Dane w poniższej tabeli pokazują zależność rozpuszczalności amoniaku w wodzie od
temperatury.
Temperatura, °C
20
40
60
80
Rozpuszczalność, g w 100 g wody
51
34
23
16
Narysuj krzywą rozpuszczalności amoniaku w wodzie w zakresie temperatury od 20 °C
do 80 °C i odczytaj – w zaokrągleniu do jedności – wartość rozpuszczalności tego
gazu w temperaturze 68 °C. Rozpuszczalność amoniaku w wodzie w podanym zakresie
temperatury jest funkcją malejącą.
Rozpuszczalność amoniaku w temperaturze 68 °C: g w 100 g wody.
Rozpuszczalność soli X w wodzie wzrasta ze wzrostem temperatury, co pokazują dane
zamieszczone w poniższej tabeli.
Temperatura, °C
0
20
40
60
80
100
Rozpuszczalność, g w 100 g wody
5
12
26
47
71
96
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
18.1. (0–1)
Narysuj krzywą rozpuszczalności soli X w zakresie temperatury 0 °C– 100 °C i odczytaj
z niego wartość rozpuszczalności w temperaturze 70 °C. Rozpuszczalność soli X jest
funkcją rosnącą w całym podanym zakresie temperatury.
Rozpuszczalność soli X w temperaturze 70 °C: g w 100 g wody.
18.2. (0–2)
Oblicz, ile gramów soli X wykrystalizowało, gdy z 300 g roztworu nasyconego
w temperaturze 80 °C odparowała woda o masie 25 g. Wynik podaj w zaokrągleniu do
jedności.
o równych objętościach. Do każdej zlewki wprowadzono jednakową porcję stałego węglanu
wapnia. Zawartość zlewek wymieszano i odstawiono. Stwierdzono, że w żadnej zlewce
węglan wapnia nie uległ całkowitemu rozpuszczeniu. Temperatura wszystkich roztworów
po zakończeniu doświadczenia wynosiła 25 °C.
18.1. (0–1)
Oblicz stężenie molowe jonów Ca2+ w roztworze otrzymanym w zlewce A po
zakończeniu doświadczenia.
18.2. (0–2)
Rozstrzygnij, w której ze zlewek (A, B czy C) po zakończeniu doświadczenia znajdował
się roztwór o największym stężeniu jonów Ca2+, a w której – roztwór o najmniejszym
stężeniu jonów Ca2+. Zaznacz poprawną odpowiedź w każdym nawiasie i uzasadnij
swoje stanowisko. W uzasadnieniu najmniejszego stężenia jonów Ca2+ odwołaj się do
procesu równowagowego zachodzącego w roztworze.
Najwięcej jonów Ca2+ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie:
Najmniej jonów Ca2+ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie:
Poniżej przedstawiono wykres rozpuszczalności w wodzie dwóch soli KI i KNO3 w zależności
od temperatury.
6.1. (1 pkt)
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,
albo F – jeżeli jest fałszywa.
1.
Po wprowadzeniu 100 g azotanu(V) potasu do 100 g wody i po ogrzaniu mieszaniny do temperatury 40°C, na dnie zlewki pozostaje około 38 g substancji stałej.
P
F
2.
Po ochłodzeniu do temperatury 20°C nasyconych w temperaturze 60°C roztworów obu soli otrzymano w zlewce z roztworem jodku potasu roztwór nasycony, a zlewce z roztworem azotanu(V) potasu – roztwór nienasycony.
P
F
3.
W temperaturze około 87,5°C stężenie molowe nasyconego roztworu jodku potasu jest takie samo jak stężenie molowe nasyconego roztworu azotanu(V) potasu.
P
F
6.2. (2 pkt)
Do 150 g roztworu jodku potasu nasyconego w temperaturze 15°C dodano 100 g tej soli
i zawartość zlewki ogrzano do temperatury 65°C.
Oblicz, o ile procent wzrośnie masa roztworu w zlewce.
Większość soli potasu jest dobrze lub bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie. Jedną z nielicznych soli potasu słabo rozpuszczalnych w wodzie jest chloran(VII) potasu. Iloczyn rozpuszczalności tej soli, w temperaturze 20°C, wynosi 𝐾S(KClO4) = 1,05 · 10–2. Z tego powodu aniony chloranowe(VII) są odczynnikiem stosowanym w jakościowej analizie chemicznej do wykrywania obecności kationów potasu. Pojawienie się białego osadu, po dodaniu do badanego roztworu kilku cm3 nasyconego roztworu chloranu(VII) sodu, świadczy o obecności kationów potasu w tym roztworze:
K++ ClO–4 ⟶ KClO4↓
Rozpuszczalności chloranu(VII) sodu w wodzie, w temperaturze 20°C, wynosi
𝑅NaClO4 = 205,0 g100 g H2O,
a gęstość nasyconego roztworu tej soli w temperaturze 20°C wynosi
𝑑r.nas.NaClO4 = 1,58 g∙cm–3.
Na podstawie: CRC Handbook of Chemistry and Physics 90th Edition, CRC Press 2009.
Rozstrzygnij, czy dodanie 2,00 cm3 nasyconego (w temperaturze 20°C) roztworu chloranu(VII) sodu do 15,00 cm3 roztworu chlorku potasu o stężeniu molowym równym 0,020 mol ∙ dm–3 spowoduje, że wytrąci się osad chloranu(VII) potasu. Załóż, że objętość otrzymanej mieszaniny jest sumą objętości roztworów przed zmieszaniem. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami.
W poniższej tabeli zamieszczono dane dotyczące rozpuszczalności substancji X w wodzie,
a na wykresie przedstawiono krzywą zależności rozpuszczalności substancji Y w wodzie.
Temperatura, °C
Rozpuszczalność substancji X, g na 100 g wody
0
89
20
53
40
33
60
23
80
16
11.1. (0–2)
Narysuj na wykresie krzywą rozpuszczalności substancji X i wyznacz wartość
temperatury, w której substancje X i Y mają taką samą rozpuszczalność. Oblicz
stężenie procentowe nasyconego roztworu substancji X lub Y w tej temperaturze.
Substancje X i Y mają taką samą rozpuszczalność w temperaturze ℃.
Stężenie % nasyconego roztworu:
11.2. (0–2)
Spośród wymienionych niżej substancji wybierz tę, która była oznaczona symbolem X,
oraz tę, która była oznaczona symbolem Y. Napisz ich wzory i uzasadnij swój wybór.
Chlorek, bromek i jodek ołowiu(II) są solami trudno rozpuszczalnymi
w wodzie. Chlorek i bromek mają barwę białą, a jodek jest żółty.
Do 5,0 cm3 nasyconego roztworu chlorku ołowiu(II) dodano 2,5 cm3
roztworu pewnej soli i zaobserwowano efekt pokazany na zdjęciu.
Spośród poniższych soli wybierz tę, której roztwór mógł być użyty
w tym doświadczeniu, i zaznacz jej wzór. Oblicz, jakie powinno być
minimalne stężenie molowe użytego roztworu tej soli, żeby wystąpił
zaobserwowany efekt.
Węglan sodu jest solą dość dobrze rozpuszczalną w wodzie. Podczas ochładzania jej gorącego
roztworu nie powstaje sól bezwodna, ale wydzielają się hydraty, których skład zależy od
temperatury. W temperaturze 20ºC w równowadze z roztworem nasyconym pozostaje
dekahydrat o wzorze Na2CO3∙10H2O. Rozpuszczalność dekahydratu węglanu sodu w wodzie
w tej temperaturze jest równa 21,5 g w 100 g wody.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
Oblicz rozpuszczalność węglanu sodu (wyrażoną w gramach substancji na 100 gramów
wody) w opisanych warunkach w przeliczeniu na sól bezwodną.
Odpowiedź: Rozpuszczalność = g soli bezwodnej w 100 g wody.
W tabeli zestawiono wartości (zaokrąglone do liczb całkowitych) rozpuszczalności
chloranu(V) potasu w zakresie temperatury 0ºC – 100ºC.
Temperatura, ºC
0
20
40
60
80
100
Rozpuszczalność, g na 100 g wody
3
7
14
24
38
56
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
20.1. (0–1)
Narysuj krzywą rozpuszczalności chloranu(V) potasu w zakresie temperatury
0ºC – 100ºC. Rozpuszczalność tej soli w wodzie jest funkcją rosnącą w całym
podanym zakresie temperatury.
20.2. (0–1)
Rozstrzygnij, czy w temperaturze 20ºC można otrzymać roztwór chloranu(V) potasu
o stężeniu 7% masowych. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
20.3. (0–1)
Wykonaj obliczenia i odczytaj z wykresu wartość temperatury, w której nasycony
roztwór chloranu(V) potasu ma stężenie 30% masowych. Wartość temperatury podaj
w zaokrągleniu do jedności.
Węglan sodu występuje w postaci soli bezwodnej oraz w postaci hydratu zawierającego 63%
masowych wody. Obie formy rozpuszczają się w wodzie. Uwodniony węglan sodu tworzy
bezbarwne kryształy, które podczas ogrzewania uwalniają wodę krystalizacyjną i rozpuszczają
się w niej.
Rozpuszczalność węglanu sodu (w przeliczeniu na sól bezwodną) w temperaturze 40°C jest
równa 48,8 g na 100 g wody.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.
14.1. (0–1)
Wykonaj obliczenia i ustal wzór opisanego hydratu węglanu sodu.
Wzór hydratu:
14.2. (0–1)
Na podstawie obliczeń rozstrzygnij, czy węglan sodu zawarty w opisanym hydracie
całkowicie rozpuści się w wodzie krystalizacyjnej w temperaturze 40°C.
Rozstrzygnięcie: Węglan sodu (rozpuści się / nie rozpuści się) całkowicie w uwolnionej
wodzie krystalizacyjnej w temperaturze 40°C.
Rozpuszczalność molową substancji trudno rozpuszczalnej w wodzie wyrażamy za pomocą stężenia
molowego nasyconego roztworu tej substancji i oznaczamy literą S. Często używaną wielkością dla
substancji trudno rozpuszczalnych w wodzie jest iloczyn rozpuszczalności, oznaczany symbolem Kso lub
Ir. Iloczyn rozpuszczalności jest to iloczyn stężeń jonów powstałych w wyniku dysocjacji substancji
rozpuszczalnej w nasyconym roztworze tej substancji, podniesionych do odpowiednich potęg, będących
współczynnikami stechiometrycznymi w równaniu dysocjacji tej substancji.
AxBy ⇄ xAy+ + yBx−
KSo = [Ay+]x · [Bx−]y
Oblicz rozpuszczalność molową wodorotlenku magnezu w wodzie, jeżeli jego iloczyn
rozpuszczalności wynosi 3,2 · 10−11.
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
W kolbie umieszczono 1,0 g tlenku wapnia, dodano 100 cm3 wody, wymieszano i kolbę
zamkniętą korkiem pozostawiono na kilka godzin. Następnie pobrano trochę roztworu
i w temperaturze 25°C zmierzono jego pH. Po pewnym czasie pomiar powtórzono, ale wartość
pH nie zmieniła się i wynosiła 12,33. Przyjęto, że cały tlenek wapnia przereagował zgodnie
z równaniem:
CaO + H2O → Ca(OH)2
i ustaliła się równowaga między fazą stałą a roztworem:
Ca(OH)2 ⇄ Ca2+ + 2OH−
Oblicz wartość iloczynu rozpuszczalności (Ks) wodorotlenku wapnia w warunkach
doświadczenia.
Na podstawie: CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th Edition, CRC Press 2017.
Przygotowano 100 g wodnego roztworu jodku potasu w temperaturze t = 20°C, a następnie go rozcieńczono, dodając 195 g wody i utrzymując stałą temperaturę 20°C.
Na podstawie zamieszczonych informacji narysuj wykres zależności rozpuszczalności
jodku potasu od temperatury, a następnie oblicz stężenie molowe roztworu
otrzymanego po zmieszaniu 100 g roztworu nasyconego i 195 g wody
w temperaturze 20°C.
Fluorek wapnia CaF2 występuje w przyrodzie jako minerał fluoryt. Czysty fluorek wapnia jest
substancją trudno rozpuszczalną w wodzie i można go łatwo wytrącić w postaci
drobnokrystalicznego osadu. Proces rozpuszczania trudno rozpuszczalnej substancji jonowej
możemy przedstawić równaniem:
AxBy(stały) ⇄ xAy+(roztwór) + yBx–(roztwór)
Stała równowagi opisująca ten proces wyraża się równaniem:
Kc = cxAy+(roztw.) ⋅ cByBx–(roztw.)
jest nazywana iloczynem rozpuszczalności substancji AxBy i oznaczana symbolem
KSO(AxBy). Jeżeli w roztworze iloczyn stężeń jonów, na które dysocjuje dana substancja,
w potęgach odpowiadających współczynnikom stechiometrycznym z równania dysocjacji
jonowej tej substancji przekracza wartość iloczynu rozpuszczalności, to w roztworze takim
obserwujemy wytrącanie się osadu trudno rozpuszczalnej soli. Iloczyn rozpuszczalności
fluorku wapnia w wodzie wynosi KSO(CaF2) = 3,16 ⋅ 10–11.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, t. 2, Warszawa 2002, str. 354–355, 560–561.
W zlewce o pojemności 500,00 cm3 zmieszano 130,00 cm3 roztworu chlorku wapnia
o stężeniu 0,00500 mol · dm–3 i 70 cm3 roztworu fluorku sodu o stężeniu 0,00400 mol · dm–3. Objętość powstałego roztworu była sumą objętości roztworów wyjściowych.
Wykaż, przeprowadzając odpowiednie obliczenia, że w zlewce, w której zmieszano
roztwory obu soli wytrącił się
drobnokrystaliczny osad.
W czterech zlewkach przygotowano w temperaturze 293 K po 100 g roztworów czterech soli
o stężeniu 10% masowych. Następnie do każdej zlewki dosypano po 10 g tych samych soli,
utrzymując temperaturę 293 K – zgodnie z poniższym rysunkiem.
Rozpuszczalność tych soli w wodzie w temperaturze 293 K podano w poniższej tabeli.
Substancja
BaCl2
KCl
Na2SO4
NaNO3
Rozpuszczalność, g w 100 g wody
35,74
34,03
19,23
87,27
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2008, s. 222.
a)
Dla zlewek I, II i III wykonaj obliczenia i podaj numery tych zlewek, w których otrzymano roztwory nienasycone.
b)
Oblicz stężenie (wyrażone w procentach masowych) roztworu, który otrzymano w zlewce oznaczonej numerem IV.
Iloczyn rozpuszczalności KSO trudno rozpuszczalnej soli to iloczyn stężeń (podniesionych
do odpowiednich potęg) jonów tworzących tę sól w stanie równowagi w nasyconym
roztworze tej soli. Dla soli typu AB, której dysocjacja przebiega zgodnie z równaniem:
AB ⇄ A2+ + B2−
iloczyn rozpuszczalności KSO = [A2+] · [B2−]. Jeżeli w roztworze będą obecne jony A2+ oraz
B2− i wartość iloczynu ich stężeń będzie mniejsza od wartości iloczynu rozpuszczalności soli
AB, to osad tej soli nie wytrąci się. Strącenie osadu nastąpi wtedy, gdy zostanie przekroczona
wartość iloczynu rozpuszczalności.
Iloczyn rozpuszczalności KSO siarczanu(VI) baru w temperaturze T wynosi:
KSO = [Ba2+]·[SO2−4] = 1,08 · 10−10
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004, s. 221.
Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie tak, aby zdanie było prawdziwe.
W temperaturze T (może/nie może) istnieć roztwór, w którym iloczyn stężeń kationów baru
i anionów siarczanowych(VI) jest równy 1,08 · 10–7, ponieważ wartość ta jest (mniejsza/
większa) od wartości iloczynu rozpuszczalności siarczanu(VI) baru w temperaturze T.
Sacharoza dobrze rozpuszcza się w wodzie, a jej rozpuszczalność w dużym stopniu zależy od
temperatury.
Przygotowano nasycony wodny roztwór sacharozy w temperaturze 80°C. Następnie
ochłodzono go do temperatury 20°C i stwierdzono, że wykrystalizowało 1590 g sacharozy,
a roztwór, który pozostał po krystalizacji, miał masę 3040 g.
Oblicz rozpuszczalność sacharozy (w gramach na 100 gramów wody) w temperaturze
80°C, jeśli w temperaturze 20°C jest ona równa 204 g na 100 g wody.
Na podstawie: W. Mizerski, Małe tablice chemiczne, Warszawa 1997.
