Zadanie 16.
Treść
Informacja do zadań 13.–16.
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze $\ce{H2S2O3}$. Wartości jego stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – $\text{p}K_{a1} = 0{,}6$ i $\text{p}K_{a2} = 1{,}74$.
Jon $\ce{S2O3^2-}$ ma strukturę analogiczną do jonu $\ce{SO4^2-}$. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów. Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu $\ce{Na2SO3}$ z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
$\ce{Na2SO3(aq) + S(s) -> Na2S2O3(aq)}$
Ten związek krystalizuje z roztworu jako sól uwodniona.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018; C. Housecroft, A.G. Sharpe, Inorganic chemistry, Harlow 2018.
Tiosiarczan sodu reaguje z bromem i jest stosowany do jego neutralizacji. Reakcja zachodzi zgodnie ze schematem:
$\ce{S2O3^2- + Br2 + H2O -> SO4^2- + H+ + Br-}$
a)
Uzupełnij schemat. Wpisz liczbę elektronów pobranych oraz liczbę elektronów oddanych przez 1 mol substratu. Wartości zapisz z odpowiednim znakiem (+, −).
b)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
$\ce{.... S2O3^2- + .... Br2 + .... H2O -> .... SO4^2- + .... H+ + .... Br-}$
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg procesów chemicznych; 6) stosuje poprawną terminologię.
VIII. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający: 1) stosuje pojęcia: stopień utlenienia […]; 4) oblicza stopnie utlenienia pierwiastków w jonie […] związku nieorganicznego […]; 5) stosuje zasady bilansu elektronowo-jonowego – dobiera współczynniki stechiometryczne w schematach reakcji utleniania-redukcji (w formie […] jonowej).
Zasady oceniania: 2 pkt – poprawne napisanie liczby $e^-$ oddawanych i przyjmowanych oraz sumarycznego równania reakcji we właściwej formie. 1 pkt – poprawne napisanie liczby $e^-$ oddawanych i przyjmowanych oraz niepoprawne napisanie sumarycznego równania reakcji albo brak sumarycznego równania reakcji. ALBO – niepoprawne napisanie liczby $e^-$ oddawanych i przyjmowanych oraz poprawne napisanie sumarycznego równania reakcji we właściwej formie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
a)
b)
$\ce{S2O3^2- + 4Br2 + 5H2O -> 2SO4^2- + 10H+ + 8Br-}$