Chemia · 2021
Matura CKE maj, PR (F‑2015)
Poziom rozszerzony · Formuła 2015
Zadanie 30.
(2 pkt)(0–2)
Oblicz, ile gramów bezwodnego kwasu etanowego należy użyć do reakcji z jednym molem butan-2-olu w temperaturze T, aby przereagowało 85% początkowej ilości butan-2-olu.
Odpowiedzi
Poprawna odpowiedź
I: 𝑛 1 Stężenie początkowe alkoholu: = , a stężenie równowagowe alkoholu – po 𝑐alkoholu 𝑉= V 1 mol −0,85 mol 0,15przereagowaniu 85% początkowej ilości tego związku: ሾalkoholሿ= = . V V 1 mol ∙ 0,85 mol 0,85Równowagowe stężenia estru i wody: ሾesterሿ= [woda] = = . V V 𝑥Równowagowe stężenie kwasu: ሾkwasሿ= , gdzie 𝑥 oznacza liczbę moli kwasu w stanie V równowagi. Stała równowagi reakcji estryfikacji: ൬0,85 ൰2 ሾesterሿ∙[woda] V 0,7225 Kc = = = i Kc =2,12 ሾkwasሿ∙[alkohol] 𝑥 ∙0,15 0,15 ∙𝑥 V V 0,7225 2,12 = ⇒ 𝑥 = 2,27 mol 0,15∙𝑥 Początkowa liczba moli kwasu 𝑦, jeżeli przereagowało tyle moli kwasu, co alkoholu, czyli 0,85 mola: 𝑦 = 𝑥+ 0,85 = 2,27 + 0,85 = 3,12 mola 𝑚CH3COOH = 𝑛∙𝑀CH3COOH = 3,12 mol ∙ 60 g∙mol–1= 187,2 (g)
II: substancja Liczba moli Zmiana liczby moli, Liczba moli równowagowa, początkowa, mol mol mol alkohol 1 – 0,85 0,15 kwas 𝑥 – 0,85 𝑥 – 0,85 ester 0 + 0,85 0,85 woda 0 + 0,85 0,85 𝑛ester ⋅𝑛woda 𝐾 = 𝑛alkohol ⋅𝑛kwas 0,852 2,12 = ⇒ 𝑥 = 3,122 mol 0,15⋅(𝑥 – 0,85) Początkowa masa kwasu etanowego: 𝑚CH3COOH = 𝑥∙𝑀CH3COOH = 3,122 mol ∙ 60 g∙mol–1= 187,32 (g)
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w gramach. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: – popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego. LUB – niepodanie wyniku w gramach lub podanie go z błędną jednostką. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania. Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.
rozwiązań zadań Przykładowe rozwiązania