Chemia · 2020
Matura CKE kwiecień, PR (F‑2015)
Poziom rozszerzony · Formuła 2015
Zadanie 29.
(2 pkt)(0–2) Jon CH3COO – występujący w wodnym roztworze octanu sodu jest niezbyt mocną zasadą Brønsteda, która reaguje z cząsteczką wody zgodnie z równaniem: CH 3 COO H 2 O CH 3 COOH OH Równowagę tej reakcji opisuje stała dysocjacji zasadowej Kb, wyrażona następującym [CH 3 COOH] [OH ] K b [CH 3 COO ] Iloczyn stałej dysocjacji kwasowej Ka kwasu CH3COOH i stałej dysocjacji zasadowej Kb sprzężonej z nim zasady CH3COO – jest równy iloczynowi jonowemu wody: Ka∙Kb = Kw. W temperaturze 25 ºC iloczyn jonowy wody jest równy K w =1,0 10 14 .
Odpowiedzi
Zasady oceniania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody (w tym poprawne zapisanie – w dowolnej postaci – wyrażenia na stałą równowagi opisanej reakcji), poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku liczbowego jako wielkości niemianowanej. 1 p. – zastosowanie poprawnej metody, ale: – popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego lub – podanie wyniku liczbowego z błędną jednostką. 0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązanie Dla kwasu octowego w temperaturze 25 ºC K a =1,8 ⋅ 10−5 (odczyt z tablic) K w [CH 3 COOH] ⋅ [OH − ]K a K b = K w ⇒ K b = i K b = − K a [CH 3 COO ] − − x 2 [CH 3 COOH] = [OH ] = x i [CH 3 COO ] = c 0 − x ⇒ K b = c 0 − x Ponieważ reakcji z wodą ulega mniej niż 5% anionów octanowych, można założyć, że: x 2 K wc 0 − x ≈ c 0 ⇒ K b = ⇒ x = K b ⋅ c 0 ⇒ x = ⋅ c 0 ⇒ c 0 K a 1,0 ⋅ 10 −14 1,0 ⋅ 10 −14 −2 −11 −12 −6 −x = ⋅ 0,05 = ⋅⋅5 10 = 2,8 ⋅ 10 = 28 ⋅ 10 = 5,3 ⋅ 10 = [OH ] 1,8 ⋅ 10 −5 1,8 ⋅ 10 −5 + − −14 + K wK w = [H ] ⋅ [OH ] =1,0 ⋅ 10 ⇒ [H ] = − [OH ] − −6 + 1,0 ⋅ 10 −14 −8i [OH ] = 5,3 ⋅ 10 ⇒ [H ] = = 0,19 ⋅ 10 ⇒ 5,3 ⋅ 10 −6 pH = − log[H + ] = − log0,19 ⋅ 10 −8 = −−( 0,721 − 8 ) = 8,721 ≈ 8,7 Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wartości wyniku końcowego od ewentualnych wcześniejszych zaokrągleń.