| I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń: 1) pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł […]. II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń: 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych z zastosowaniem metody naukowej. |
IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń: 8) […] stosuje regułę Le Chateliera-Brauna (regułę przekory) do jakościowego określenia wpływu zmian […] stężenia reagentów […] na układ pozostający w stanie równowagi dynamicznej. VI. Reakcje w roztworach wodnych. Uczeń: 9) pisze równania reakcji […] wytrącania osadów i wybranych soli z wodą […]. VII. Systematyka związków nieorganicznych. Uczeń: 13) przewiduje przebieg reakcji soli z mocnymi kwasami […]. |
Zasady oceniania
4 pkt – rozwiązanie zawierające poprawne uzupełnienie tabeli 1. i tabeli 2.
3 pkt – poprawne napisanie nazw jonów, poprawne określenie barw jonów biorących udział w opisanej równowadze, określenie wyglądu poszczególnych probówek po dodaniu wymienionych cieczy, poprawne uzupełnienie dwóch numerów zdjęć.
ALBO
– poprawne napisanie nazw jonów, poprawne określenie barw jonów biorących udział w opisanej równowadze, określenie wyglądu poszczególnych probówek po dodaniu wymienionych cieczy, błędne uzupełnienie numerów zdjęć.
ALBO
– błędy w nazwach jonów, poprawne określenie barw jonów biorących udział w opisanej równowadze, określenie wyglądu poszczególnych probówek po dodaniu wymienionych cieczy, poprawne uzupełnienie numerów zdjęć.
2 pkt – poprawne napisanie nazw jonów, poprawne określenie barw jonów biorących udział w opisanej równowadze.
ALBO
– poprawne napisanie nazw jonów, poprawne określenie barw jonów biorących udział w opisanej równowadze, błędne określenie wyglądu poszczególnych probówek po dodaniu wymienionych cieczy, poprawne uzupełnienie jednego numeru zdjęcia.
1 pkt – poprawne napisanie nazw jonów.
ALBO
– napisanie nazw jonów, poprawne określenia barw jonów biorących udział w opisanej równowadze, ale rozwiązanie zawiera błędy w nazwach jonów.
0 pkt – rozwiązanie całkowicie błędne albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
Rozwiązywanie przedstawionego problemu należy rozpocząć od określenia nazw oraz barwy roztworu jonów, w którym ustaliła się opisana równowaga. Z dodatniej wartości entalpii reakcji (Δ𝐻>0, reakcja endotermiczna) można wnioskować, że ogrzanie układu (𝑡 = 80 °C) będzie prowadzić do przesunięcia położenia stanu równowagi reakcji w stronę produktów. Skoro więc roztwór w tej temperaturze ma barwę żółtą, to właśnie taką barwą charakteryzują się aniony CuCl₄²⁻ (aq). Roztwór w temperaturze 𝑡 = 20 °C zawiera zarówno jony Cu²⁺ (aq) jak i CuCl₄²⁻ (aq). Jego zielona barwa wskazuje, że jest ona wynikiem złożenia dwóch barw: żółtej od anionu CuCl₄²⁻ (aq) oraz niebieskiej od jonu Cu²⁺ (aq).
Tabela 1.
| Nazwa jonu biorącego udział w przedstawionej równowadze |
kation miedzi(II)
|
anion chlorkowy |
anion tetrachloromiedzianowy(II)
|
| Barwa roztworu jonów |
jasnoniebieska LUB niebieska LUB błękitna
|
bezbarwna |
żółta LUB żółtozielona
|
Znając równanie reakcji opisującej przedstawioną równowagę oraz barwy poszczególnych jonów, możemy określić, jak będzie wyglądać układ po zaburzeniu w nim stanu równowagi wybranymi czynnikami.
Dodatek stężonego kwasu solnego zwiększy stężenie anionów chlorkowych w układzie:
HCl (aq) + H₂O (c) ⟶ H₃O⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)
Układ będzie dążył do zmniejszenia stężenia jonów chlorkowych, dlatego położenie stanu równowagi przesunie się w stronę produktów:
Cu²⁺ (aq) + 4Cl⁻ (aq) ⟶ CuCl₄²⁻ (aq)
Spowoduje to zmniejszenie stężenia jonów Cu²⁺ oraz zwiększenie stężenia jonów CuCl₄²⁻, roztwór przyjmie barwę żółtą.
Dodatek wody spowoduje sumaryczny spadek stężeń wszystkich jonów w roztworze. Aby temu zapobiec, anion CuCl₄²⁻ może ulec rozkładowi na jeden jon Cu²⁺ i cztery aniony Cl⁻ (w trakcie zwiększania objętości układu, położenie stanu równowagi reakcji przesuwa się w tę stronę, gdzie sumaryczna liczba drobin jest większa):
Cu²⁺ (aq) + 4Cl⁻ (aq) ⟵ CuCl₄²⁻ (aq)
Roztwór przyjmie barwę błękitną.
Dodatek stężonego wodnego roztworu azotanu(V) srebra(I) spowoduje usunięcie z układu reakcyjnego części jonów Cl⁻ w reakcji:
Ag⁺ (aq) + Cl⁻ (aq) ⟶ AgCl (s)
Układ, chcąc zapobiec spadkowi stężenia jonów Cl⁻, przesunie położenie stanu równowagi w kierunku substratów:
Cu²⁺ (aq) + 4Cl⁻ (aq) ⟵ CuCl₄²⁻ (aq)
Roztwór w probówce przyjmie barwę błękitną oraz będzie widoczny biały osad chlorku srebra.
Tabela 2.
|
Ciecz dodana do probówki zawierającej opisany układ równowagowy w 𝑡 = 25 °C
|
Stężony kwas solny |
Woda |
Stężony wodny roztwór azotanu(V) srebra(I)
|
| Numer zdjęcia |
2
|
4 |
6
|
