Chemia - Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 53.
Jakość gleb zależy m.in. od zawartości tzw. próchnicy, stanowiącej mieszaninę związków chemicznych pochodzących z rozkładu szczątków organicznych. Sposób określenia w przybliżeniu zawartości próchnicy w glebie polega na ilościowym utlenieniu związków organicznych, których głównym składnikiem jest węgiel.
Utlenianie węgla zawartego w związkach organicznych można przeprowadzić za pomocą dichromianu(VI) potasu, w środowisku kwasu siarkowego(VI) z dodatkiem siarczanu(VI) rtęci(II) jako katalizatora (reakcja 1.), co w uproszczeniu można zilustrować równaniem:
3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 T, … katalizator 3CO2 + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O
W tej metodzie stosuje się nadmiar dichromianu(VI), a następnie – w obecności wskaźnika – utleniacz dodany w nadmiarze poddaje się reakcji z jonami żelaza Fe2+ jako reduktorem (reakcja 2.).
6Fe2+ + Cr2O2−7 + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Jest to tzw. miareczkowanie reduktometryczne, podczas którego roztwór soli żelaza(II) o znanym stężeniu znajduje się w biurecie. Ten roztwór dodaje się stopniowo do kolby z utleniaczem i na końcu dokładnie odczytuje, jaka jego objętość została zużyta w reakcji.
Do przygotowania roztworu soli żelaza(II) najczęściej stosuje się tzw. sól Mohra o wzorze (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O.
Oblicz masę próbki soli Mohra, którą trzeba odważyć, żeby w kolbie miarowej o pojemności 100 cm3 przygotować roztwór o stężeniu jonów Fe2+ równym 0,1 mol ∙ dm–3.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne obliczenie masy próbki soli Mohra i podanie wyniku z jednostką.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Msoli Mohra = 392 g ∙ mol−1
nFe2+ = 0,1 dm‒3 · 0,1 mol ∙ dm‒3 = 0,01 mol
nsoli Mohra = nFe2+ = 0,01 mol
msoli Mohra = 0,01 mol · 392 g ∙ mol−1= 3,92 g
