Próbna Matura Zadanie 19 3ECh Edukcja marzec 2019

Przygotowanie do matury z chemii, rozwiązywanie zadań, pomoc w zrozumieniu reakcji chemicznych, arkusze maturalne z chemii
00000000000000000000
Posty: 805
Rejestracja: 9 wrz 2017, o 17:30

Próbna Matura Zadanie 19 3ECh Edukcja marzec 2019

Post autor: 00000000000000000000 » 15 mar 2019, o 08:45

Arkusz i klucz tutaj:

Kod: Zaznacz cały

echodnia.eu/podkarpackie/probna-matura-2019-echa-dnia-chemia-rozszerzenie-zobacz-arkusze-i-odpowiedzi-w-serwisie-edukacja/ar/13964022#edukacja
Trochę błędów można w arkuszu znaleźć ale to co wydarzyło się w zadaniu 19 to kolejny przyczynek do tego, że zagadnienia związane z iloczynem rozpuszczalności są trudne. Popatrzmy co tam się wydarzyło:
pic1.jpg
pic2.jpg
Pierwsza fotka to informacja wstępna (w niej ważna jest dla nas tylko tabelka na samym dole), natomiast na drugiej fotce zadanie i rozwiązanie z klucza (i tutaj niestety wszystko jest źle).
Zauważmy, że w zlewce mamy roztwór chlorków baru, strontu i wapnia przy czym nie wiemy czy stężenia tych chlorków są takie same czy też różne. Gdybyśmy wiedzieli, że stężenia wszystkich są takie same to w związku z tym, że wszystkie siarczany są tego samego typu (AB) wytrącałyby się zgodnie z wartościami iloczynów rozpuszczalności, czyli tak jak podano w kluczu.
Tyle tylko, że nie znamy początkowego stężenia jonów baru, strontu i wapnia, a może się okazać, że kolejność wytrącania zależy od ich stężenia (no chyba, że nie i wtedy odpowiedź podana w kluczu jest OK). Dla porządku: przy wszystkich obliczeniach niżej zaniedbuję przyrost objętości związany z dodawaniem roztworu kwasu siarkowego.
Wprowadźmy oznaczenia:

[CaCl2]=[Ca2+]=A

[SrCl2]=[Sr2+]=B

[BaCl2]=[Ba2+]=C

Poszczególne siarczany zaczną się wytrącać przy następujących stężeniach jonów siarczanowych:

CaSO4[SO42-]A=2.4*10-5/A

SrSO4 [SO42-]B=7.6*10-7/B

BaSO4[SO42-]C=1.0*10-10/C

Najpierw, dla zabawy, poszukam takiego stężenia poszczególnych kationów aby wszystkie siarczany zaczęły się strącać jednocześnie, czyli przy takim samym stężeniu jonów siarczanowych, które oznaczę X:

[SO42-]A=[SO42-]B=[SO42-]C=2.4*10-5/A=7.6*10-7/B=1.0*10-10/C=X

Czyli dla:

A= 2.4*10-5/X

B=7.6*10-7/X

C=1.0*10-10/X

wszystkie wytrącą się jednocześnie.

Wystarczy teraz za X podstawić jakąś sensowną fizyczną wartość (sprawdzić czy obliczone stężenia kationów mają sens fizyczny (np. nie są ekstremalnie duże)). I tyle. Sensowne jest np. X=1 mol/dm3

Ok, wytrąciły się wszystkie jednocześni, a teraz będę zmieniał kolejność wytrącania. Powiedzmy, że mam kaprys aby siarczan wapnia wytrącił się przed siarczanem strontu, czyli:

[SO42-]A&lt[SO42-]B

czyli:

2.4*10-5/A&lt7.6*10-7/B

z tego:

A/B=[Ca2+]/[Sr2+]2.4*10-5/7.6*10-7=31.6.

czyli wystarczy, że stężenie jonów wapnia jest ponad 31.6 razy większe od stężenia jonów strontu to siarczan wapnia strąci się przed siarczanem strontu (oczywiście, tak jak poprzednio wszystkie stężenia muszą mieć sens fizyczny). W taki sam sposób można znaleźć stężenia kationów aby kolejność wytrącania była jeszcze inna.

To może przynajmniej druga część zadania jest policzona dobrze? Niestety nie. Po pierwsze nie wiadomo jaki osad będzie tym pierwszym, a poza tym to przy jakim stężeniu jonów siarczanowych zacznie się wytrącać osad zależy od stężenia kationu. Powiedzmy, że faktycznie tym osadem był siarczan baru to wytrąci się on przy:

[SO42-]=1.0*10-10/[Ba2+]

i tylko dla [Ba2+]=1.0*10-5 mol/dm3 wytrąci się przy takim stężeniu jak podano w kluczu. Przy każdym innym stężeniu jonów barowych to stężenie jonów siarczanowych będzie inne. Zauważmy, że aby rozwiązać tę część zadania nie wystarczy nawet informacja, że stężenia kationów są takie same. Musi być podana konkretna wartość stężenia molowego.

Co w taki razie policzono za pomocą rozwiązania podanego w kluczu? Banał, ale policzono stężenie jonów siarczanowych w roztworze nasyconym siarczanu baru.

Smutne!

BTW, wszystkim, którzy chcieliby zrozumieć albo zgłębić zagadnienia związane z równowagami jonowi polecam podręcznik Waldemara Ufnalskiego "Równowagi jonowe". Nic lepszego po polsku nie znajdziecie.

00000000000000000000
Posty: 805
Rejestracja: 9 wrz 2017, o 17:30

Re: Zadanie 19Próbna Matura 3ECh Edukcja, marzec 2019

Post autor: 00000000000000000000 » 15 mar 2019, o 09:15

Popatrzyłem na kolejne zadanie (zadanie 20) także z wiązane z iloczynem rozpuszczalności. Tutaj jest w rozwiązaniu także błąd ale już innego rodzaju.
pic3.jpg
Problem z tym rozwiązaniem jest taki, że wcale dwukrotne rozcieńczenie roztworu o pH=9, czyli pOH=5, czyli [OH-]=10-5 mol/dm3 spowoduje, że [OH-] spadnie o połowę czyli do wartości 5*10-6 mol/dm3. Tak będzie tylko w takim wypadku gdy ten roztwór o pH=9 był roztworem mocnej zasady. A tego z zadania nie wiemy. To pH=9 mogło pochodzić od słabej zasady lub np. buforu, tego nie wie nikt. Dla każdego z tych przypadków zmiany [OH-] będą inne.

ODPOWIEDZ
  • Podobne tematy
    Odpowiedzi
    Odsłony
    Ostatni post