1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii
  3. Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 72.

Kategoria: Roztwory i reakcje w roztworach wodnych - ogólne Typ: Napisz równanie reakcji

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.) ⋅ CyBx–(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.

Napisz w postaci jonowej skróconej równanie reakcji, która przebiegła po zmieszaniu roztworu chlorku wapnia i roztworu fluorku sodu.

Rozwiązanie

Ca2+ + 2F− → CaF2

Wskazówki

Jeżeli sprawia nam trudność napisie równania reakcji od razu w formie jonowej, możemy najpierw zapisać je w postaci cząsteczkowej: CaCl2 + 2NaF → CaF2↓ + 2 NaCl i ustalić stosunek reagentów 1 : 2 : 1 : 2 z bilansu masowego (czyli uzupełnić współczynniki, zrównując masy stronami). Wiedząc, że chlorek wapnia, fluorek sodu oraz chlorek sodu są substancjami dobrze rozpuszczalnymi w wodzie, a fluorek wapnia jest substancją trudno rozpuszczalną w wodzie, co zostało zaznaczone w równaniu strzałką skierowaną w dół, zapisujemy równanie w postaci jonowej i redukujemy wyrazy podobne (czyli upraszczamy występujące po obu stronach równania reakcji takie same indywidua):

Ca2+ + 2Cl– + 2Na+ + 2F– → CaF2↓ + 2Na+ +2Cl–

Daje nam to ostateczną postać równania w formie jonowej: Ca2+ + 2F– → CaF2↓.
W zapisie tym możemy pominąć strzałkę oznaczającą wytrącanie się osadu.