Hydroliza substancji A w środowisku kwasowym przebiega zgodnie ze schematem:
A H+ / H2O B + C
Wykonano doświadczenie, podczas którego badano szybkość tej reakcji. Przygotowano wodny roztwór substancji A o stężeniu 0,10 mol∙dm–3, który zakwaszono kwasem solnym, i utrzymywano temperaturę roztworu równą 25 °C. Co 30 minut mierzono stężenie substancji A w tym roztworze. Wyniki pomiarów przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2007.
Oblicz łączne stężenie molowe substancji B i substancji C w chwili t = 255 min opisanego doświadczenia.
W celu oznaczenia stężenia określonych jonów w roztworze należy strącić je całkowicie w postaci trudno rozpuszczalnego osadu, który po odsączeniu suszy się i praży do uzyskania stałej masy. Tę metodę stosuje się m.in. w oznaczaniu zawartości jonów żelaza(III) w badanej próbce.
W wyniku reakcji strącania jonów Fe3+ za pomocą nadmiaru jonów wodorotlenkowych z roztworu wydziela się uwodniony tlenek żelaza(III):
2Fe3+ + 6OH– → Fe2O3 ∙ 3H2O↓
Wyodrębniony ilościowo osad praży się w temperaturze ok. 1000 °C do uzyskania bezwodnego Fe2O3.
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2022.
11.1. (0–2)
Aby oznaczyć stężenie jonów żelaza(III), z próbki roztworu o objętości 100 cm3 całkowicie strącono uwodniony tlenek żelaza(III). Osad wyodrębniono ilościowo, przeniesiono do tygla i prażono do uzyskania stałej masy tlenku żelaza(III), równej 0,040 g.
Oblicz stężenie molowe jonów żelaza(III) w badanym roztworze.
11.2. (0–1)
Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Aby ilościowo wyodrębnić uwodniony tlenek żelaza(III) z badanego roztworu, należy wykonać
W tabeli podano wartości (zaokrąglone do liczb całkowitych) rozpuszczalności bezwodnego
siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie w zakresie temperatury 0 ℃–100 ℃.
Temperatura, ℃
0
20
40
60
80
100
Rozpuszczalność, g w 100 g wody
14
20
29
41
57
77
Na podstawie: J. Sawicka i in., Tablice chemiczne, Gdańsk 2016.
11.1. (0–1)
Narysuj krzywą rozpuszczalności bezwodnego siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie
w zakresie temperatury od 0 °C do 100 °C. Odczytaj – w zaokrągleniu do jedności –
wartość rozpuszczalności tej soli w temperaturze 72 °C.
Rozpuszczalność soli w temperaturze 72 ℃ : g w 100 g wody.
11.2. (0–2)
Do 150 g wody o temperaturze 20 ℃ dodano 70 g bezwodnego siarczanu(VI) miedzi(II).
a)
Rozstrzygnij, jaki roztwór otrzymano – nasycony w równowadze z osadem czy
nienasycony.
Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było otrzymanie roztworu chlorku sodu o stężeniu
molowym 10 razy mniejszym od stężenia roztworu wyjściowego.
W doświadczeniu użyto następujących substancji:
wodę destylowaną
wodny roztwór chlorku sodu o stężeniu 0,5 mol ∙ dm−3
odpowiedni sprzęt laboratoryjny, w tym szklane przyrządy pomiarowe pokazane na poniższych zdjęciach.
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Odmierzono 2,5 cm3 wodnego roztworu chlorku sodu o stężeniu 0,5 mol · dm−3 przy pomocy (pipety / biurety). Roztwór przeniesiono do (zlewki / kolby miarowej) o pojemności 250 cm3, czyli 250 ml, uzupełniono wodą destylowaną do kreski i zamknięto korkiem. Następnie zawartość wymieszano.
Cel doświadczenia (został / nie został) osiągnięty, ponieważ stężenie roztworu otrzymanego w wyniku rozcieńczenia jest (4 razy / 10 razy / 100 razy) mniejsze od stężenia roztworu wyjściowego.
W 250 g wodnego roztworu NaOH o stężeniu 2,0% rozpuszczono 9,0 g stałej mieszaniny NaOH i KOH, w której stosunek molowy tych wodorotlenków wynosił 𝑛NaOH : 𝑛KOH = 3 ∶ 1.
Oblicz, jaki procent masy otrzymanego roztworu stanowi masa NaOH. Przyjmij, że MNaOH = 40 g ∙ mol–1, MKOH = 56 g ∙ mol–1. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku.
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:
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.
W 150 cm3 wodnego roztworu chlorku manganu(II) o stężeniu molowym 𝑐 = 0,678 mol ∙ dm−3
i gęstości 𝑑 = 1,07 g ∙ cm−3 rozpuszczono 6,00 g hydratu tej soli o wzorze MnCl2 ∙ 4H2O.
Na podstawie: Z. Dobkowska, K.M. Pazdro, Szkolny poradnik chemiczny, Warszawa 2020.
Oblicz, jaki procent masy otrzymanego roztworu stanowi masa chlorku manganu(II).
Załóż, że objętość roztworu się nie zmieniła. Przyjmij wartości mas molowych: MMnCl2 = 126 g ∙ mol–1 oraz MMnCl2 ∙ 4H2O = 198 g ∙ mol–1.
Zmieszano 500 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o nieznanym stężeniu 𝑐
(roztwór A) i 250 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3
(roztwór B). W temperaturze 25 °C pH otrzymanego roztworu C wynosiło 12,7.
Oblicz stężenie molowe c roztworu A wodorotlenku sodu. Przyjmij, że objętość
powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworów. Wynik podaj
z odpowiednią jednostką.
Wodorotlenek wapnia jest mocną zasadą, która dysocjuje w roztworach wodnych zgodnie z równaniem:
Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH–
Nasycony w temperaturze 25°C wodny roztwór wodorotlenku wapnia ma pH równe 12,6.
Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Oblicz, ile miligramów wodorotlenku wapnia znajduje się w 100 gramach nasyconego w temperaturze 25°C wodnego roztworu tego wodorotlenku. Przyjmij, że w opisanych warunkach gęstość roztworu jest równa 1,00 g∙cm−3 oraz że masa molowa wodorotlenku wapnia jest równa 𝑴 = 74 g∙mol–1. Wynik zaokrąglij do jedności.
Kolorymetria jest metodą analizy chemicznej stosowaną do oznaczania małych stężeń substancji, których roztwory są barwne, na podstawie porównania intensywności barwy roztworu badanego i roztworu wzorcowego o znanym stężeniu. Intensywność zabarwienia roztworu zależy od absorpcji promieniowania elektromagnetycznego o określonej długości fali z zakresu światła widzialnego. Miarą absorpcji jest wielkość zwana absorbancją – oznaczana literą A. Absorbancja, jaką wykazuje dany roztwór, jest wprost proporcjonalna do stężenia barwnego składnika tego roztworu.
Metodę kolorymetryczną można zastosować do oznaczania miedzi(II) w postaci jonów diakwatetraaminamiedzi(II), ponieważ roztwory, w których te jony występują, są barwne.
Z badanego wodnego roztworu zawierającego jony diakwatetraaminamiedzi(II) pobrano próbki do pomiaru absorbancji (światło o długości fali λ = 600 nm) i uzyskano średni wynik A = 0,36. Następnie sporządzono krzywą wzorcową – wykonano pomiary absorbancji A dla czystej wody i dla dwóch próbek roztworów o znanym stężeniu miedzi(II) w postaci jonów diakwatetraaminamiedzi(II). Za każdym razem warunki pomiaru były takie same jak te, w jakich wykonano pomiary dla roztworu badanego. Otrzymane wyniki zestawiono w tabeli.
cmiedzi(II), mol∙dm–3
0,00
1,50 · 10–3
10,00 · 10–3
𝐴
0,00
0,12
0,80
Na podstawie: W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Warszawa 2008.
Narysuj wykres krzywej wzorcowej, a następnie odczytaj z niego stężenie miedzi(II) w badanym roztworze.
Stężenie miedzi(II) w badanym roztworze: mol ∙ dm–3.
