Chemia - Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 9.

Kategoria: Elektroliza Typ: Oblicz

Elektroliza wodnego roztworu HCl przebiega zgodnie z równaniem:

2H⁺ + 2Cl⁻ → H₂ + Cl₂

Podczas elektrolizy przez wodny roztwór HCl o objętości 400,0 cm³ i o stężeniu 0,1 mol·dm⁻³ przepłynął ładunek 3821,4 C.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i określ, jak się zmieniło (wzrosło czy zmalało), i o ile jednostek, pH tego roztworu w wyniku elektrolizy. Podczas rozwiązywania zadania nie zaokrąglaj wyników pośrednich. Stała Faradaya ma wartość F = 96500 C · mol^–1. Przyjmij, że objętość roztworu nie uległa zmianie, a podczas elektrolizy nie zachodziły procesy uboczne, np. rozkład wody.

Odpowiedź: pH roztworu

Rozwiązanie

Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i udzielenie poprawnej odpowiedzi dotyczącej zmiany pH roztworu.
1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
lub
– podanie wyniku z jednostką.
lub
– brak odpowiedzi na pytanie dotyczące zmiany pH roztworu.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.

Poprawne rozwiązanie
Stężenie HCl 0,1 mol·dm⁻³ ⇒ pH = 1
Liczba moli H⁺ = 0,1 mol·dm⁻³ · 0,4 dm³ = 0,04 mola

96500 C
3821,4 C

⸺
⸺

1 mol H⁺
x moli H⁺

x = 0,0396 mola H⁺ zostało usuniętych z roztworu
0,04 mola ─ 0,0396 mola = 0,0004 mola H⁺ pozostało w roztworze
[H⁺] = 0,0004 mola : 0,4 dm³ = 0,001 mol·dm⁻³
pH = 3 ⇒ pH wzrosło o 2 (jednostki)