O
𝑧

𝑧 = 5 mol ⇒ wzór hydratu: Na₂S₂O₃ ∙ 5H₂O

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.