Zadanie 16.
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.
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):
Na podstawie: W.M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th edition, 2016.
Przeanalizuj krzywe miareczkowania i rozstrzygnij, czy można odróżnić wszystkie badane roztwory przy użyciu błękitu tymolowego po wprowadzeniu 4 i 14 $\text{cm}^3$ titranta. Zaznacz słowo TAK albo NIE przy każdym stwierdzeniu.
| Po wprowadzeniu 4 $\text{cm}^3$ titranta możliwe jest odróżnienie analitów. | TAK | NIE |
| Po wprowadzeniu 14 $\text{cm}^3$ titranta możliwe jest odróżnienie analitów. | TAK | NIE |
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 5) wykorzystuje wiedzę […] do rozwiązywania problemów chemicznych […].
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.
Zasady oceniania 1 pkt – poprawny wybór i zaznaczenie poprawnego rozstrzygnięcia dla każdego stwierdzenia. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
| Po wprowadzeniu 4 $\text{cm}^3$ titranta możliwe jest odróżnienie analitów. | TAK | |
| Po wprowadzeniu 14 $\text{cm}^3$ titranta możliwe jest odróżnienie analitów. | NIE |