Chemia - Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6.
Nadtlenek wodoru jest to substancja nietrwała, którą należy przechowywać w zimnym i ciemnym miejscu, gdyż w innych warunkach ulega powolnemu rozkładowi. Postęp rozkładu nadtlenku wodoru można badać np. za pomocą techniki miareczkowania.
W termostatowanym naczyniu umieszczono roztwór H2O2 o pewnym stężeniu, który utrzymywano w temperaturze 40 °C. W równych odstępach czasowych z tego roztworu pobierano próbki, które schładzano i miareczkowano za pomocą zakwaszonego roztworu manganianu(VII) potasu o stężeniu 0,0020 mol ∙ dm−3. Podczas miareczkowania zachodziła reakcja opisana równaniem:
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O
Wyznaczenie objętości zużytego roztworu KMnO4 pozwoliło obliczyć stężenie molowe H2O2 w próbce.
Objętość każdej pobieranej próbki była równa 2,0 cm3. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli.
| Czas, minuty | 0 | 10 | 20 | 30 |
| Objętość KMnO4, cm3 | 19,1 | 14,2 | 9,9 | 6,2 |
6.1. (0–2)
Uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia nadtlenku wodoru od czasu. Wartość stężenia zapisz w zaokrągleniu do trzeciego miejsca po przecinku.
| Czas, minuty | 0 | 10 | 20 | 30 |
| Stężenie molowe H2O2, mol ∙ dm−3 | 0,048 | 0,036 |
Obliczenia pomocnicze:
6.2. (0–1)
Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru wraz z upływem czasu (rośnie / maleje /
nie ulega zmianie).
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze 40 °C jest (większa niż /
mniejsza niż / taka sama jak) w temperaturze 20 °C.
Rozwiązanie
6.1. (0–2)
Zasady oceniania
2 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i poprawne narysowanie wykresu.
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli i błędne narysowanie wykresu albo brak wykresu.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
| Czas, minuty | 0 | 10 | 20 | 30 |
| Stężenie molowe H2O2, mol ∙ dm−3 | 0,048 | 0,036 | 0,025 | 0,013 ALBO 0,016 |
Uwaga 1.:
Wpisane przez zdającego do tabeli wartości stężeń mogą być podane z tolerancją
+/- 0,001.
Uwaga 2.:
Zapisy w polu na obliczenia nie podlegają ocenie.
Uwaga 3:
Wykres musi zawierać 4 punkty połączone pojedynczą linią (krzywą albo
odcinkami tworzącymi łamaną) przedstawiającą zależność funkcji malejącej
w całym zakresie. Punkty na wykresie muszą być zgodne z wartościami zawartymi
w tabeli.
Uwaga 4:
Jeżeli zdający wypełni tabelę z większą dokładnością i adekwatnie do tych
wartości wykona poprawnie wykres, otrzymuje za całe zadanie 1 pkt.
Uwaga 5:
Jeżeli zdający wypełni tabelę błędnymi wartościami i adekwatnie do tych wartości
wykona wykres, otrzymuje za całe zadanie 0 pkt.
6.2. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru wraz z upływem czasu (rośnie / maleje /
nie ulega zmianie).
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze 40 °C jest (większa niż /
mniejsza niż / taka sama jak) w temperaturze 20 °C.
