Chemia · 2022
Matura CKE maj, PR (F‑2015)
Poziom rozszerzony · Formuła 2015
Zadanie 23.
(2 pkt)(0–2) Przygotowano roztwór bromu w dichlorometanie (rozpuszczalniku organicznym o wzorze CH2Cl2) o stężeniu 2,0 % masowych. Przez płuczkę zawierającą 280 gramów opisanego roztworu bromu przepuszczano bez dostępu światła mieszaninę etanu, etenu i etynu. Podczas doświadczenia przebiegły wyłącznie reakcje zilustrowane poniższymi równaniami: C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 C2H4 + Br2 → C2H4Br2 Do momentu całkowitego odbarwienia roztworu bromu przez płuczkę przepuszczono 521 cm3 mieszaniny gazów (objętość gazów podano w przeliczeniu na warunki normalne). Ustalono także, że po przejściu przez płuczkę objętość mieszaniny gazów była mniejsza o 86 %.
Oblicz wyrażoną w procentach objętościowych zawartość etynu w mieszaninie zawierającej etan, eten i etyn.
Odpowiedzi
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku w procentach objętościowych. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: – popełnienie błędów rachunkowych. LUB – niepodanie wyniku w procentach objętościowych (z błędną jednostką). 0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
rozwiązań zadań Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku końcowego od przyjętych zaokrągleń wyników pośrednich. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. 𝑚Br2 = 280 g ∙ 2,0 % = 5,6 g 5,6 g 𝑛Br2 = = 0,035 mola 160 g ∙ mol–1 521 cm3 ∙ 86,0 % ≅ 448 cm3 = 0,448 dm3 0,448 dm3 = 0,02 mola 22,4 dm3 ∙ mol–1 𝑥 – liczba moli etenu 𝑦 – liczba moli etynu 𝑥 + 𝑦 = 0,02 𝑥 + 2𝑦 = 0,035 𝑦 = 0,015 mola 0,015 mola ∙ 22,4 dm3 ∙ mol–1 = 0,336 dm3 0,336 dm3 ∙ 100 % ≅ 64,5 (%) 0,521 dm3 Sposób 2. 𝑚Br2 = 280 g ∙ 2,0 % = 5,6 g 5,6 g 𝑛Br2 = = 0,035 mola 160 g ∙ mol–1 521 cm3 ∙ 86,0 % ≅ 448 cm3 = 0,448 dm3 0,448 dm3 = 0,02 mola 22,4 dm3 ∙ mol–1 C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 C2H4 + Br2 → C2H4Br2 𝑥 moli – 𝑦 moli (0,02 – 𝑥)moli – (0,035 – 𝑦)moli 1 mol – 2 mole 1 mol – 1 mol 𝑦 = 2𝑥 0,02 – 𝑥 = 0,035 – 2𝑥 𝑥 = 0,035 – 0,02 𝑥 = 0,015 mola 0,015 mola ∙ 22,4 dm3 ∙ mol–1 = 0,336 dm3 0,336 dm3 ∙ 100 % ≅ 64,5 (%) 0,521 dm3 Sposób 3. 𝑚Br2 = 280 g ∙ 2,0 % = 5,6 g 521 cm3 ∙ 86,0 % ≅ 448 cm3 = 0,448 dm3 C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 𝑥 dm3 – 𝑦 g 22,4 dm3 – 320 g 320 𝑥 = 22,4𝑦 ⇒ 𝑦 = 14,29𝑥 C2H4 + Br2 → C2H4Br2 (0,448 – 𝑥) dm3 − (5,6 – 𝑦) g 22,4 dm3 − 160 g 160(0,448 – 𝑥) = 22,4(5,6 – 𝑦) 160(0,448 – 𝑥) = 22,4(5,6 – 14,29 𝑥) 71,68 –160 𝑥 = 125,44 – 320,096 𝑥 160,096 𝑥 = 53,76 𝑥 = 0,336 dm3 0,336 dm3 ∙ 100 % ≅ 64,5 (%) 0,521 dm3 Sposób 4. 𝑚Br2 = 280 g ∙ 2,0 % = 5,6 g 5,6 g 𝑛Br2 = = 0,035 mola 160 g ∙ mol–1 521 cm3 ∙ 86,0 % ≅ 448 cm3 = 0,448 dm3 0,448 dm3 = 0,02 mola 22,4 dm3 ∙ mol–1 Hipotetyczny skład mieszaniny reakcyjnej: 100 % etynu i 0 % etenu 0 % etynu i 100 % etenu Liczba moli Br2 uczestniczącego w reakcji: 0,04 mola 0,02 mola Skład mieszaniny odczytany z wykresu wynosi: 100 90 80 etynu 70 % 60 50 procentowa 40 mieszaninie, 30 w 20 zawartosć 10 0 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 liczba moli Br2, mol 75 % etynu i 25 % etenu.