Zadanie 13.
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.
Jeden z anionów kwasu tiosiarkowego ulega dysocjacji zasadowej. Stała $K_\text{b}$ tego procesu jest równa $5{,}49 \cdot 10^{-13}$.
Uzupełnij schemat tak, aby powstało równanie procesu dysocjacji zasadowej opisanego anionu kwasu tiosiarkowego. Zastosuj definicję kwasu i zasady Brønsteda.
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 6) stosuje poprawną terminologię.
VI. Reakcje w roztworach wodnych. Zdający: 1) pisze równania dysocjacji elektrolitycznej związków nieorganicznych […] z uwzględnieniem dysocjacji stopniowej; 3) interpretuje wartości […] $K_a$ […].
Zasady oceniania: 1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
$\ce{S2O3^2-}$ (zasada Brønsteda) przyjmuje proton od $\ce{H2O}$ (kwas Brønsteda), tworząc $\ce{HS2O3-}$ (sprzężony kwas) i $\ce{OH-}$ (sprzężona zasada) – stąd bardzo mała wartość $K_\text{b}$, typowa dla słabej zasady sprzężonej z mocniejszym kwasem $\ce{HS2O3-}$ ($\text{p}K_{a2} = 1{,}74$).