Chemia - Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 12.
Odmierzono 10,0 cm3 kwasu solnego o stężeniu c = 10,0% masowych i gęstości d = 1,05 g · cm–3, a następnie rozcieńczono ten kwas wodą destylowaną do objętości 750 cm3.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.
Oblicz pH otrzymanego roztworu. Wynik końcowy zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
LUB
– podanie wyniku z niewłaściwym zaokrągleniem.
LUB
– podanie wyniku z błędną jednostką.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak rozwiązania.
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.
Rozwiązanie
Sposób I
masa roztworu przed rozcieńczeniem
mr = d · Vr= 1,05 g · cm–3 · 10 cm3 = 10,5 g
masa HCl w roztworze
x
⸺
10,5 g
x = 1,05 g
liczba moli HCl
1,05 g
⸺
x mol
x = 0,0288 mola
stężenie kationów wodorowych (HCl)
1000 cm3
⸺
x mol
x = 0,0384 mol
cm = 0,0384 mol · dm–3 ⇒ [H+] = 0,0384 mol · dm–3
pH roztworu
pH = – log[H+] = –log[0,0384] = –log[10–1 · 0,38] = 1 + 0,42
pH = 1,4
Sposób II
liczba moli HCl
n = nM = Cp ∙ d ∙ VrM ∙ 100% = 10% ∙ 1050 g∙dm–3 ∙ 0,01 dm336,46 g∙mol–1 ∙ 100% = 0,0288 mol
stężenie kationów wodorowych (HCl)
cm = nVr = 0,0288 mol0,75 dm3 = 0,0384 mol∙dm–3
⇒ [H+] = 0,0384 mol · dm−3
[H+] ≈ 0,038 mol · dm−3
pH roztworu
pH = – log[H+] = –log[0,0384] = –log[10–1 · 0,38] = 1 + 0,42
pH = 1,4
