Chemia - Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8.
Amoniak bardzo dobrze rozpuszcza się wodzie, a w powstałym roztworze zachodzi reakcja opisana równaniem:
NH3 + H2O ⇄ NH+4 + OH−
Oblicz, jaki procent wszystkich wprowadzonych do wody cząsteczek amoniaku ulega tej reakcji w wodnym roztworze amoniaku o stężeniu 0,1 mol · dm–3 w temperaturze 298 K. Przyjmij, że (w opisanych warunkach) reakcji ulega mniej niż 5% wprowadzonych do wody cząsteczek amoniaku.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie
wyniku w procentach.
1 p. – zastosowanie poprawnej metody, ale
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
lub
– niepodanie wyniku w procentach.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązania
Sposób I
[NH+4]cNH3 ⋅ 100% = α
α < 5% ⇒ Kb = α2cNH3 ⇒ α = KbcNH3 ⇒
α = 1,8 ⋅10−50,1 = 1,8 ⋅ 10−4 = 1,3 ⋅10−2 = 1,3%
Sposób II
x = [NH+4] = [OH−] i [NH3] ≈ cNH3 ⇒
Kb = x2cNH3 ⇒ x = Kb ⋅ cNH3 ⇒ x = 1,8 ⋅10−5 ⋅ 0,1 = 1,3 ⋅10−3
%NH+4 = xcNH3 ⋅ 100%
%NH+4 = 1,3 ⋅10−30,1 ⋅ 100% = 1,3%
