4 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi
w zadaniu a szukanym wzorem hydratu oraz poprawne wykonanie obliczeń
prowadzących do ustalenia poprawnego wzoru hydratu.
3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi
w zadaniu a szukanym wzorem hydratu oraz wykonanie obliczeń prowadzących do
ustalenia wzoru hydratu, ale popełnienie jednej z usterek spośród:
• szacowanie wartości log cMe𝑛+ na podstawie wykresu zamieszczonego
w informacji wprowadzającej
• użycie wartości mas molowych niespełniających warunku zadania, tj. poprawnych
i innych niż wyrażone z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku
• popełnienie błędów rachunkowych
• brak zapisu wzoru hydratu.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi
w zadaniu a szukanym wzorem hydratu oraz wykonanie obliczeń prowadzących do
ustalenia wzoru hydratu, ale popełnienie dwóch dowolnych usterek spośród:
• szacowanie wartości log cMe𝑛+ na podstawie wykresu zamieszczonego
w informacji wprowadzającej
• użycie wartości mas molowych niespełniających warunku zadania, tj. poprawnych
i innych niż wyrażone z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku
• popełnienie błędów rachunkowych
• brak zapisu wzoru hydratu
ALBO
2 pkt – poprawne obliczenie liczby moli kationów Me2+ pochodzących od chlorku metalu
Me oraz liczby moli kationów Me2+ pochodzących od siarczanu(VI) metalu Me
w roztworze katodowym oraz zastosowanie niepoprawnej metody rozwiązania
dalszej części zadania albo brak dalszego rozwiązania.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi
w zadaniu a szukanym wzorem hydratu oraz wykonanie obliczeń prowadzących do
ustalenia wzoru hydratu, ale popełnienie trzech dowolnych usterek spośród:
• szacowanie wartości log cMe𝑛+ na podstawie wykresu zamieszczonego
w informacji wprowadzającej
• użycie wartości mas molowych niespełniających warunku zadania, tj. poprawnych
i innych niż wyrażone z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku
• popełnienie błędów rachunkowych
• brak zapisu wzoru hydratu
ALBO
1 pkt – poprawne obliczenie wartości stężenia molowego kationów Me2+ w roztworze
katodowym oraz zastosowanie niepoprawnej metody rozwiązania dalszej części
zadania albo brak dalszego rozwiązania
ALBO
1 pkt – poprawne obliczenie wartości potencjału półogniwa pełniącego funkcję katody
w warunkach zadania oraz dokonanie identyfikacji metalu, który pełni funkcję
katody.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązania
Sposób 1.
Z wykresu wynika, że: 𝐸Ko = 0,342 (V) – oznacza to, że metalem (Me) jest miedź (Cu).
SEM= EK – EA = 1,084 (V)
EA = –0,762 (V) (potencjał standardowy odczytany z tablic) EK = 0,322 (V)
Stężenie obliczone z równania Nernsta:
0,059
0,322 = 0,342 + ∙ log cCu2+ ⇒ cCu2+ = 0,210 (mol · dm–3) 2
Liczba moli Cu2+ w roztworze: 𝑛= 0,210 · 0,500 = 0,105 (mol)
MCuCl2= 134,45 (g ∙mol−1) MCuSO4 ∙ 5H2O = 249,71 (g ∙mol−1)
x – liczba moli kationów Cu2+ pochodzących od chlorku miedzi(II)
y – liczba moli kationów Cu2+ pochodzących od siarczanu(VI) miedzi(II)
Z warunków zadania:
𝑥 = 𝑦
{ 𝑥 + 𝑦 = 0,105
𝑥 = 𝑦 = 0,0525 (mol)
Masa CuCl2 · 𝑥H2O użytego do uzyskania roztworu katodowego:
rozwiązań zadań
22,05 – (0,0525 · 249,71) = 8,94 (g)
W tej porcji soli uwodnionej znajdowało się (0,0525 · 134,45) = 7,06 (g) soli bezwodnej
(CuCl2).
W porcji, w której znajdowało się 0,0525 mol soli bezwodnej, masa wody była równa
(8,95 – 7,06) = 1,88 (g).
Liczba moli wody w hydracie:
𝑛wody = 0,104 (mol)
𝑛soli : 𝑛wody = 0,0525 : 0,104 = 1 : 2
Wzór hydratu: CuCI2 · 2H2O
Sposób 2.
Przyjmuję, że roztwór ma objętość 1 dm3, więc masa soli 𝑚𝑠 = 44,10 (g).
Z równania Nernsta stężenie jonów miedzi:
0,059
0,322 = 0,342 + ∙ log cCu2+ ⇒ cCu2+ = 0,210 (mol · dm–3) 2
Liczby moli soli wynoszą: 𝑛CuSO4 = 0,105 (mol) i 𝑛CuCl2 = 0,105 (mol)
Masa hydratu CuSO4: 0,1050 · 249,71 = 26,22 (g)
Masa hydratu CuCl2: 44,10 −26,22 = 17,88 (g)
Masa molowa hydratu CuCl2 𝑀= 17,880 ∶0,1050 = 170,29 (g ∙mol−1)
Masa molowa bezwodnego CuCl2 MCuCl2 = 134,45 (g ∙mol−1), stąd masa wody w molu
hydratu: 𝑚H2O = 35,84 (g)
Liczba moli wody w hydracie: 35,84 ∶18,02 ≈ 2 mol
Wzór hydratu: CuCl2 · 2H2O
Sposób 3.
𝐸A = 𝐸Ao = −0,762 V 𝐸o = 0,342 V
SEM = EK − EA = 1,084 V
𝐸K = 0,322 V
o o 0,059 0,059
𝐸K − 𝐸A = 𝐸K − 𝐸A + · log 𝑐Cu2+ − · log 𝑐Zn2+ 2 2
0,059 0,059
1,084 = [0,342 − (−0,762)] + · log 𝑐Cu2+ − · log 1 2 2
0,059
1,084 = 1,104 + · log 𝑐Cu2+ 2
log 𝑐Cu2+ = −0,6779
to 𝑐Cu2+ = 0,210 (mol · dm–3)
𝑛 = 0,210 · 0,5 = 0,105 (mol)
1
𝑛 = 0,0525 (mol)
2
MCuCl2 ∙ 𝑥H2O = 134,45 + 18,02 · 𝑥 (g ∙mol−1)
MCuSO4 ∙ 5H2O = 249,71 (g ∙mol−1)
𝑥 – liczba moli wody przypadającej na 1 mol chlorku miedzi(II) w hydracie
22,05 = 0,0525 (249,71 + 134,45 + 18,02 · 𝑥 ) więc 𝑥 = 2 ⇒ CuCl2 ˑ 2H2O
Uwaga 1.: Zastosowanie w obliczeniach wartości masy molowej MH2O = 18,00 g ∙mol−1
nie skutkuje utratą 1 punktu.
Uwaga 2.: Jeśli w obliczeniach zdający zastosował błędną wartość masy molowej, to za