Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 52. (4 pkt)
Jakość gleb zależy m.in. od zawartości tzw. próchnicy, stanowiącej mieszaninę związków chemicznych pochodzących z rozkładu szczątków organicznych. Sposób określenia w przybliżeniu zawartości próchnicy w glebie polega na ilościowym utlenieniu związków organicznych, których głównym składnikiem jest węgiel.
Utlenianie węgla zawartego w związkach organicznych można przeprowadzić za pomocą dichromianu(VI) potasu, w środowisku kwasu siarkowego(VI) z dodatkiem siarczanu(VI) rtęci(II) jako katalizatora (reakcja 1.), co w uproszczeniu można zilustrować równaniem:
3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 T, … katalizator 3CO2 + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O
W tej metodzie stosuje się nadmiar dichromianu(VI), a następnie – w obecności wskaźnika – utleniacz dodany w nadmiarze poddaje się reakcji z jonami żelaza Fe2+ jako reduktorem (reakcja 2.).
6Fe2+ + Cr2O2−7 + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Jest to tzw. miareczkowanie reduktometryczne, podczas którego roztwór soli żelaza(II) o znanym stężeniu znajduje się w biurecie. Ten roztwór dodaje się stopniowo do kolby z utleniaczem i na końcu dokładnie odczytuje, jaka jego objętość została zużyta w reakcji.
W celu ustalenia zawartości próchnicy pobrano próbkę gleby o masie 450 mg. Do próbki dodano roztwór dichromianu(VI) potasu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm–3, tak aby nadmiar utleniacza stanowił 15% przy założeniu, że zawartość próchnicy w glebie jest maksymalna (tabela 1.), a średnia zawartość węgla w próchnicy wynosi 58% (w procentach masowych). Na reakcję z nadmiarem utleniacza zużyto 42,6 cm3 roztworu reduktora (jony Fe2+) o stężeniu 0,10 mol ∙ dm–3.
Tabela 1.
Nazwa gleby | Zawartość próchnicy, procent masy |
gleby bielicowe | 0,6–1,8 |
gleby płowe | 1,2–2,3 |
czarnoziemy | 2,6–4,0 |
rędziny | 2,0–6,0 |
mady | 1,1–4,2 |
Tabela 2.
Zawartość próchnicy, procent masy | Interpretacja wyniku |
< 1,0 | niska |
1,0–2,0 | średnia |
2,1–3,0 | wysoka |
> 3,0 | bardzo wysoka |
Na podstawie obliczeń ustal zawartość próchnicy w badanej glebie. Zinterpretuj otrzymany wynik na podstawie kryteriów podanych w tabeli 2.