Chemia - Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 15.

Kategoria: Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Typ: Oblicz

Chlorek wapnia tworzy rozpuszczalne hydraty o wzorze ogólnym CaCl2 ∙ 𝑛H2O. W zależności od temperatury w równowadze z roztworem nasyconym pozostają hydraty o różnych wartościach współczynnika 𝑛.

W temperaturze 40 °C jeden z hydratów chlorku wapnia rozpuszcza się w ilości 767,4 g na 100 g wody, a stężenie nasyconego roztworu chlorku wapnia wynosi 53,66% masowych.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Wykonaj obliczenia i napisz wzór opisanego hydratu chlorku wapnia.

Wzór hydratu:

Rozwiązanie

Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do ustalenia współczynnika 𝑛, poprawne wykonanie obliczeń oraz napisanie poprawnego wzoru hydratu.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
▪ popełnienie błędów rachunkowych
LUB
▪ napisanie niepoprawnego wzoru lub brak wzoru hydratu.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.

Rozwiązanie
𝑀CaCl2 = 111 g ∙ mol−1
𝑀H2O = 18 g ∙ mol−1
𝑚r = 767,4 g + 100 g = 867,4 g
cp = 53,66%

𝑚s = 53,66%100% ∙ 867,4 g = 465,4 g

𝑚H2O = 767,4 g – 465,4 g = 302,0 g

111 g465,4 g = n ∙ 18 g302,0 g

18 n = 72    𝐧 = 𝟒

Wzór hydratu: CaCl2 · 4H2O

Uwaga 1.: Zdający może przyjąć 𝑀CaCl2 = 110 g ∙ mol−1 ALBO 112 g ∙ mol−1 .
Uwaga 2: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.