Chemia - Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19.

Kategoria: Stechiometryczny stosunek reagentów Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Typ: Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Oblicz

Zawartość jonów dichromianowych(VI) w wodnym roztworze można określić dzięki zastosowaniu metody pośredniej. W pierwszym etapie dodaje się roztwór jodku potasu i kwas siarkowy(VI). Zachodzi wtedy reakcja opisana równaniem:

Cr2O2–7 + 6I +14H+ → 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O

W drugim etapie do otrzymanej mieszaniny dodaje się roztwór tiosiarczanu sodu i wtedy jony S2O2−3 reagują z jodem:

I2 + 2S2O2−3 → 2 I + S4O2–6

Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, Warszawa 2007.

19.1. (0–1)

Rozstrzygnij, czy jony dichromianowe(VI) w etapie pierwszym oraz jod w etapie drugim pełnią taką samą funkcję (utleniacza albo reduktora). Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

19.2. (0–2)

Aby określić zawartość jonów dichromianowych(VI) w próbce, przeprowadzono opisane reakcje. W reakcji z jodem wzięło udział 20,4 cm3 wodnego roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,10 mol∙dm3 .

Oblicz, ile gramów dichromianu(VI) potasu zawierała badana próbka. Przyjmij, że opisane przemiany przebiegły z wydajnością równą 100% oraz że masa molowa dichromianu(VI) potasu MK2Cr2O7 = 294 g⋅ mol−1.

Rozwiązanie

19.1. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie i poprawne uzasadnienie.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
Rozstrzygnięcie: Tak
Uzasadnienie: Jony dichromianowe(VI) i jod w opisanych przemianach ulegają redukcji, czyli pełnią funkcję utleniacza.

19.2. (0–2)

Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w gramach.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
LUB
– podanie wyniku liczbowego w innej jednostce niż g.
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
stosunek molowy ndichromianu(VI) potasu : ntiosiarczanu sodu = 1 : 6
ntiosiarczanu sodu = 0,0204 dm3 ∙ 0,1 mol ∙ dm–3 = 2,04 ∙ 10–3 mola

ndichromianu(VI) potasu = 2,04 ∙ 10–36 = 0,34 ∙ 10–3 mola

masa dichromianu(VI) potasu
mdichromianu(VI) potasu = n ∙ M = 0,34 ∙ 10–3 mola ∙ 294 g ∙ mol–1 = 0,1 (g)