Matura Kwiecień 2023, Poziom Rozszerzony (Informatory CKE), Formuła od 2023 - Zadanie 53. (1 pkt)

Jakość gleb zależy m.in. od zawartości tzw. próchnicy, stanowiącej mieszaninę związków chemicznych pochodzących z rozkładu szczątków organicznych. Sposób określenia w przybliżeniu zawartości próchnicy w glebie polega na ilościowym utlenieniu związków organicznych, których głównym składnikiem jest węgiel. Utlenianie węgla zawartego w związkach organicznych można przeprowadzić za pomocą dichromianu(VI) potasu, w środowisku kwasu siarkowego(VI) z dodatkiem siarczanu(VI) rtęci(II) jako katalizatora (reakcja 1.), co w uproszczeniu można zilustrować równaniem:

W tej metodzie stosuje się nadmiar dichromianu(VI), a następnie – w obecności wskaźnika – utleniacz dodany w nadmiarze poddaje się reakcji z jonami żelaza Fe2+ jako reduktorem (reakcja 2.).

6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

Jest to tzw. miareczkowanie reduktometryczne, podczas którego roztwór soli żelaza(II) o znanym stężeniu znajduje się w biurecie. Ten roztwór dodaje się stopniowo do kolby z utleniaczem i na końcu dokładnie odczytuje, jaka jego objętość została zużyta w reakcji.

Do przygotowania roztworu soli żelaza(II) najczęściej stosuje się tzw. sól Mohra o wzorze (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O.

Oblicz masę próbki soli Mohra, którą trzeba odważyć, żeby w kolbie miarowej o pojemności 100 cm3 przygotować roztwór o stężeniu jonów Fe2+ równym 0,1 mol ∙ dm–3.

Obliczenia:

Rozwiązanie:

Zadanie 53. (0–1)

I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Zdający: 1) […] przetwarza informacje z różnorodnych źródeł […]. Zakres rozszerzony V. Roztwory. Zdający: 2) wykonuje obliczenia związane z przygotowaniem, […] roztworów z zastosowaniem pojęć: stężenie procentowe lub molowe […]. XI. Zastosowania wybranych związków nieorganicznych. Zdający: 5) pisze wzory hydratów i soli bezwodnych […].

Zasady oceniania

1 pkt – poprawne obliczenie masy próbki soli Mohra i podanie wyniku z jednostką.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Msoli Mohra = 392 g ∙ mol−1
nFe2+ = 0,1 dm-3 · 0,1 mol ∙ dm– 3 = 0,01 mol
nsoli Mohra = nFe2+ = 0,01 mol
msoli Mohra = 0,01 mol · 392 g ∙ mol−1= 3,92 g

guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments