Chemia - Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 27.
W praktyce analitycznej stosuje się roztwory zawierające mieszaninę dwóch kwasów lub zasad. Jeżeli roztwór zawiera mieszaninę dwóch słabych kwasów jednoprotonowych, można przyjąć z pewnym przybliżeniem, że stężenie jonów hydroniowych w tym roztworze jest równe:
[H3O+] = KaI ⋅ cI + KaII ⋅ cII
gdzie:
KaI i KaII – stałe dysocjacji kwasów
cI i cII – stężenia kwasów w otrzymanej mieszaninie.
W temperaturze T zmieszano 50,0 cm3 wodnego roztworu kwasu metanowego (mrówkowego) o stężeniu 0,10 mol · dm–3 z 50,0 cm3 wodnego roztworu kwasu etanowego (octowego) o stężeniu 0,10 mol · dm–3. W temperaturze T stała dysocjacji kwasu metanowego jest równa 1,77 · 10–4, a stała dysocjacji kwasu etanowego wynosi 1,75 · 10–5.
Oblicz pH otrzymanego roztworu. W obliczeniach przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości roztworów wyjściowych. Wynik końcowy zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku
w odpowiednich jednostkach i z odpowiednią dokładnością.
1pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
LUB
– podanie wyniku z błędną jednostką lub niepoprawną dokładnością.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.
Rozwiązanie
Po zmieszaniu roztworów objętość mieszaniny kwasów jest równa 100 cm3, a stężenia obu
kwasów: cHCOOH = cCH3COOH = 0,05 mol ⋅ dm3
stężenie jonów H3O+ w mieszaninie kwasów jest równe:
[H3O+] = 1,77 ⋅ 10−4 ⋅ 5 ⋅ 10−2 + 1,75 ⋅ 10−5 ⋅ 5 ⋅ 10−2 = 0,00312
pH = − log 0,00312 ≈ 2,5
