Chemia - Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 31.
Oblicz pH wodnego roztworu kwasu etanowego o stężeniu 6,0% masowych i gęstości 1,00 g · cm−3 (t = 25°C), dla którego stopień dysocjacji α < 5%. Wynik końcowy zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie
wyniku jako wielkości niemianowanej z właściwą dokładnością.
1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
lub
– podanie wyniku z niewłaściwą dokładnością lub z błędnym zaokrągleniem.
lub
– podanie wyniku z jednostką.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
Przyjmujemy założenie, że mr = 100 g.
Obliczenie masy CH3COOH:
cp = msmr ⋅ 100% mCH3COOH = 6% ⋅ 100 g100% = 6 g
Obliczenie liczby moli CH3COOH:
n = mM = 6 g60 g = 0,1 mola
Obliczenie stężenia molowego roztworu:
Cm = nVr = n ⋅ dmr = 0,1 mol ⋅ 1000 g ⋅ dm−3100 g = 1 mol · dm−3
Obliczenie stężenia jonów H+ :
K = [CH3COO− ] ⋅ [H+ ][CH3COOH]
W stanie równowagi [CH3COO− ] = [H+ ] = X
i [CH3COOH] = Cm = C
więc K = X2C − X
Ponieważ X<<C to (C – X) ≈ C, czyli K = X2C
⇒ X = K ⋅ C = 1,8 ⋅ 10−5 ⋅ 1 = 4,24 · 10−3 = 4,2 · 10−3
pH = –log (0,42 · 10−2) = 2 – (–0,377) = 2,377 ≈ 2,4
