Zadanie 14.

2023 Reakcje w roztworach wodnych › Miareczkowanie Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Treść

Informacja do zadań 14.–16.

Poniżej przedstawiono informacje pozwalające porównać moc trzech substancji, które wykazują kwasowy charakter chemiczny w roztworach wodnych ($T = 25\ ^\circ\text{C}$, $p = 1000\ \text{hPa}$):

Substancja ($\ce{H2X}$)	$\text{p}K_{a1}$	$\text{p}K_{a2}$
benzeno–1,2–diol, $\ce{C6H4(OH)2}$	9,34	12,6
kwas butanodiowy, $\ce{HOOC-(CH2)2-COOH}$	4,21	5,64
tlenek siarki(IV), $\ce{SO2 (aq, nas.)}$, $[\ce{H2SO3}]$	1,85	7,20

Próbkę wodnego roztworu każdej z substancji (analitu) o objętości $10{,}0\ \text{cm}^3$ i stężeniu molowym $0{,}020\ \text{mol} \cdot \text{dm}^{-3}$, umieszczano w kolbie i miareczkowano roztworem titranta: $\ce{NaOH (aq)}$ o stężeniu molowym $0{,}020\ \text{mol} \cdot \text{dm}^{-3}$. Krzywe miareczkowania oznaczone literami A, B i C przedstawiono na wykresie.

Wykres krzywych miareczkowania pH względem V(NaOH): krzywa A (kreska-kropka, niebieska) startuje przy pH 5,52, łagodny wzrost do ok. pH 12 bez wyraźnego skoku; krzywa B (czerwona, przerywana) startuje przy pH 2,97, dwa skoki miareczkowania przy V=10 i V=20 cm3; krzywa C (zielona, ciągła) startuje przy pH 1,95, dwa skoki miareczkowania przy V=10 i V=20 cm3, wyraźniejsze niż w krzywej B — Krzywe miareczkowania A, B, C

Punkt równoważnikowy (PR) to punkt na krzywej miareczkowania odpowiadający takiej ilości titranta, która jest równoważna stechiometrycznej ilości analitu. W pobliżu PR podczas miareczkowania zachodzą wyraźne zmiany wartości pH, zwane skokiem miareczkowania. Schemat przedstawia zmiany barwy wskaźnika kwasowo–zasadowego – błękitu tymolowego – w roztworach o różnej wartości pH (zakresy zmiany barwy: 1,2–2,8 oraz 8,0–9,6):

Skala barw błękitu tymolowego w zależności od pH: czerwony (0-1), pomarańczowy (1-3), żółty (3-8), zielony (8-9), niebieski (9-14)

Na podstawie: W.M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97^th edition, 2016.

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

	Zdanie	P	F
1.	Krzywa C obrazuje zmiany pH podczas miareczkowania najmocniejszego kwasu, a krzywa A – zmiany pH podczas miareczkowania kwasu pośredniej mocy spośród wymienionych.
2.	W przebiegu krzywej B jest widoczny jeden skok miareczkowania, a pH w punkcie równoważnikowym miareczkowania okazuje się większe od 7.

Pokaż odpowiedź

Wymagania określone w podstawie programowej

Wymagania ogólne
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 5) wykorzystuje wiedzę […] do rozwiązywania problemów chemicznych […].
III. Opanowanie czynności praktycznych. Zdający: 2) projektuje doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje […] wnioski oraz wyjaśnienia.

Wymagania szczegółowe
VI. Reakcje w roztworach wodnych. Zdający: 3) interpretuje wartości […] pH […]; 6) przewiduje odczyn roztworu po reakcji substancji zmieszanych w ilościach stechiometrycznych […]; 7) klasyfikuje substancje jako kwasy lub zasady zgodnie z teorią Brønsteda–Lowry'ego; wskazuje sprzężone pary kwas – zasada; 8) uzasadnia przyczynę […] odczynu niektórych wodnych roztworów soli […].

Zasady oceniania 1 pkt – poprawne zaznaczenie dwóch odpowiedzi. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

	Zdanie	P	F
1.	Krzywa C obrazuje zmiany pH podczas miareczkowania najmocniejszego kwasu, a krzywa A – zmiany pH podczas miareczkowania kwasu pośredniej mocy spośród wymienionych.		F
2.	W przebiegu krzywej B jest widoczny jeden skok miareczkowania, a pH w punkcie równoważnikowym miareczkowania okazuje się większe od 7.	P