Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 8. (4 pkt)
W wodnych roztworach słabych kwasów jednoprotonowych zachodzi dysocjacja. Dla danej wartości stężenia molowego roztworu i w danej temperaturze ustala się stan równowagi między cząsteczkami i jonami obecnymi w roztworze.
Na poniższym wykresie przedstawiono zależność stopnia dysocjacji (α) dwóch kwasów jednoprotonowych HX i HQ od stężenia molowego roztworu w temperaturze 20 °C.
Wartości stopnia dysocjacji kwasu HX dla wybranych stężeń molowych (𝑐0) zebrano w tabeli (𝑡 = 20 °C).
| 𝑐0, mol ∙ dm−3 | 0,002 | 0,008 | 0,018 | 0,028 | 0,042 | 0,100 |
| α, % | 43,6 | 25,2 | 17,6 | 14,4 | 11,9 | 7,9 |
W tabeli poniżej umieszczono wartości pH czterech roztworów kwasu HX o wybranych stężeniach molowych, a na wykresie przedstawiono logarytmiczną zależność pH roztworu tego kwasu od jego stężenia molowego w zakresie stężeń od 0,002 mol ∙ dm−3 do 0,028 mol ∙ dm−3 (𝑡 = 20 °C).
Uzupełnij tabelę brakującymi wartościami pH (z dokładnością do jednego miejsca po przecinku) oraz dokończ wykres zależności pH roztworu kwasu HX od jego stężenia molowego. Następnie oblicz stężenie molowe jonów X− i stężenie molowe niezdysocjowanych cząsteczek HX w roztworze o pH = 2,2. Odczyt z wykresu wykonaj z dokładnością do 0,002 mol · dm−3, a wartości stężenia molowego jonów X− i cząsteczek HX podaj z dokładnością do 0,001 mol · dm−3.
| 𝑐0, mol ∙ dm−3 | 0,002 | 0,008 | 0,018 | 0,028 | 0,042 | 0,100 |
| pH | 3,1 | 2,7 | 2,5 | 2,4 |
W roztworze o pH = 2,2 stężenie molowe jonów X– jest równe , a stężenie molowe niezdysocjowanych cząsteczek kwasu HX jest równe .
