Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 21. (4 pkt)
Aby wyznaczyć równanie kinetyczne reakcji utleniania etanolu jonami Cr2O2–7, do wodnego roztworu zawierającego K2Cr2O7 i kwas siarkowy(VI) dodano nadmiar alkoholu etylowego. Z mieszaniny reakcyjnej w równych odstępach czasu pobierano po 10 cm3 roztworu i oznaczano stężenie nieprzereagowanych anionów metodą jodometryczną. Ta metoda polega na dodaniu nadmiaru jonów I– do roztworu zawierającego utleniacz, a następnie – na oznaczeniu ilości wydzielonego jodu. W tym celu mieszaninę reakcyjną miareczkuje się roztworem Na2S2O3 o znanym stężeniu, w obecności skrobi jako wskaźnika. Zachodzą wówczas reakcje opisane równaniami:
Cr2O2–7 + 6I– + 14H+ → 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
2S2O2–3 + I2 → S4O2–6 + 2I–
Po wykonaniu opisanego doświadczenia ustalono, że w warunkach doświadczenia utlenianie etanolu przez Cr2O2–7 przebiega według równania kinetycznego:
𝑣 = 𝑘 ∙ cCr2O2–7
Na wykresie przedstawiono zależność szybkości reakcji 𝑣 od stężenia molowego jonów Cr2O2–7 .
Stężenie jonów Cr2O2–7 w dowolnym momencie trwania reakcji obliczano z zależności:
log cCr2O2–7 = log c0 – 𝑘 ∙ t2,303
We wzorze c0 oznacza początkowe stężenie jonów Cr2O2–7, 𝑘 jest stałą szybkości reakcji, a 𝑡 to czas (wyrażony w minutach).
Do wykonania opisanego doświadczenia użyto roztworu, w którym początkowe stężenie jonów Cr2O2–7 było równe 0,025 mol ∙ dm–3.
Oblicz, jaką objętość roztworu Na2S2O3 o stężeniu 0,0010 mol ∙ dm–3 zużyto do zmiareczkowania 10 cm3 roztworu pobranego po 10 minutach trwania reakcji utleniania etanolu jonami dichromianowymi(VI).