Zadanie 10.
Treść
Badano reakcje mocnego kwasu HA i słabego kwasu HX z mocną zasadą. W tym celu wykonano miareczkowanie wodnych roztworów tych kwasów za pomocą wodnego roztworu wodorotlenku potasu – zgodnie z poniższym opisem.
Umieszczono w zlewce $20{,}0\ \text{cm}^3$ roztworu wybranego kwasu o stężeniu $0{,}10\ \text{mol}\cdot\text{dm}^{-3}$ i zmierzono pH tego roztworu. Następnie do zlewki z roztworem kwasu dodawano porcjami wodny roztwór KOH o stężeniu $0{,}10\ \text{mol}\cdot\text{dm}^{-3}$. Po dodaniu każdej porcji roztworu wodorotlenku mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Punkt równoważnikowy (PR) został osiągnięty po dodaniu takiej objętości roztworu KOH, w jakiej liczba moli zasady jest równa liczbie moli kwasu. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie wykresu zależności mierzonego pH od objętości roztworu KOH – naniesione punkty połączono, w wyniku czego otrzymano krzywą miareczkowania.
Poniżej przedstawiono krzywą miareczkowania wodnego roztworu jednego z tych kwasów (HA albo HX) wodnym roztworem wodorotlenku potasu.
Rozstrzygnij, czy przedstawiony wykres ilustruje wyniki miareczkowania wodnego roztworu słabego kwasu HX wodnym roztworem KOH w opisanym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij – przytocz dwa różne argumenty.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
1.
2.
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych […].
III. Opanowanie czynności praktycznych. Zdający: 2) projektuje doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje […] wnioski oraz wyjaśnienia.
VI. Reakcje w roztworach wodnych. Zdający: 3) interpretuje wartości […] pH […]; 5) porównuje moc elektrolitów […]; 6) przewiduje odczyn roztworu po reakcji substancji zmieszanych w ilościach stechiometrycznych […]; 8) uzasadnia przyczynę […] odczynu niektórych wodnych roztworów soli […].
Zasady oceniania 2 pkt – poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie zawierające dwa poprawne argumenty odwołujące się do początkowej wartości pH roztworu oraz do wartości pH w punkcie równoważnikowym. 1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie zawierające jeden poprawny argument. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Rozstrzygnięcie: nie
Przykładowe uzasadnienia
Argument odwołujący się do początkowej wartości pH:
- Wyjściowy roztwór słabego kwasu HX (przed dodaniem do niego pierwszej kropli wodnego roztworu KOH) powinien mieć $\text{pH} > 1{,}0$ ALBO $\text{pH} \neq 1$.
- Roztwór kwasu o stężeniu $0{,}10\ \text{mol}\cdot\text{dm}^{-3}$ ma $\text{pH} = 1{,}0$.
ORAZ
Argument odwołujący się do wartości pH w punkcie równoważnikowym:
- Po dodaniu $20{,}00\ \text{cm}^3$ wodnego roztworu KOH otrzymano roztwór o $\text{pH} = 7{,}0$.
- Przy równych objętościach roztworu kwasu i zasady (o jednakowych stężeniach) $\text{pH} = 7{,}0$.
- Gdyby miareczkowano słaby kwas, punkt równoważnikowy powinien znajdować się przy pH roztworu innym/wyższym niż 7.
- W punkcie równoważnikowym pH otrzymanego roztworu jest równe 7, co oznacza, że powstała sól mocnego kwasu i mocnej zasady.
Uwaga 1.: Jako poprawny należy uznać argument dotyczący porównania kształtów wykresów dla słabego i mocnego kwasu.
Uwaga 2.: Odpowiedź: „pH kwasu jest bardzo niskie”, jest niewystarczająca.