Chemia - Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 30.
Nitrobenzen i anilina (benzenoamina) są bezbarwnymi cieczami, które na powietrzu i pod wpływem światła przyjmują żółte zabarwienie. Jedną z opisanych cieczy wprowadzono do zlewki z wodą, wymieszano i pozostawiono na pewien czas. W pierwszym etapie doświadczenia zbadano odczyn otrzymanej mieszaniny za pomocą uniwersalnego papierka wskaźnikowego. Efekt tego pokazano na zdjęciu 1. W drugim etapie do mieszaniny dodano roztwór substancji X, co spowodowało efekt widoczny na zdjęciu 2.
W temperaturze 25 °C w 100 g wody rozpuszcza się 3,5 g aniliny. Gęstość otrzymanego roztworu jest równa 1 g ∙ cm−3. Masa molowa tego związku jest równa 93 g ∙ mol−1.
Oblicz pH wodnego roztworu aniliny nasyconego w temperaturze 25 °C.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i napisanie
poprawnej wartości pH nasyconego roztworu aniliny.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
▪ popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
LUB
▪ napisanie wyniku z jednostką.
ALBO
– obliczenie wartości stężenia jonów OH– w roztworze.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
W 100 g wody znajduje się 3,5 g aniliny; masa roztworu jest równa 103,5 g, a przy założeniu,
że gęstość roztworu jest równa 1 g·cm–1 objętość roztworu jest równa 0,1035 dm3.
𝑀aniliny = 93 g · mol–1 ⇒ 𝑛aniliny = 0,0376 mol ⇒
caniliny = 0,363 mol · dm–3
𝐾b = 7,41 · 10–10 (wartość odczytana z tablic)
(Ponieważ spełniony jest warunek c0/𝐾𝑏 > 400, to można zastosować uproszczony wzór.
Stężenie jonów OH– w roztworze:)
[OH–] = 𝐾𝑏 ∙ c0 ⇒ [OH– ] = 1,64 · 10–5
pOH = 4,79 ⇒ pH = 9,21
