Chemia - Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 15.
Do 1,00 dm3 wody destylowanej wprowadzono 90,0 cm3 wodnego roztworu kwasu azotowego(V) o stężeniu 5,00% masowych i gęstości równej 1,03 g ∙ cm–3.
Oblicz pH otrzymanego roztworu kwasu azotowego(V). W obliczeniach przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworu i wody. Wynik zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku
z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych.
LUB
– podanie wyniku z jednostką.
LUB
– podanie wyniku z niewłaściwą dokładnością.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku końcowego od przyjętych zaokrągleń wyników pośrednich. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.
Przykładowe rozwiązania
Sposób 1.
Masa wprowadzonego roztworu kwasu:
𝑚roz. = 90,0 cm3 ∙ 1,03 g ∙ cm−3 = 92,7 g
Masa wprowadzonego kwasu:
𝑚HNO3 = 5,00% ⋅ 92,7 g100% = 4,635 g
Liczba moli kwasu:
MHNO3 = 63 g · mol−1 nHNO3 = 4,635 g63 g · mol−1 ≅ 0,07357 mol
Stężenie molowe kwasu (stężenie jonów wodorowych):
𝑐H+= cHNO3 = 0,07357 mol1,09 dm3 ≅ 0,067 mol ∙ dm−3
pH powstałego roztworu: pH = –log(0,067) = 1,17
Sposób 2.
cm = 5,00% ∙ 1030 g ∙ dm–363 g ∙ mol–1 ∙ 100% = 0,82 mol ∙ dm–3
Liczba moli HNO3:
𝑛HNO3 = 0,82 mol ∙ dm-3 ∙ 0,090 dm3 ≅ 0,0738 mol
Stężenie molowe kwasu (stężenie jonów wodorowych):
𝑐H+= cHNO3 = 0,0738 mol1,09 dm3 ≅ 0,068 mol ∙ dm−3
pH powstałego roztworu: pH = –log(0,068) = 1,17
