Chemia - Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16.
Iloczyn rozpuszczalności Ks soli i wodorotlenków jest stałą równowagi dynamicznej, jaka
ustala się między nierozpuszczoną substancją a jej roztworem nasyconym.
Chlorek ołowiu(II) jest związkiem trudno rozpuszczalnym w wodzie. Iloczyn rozpuszczalności
tej soli wyraża się równaniem Ks(PbCl2) = [Pb2+] ⋅ [Cl−]2 . W temperaturze 298 K jego wartość
jest równa 1,7 ⋅ 10−5 .
Jeżeli stężenie jednego z jonów w roztworze się zmieni, np. przez rozpuszczenie innej
substancji, która jest mocnym elektrolitem i dysocjuje z wytworzeniem takich jonów, zmienia
się stężenie drugiego jonu, tak aby – zgodnie z regułą przekory – zachowana była stała wartość
iloczynu rozpuszczalności.
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
Przygotowano 100 cm3 nasyconego wodnego roztworu chlorku ołowiu(II) o temperaturze 298 K. Do przygotowanego roztworu dodano 100 cm3 wodnego roztworu chlorku sodu o stężeniu 1,0 mol ⋅ dm−3 .
Oblicz stężenie molowe jonów ołowiu(II) w roztworze otrzymanym w opisany powyżej sposób w temperaturze 298 K. W obliczeniach pomiń stężenie jonów chlorkowych pochodzących od trudno rozpuszczalnej soli.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie
wyniku w jednostce stężenia molowego (mol·dm–3).
1 p. – zastosowanie poprawnej metody, ale
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
lub
– niepodanie wyniku w jednostce stężenia molowego (mol·dm–3).
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Poprawne rozwiązanie
Ks(PbCl2) = [Pb2+] ⋅ [Cl−]2 = 1,7 ⋅ 10−5
[Pb2+] = Ks(PbCl2)[Cl−]2
[Cl−] = nCl−Vr = cNaCl ⋅ V2 V1 +V2 = 1,0 mol ⋅ dm−3 ⋅ 0,1 dm−30,1 dm−3 + 0,1 dm−3 = 1,0 ⋅ 10−1 mol0,2 dm−3 = 5 ⋅ 10−1 mol ⋅ dm−3
[Pb2+] = 1,7 ⋅ 10−5(5 ⋅ 10−1)2 = 1,7 ⋅ 10−525 ⋅ 10−2 = 0,068 ⋅ 10−3 = 6,8 ⋅ 10−5 mol ⋅ dm−3
