Wprowadzenie CO2 do roztworu pozostającego w równowadze z osadem węglanów powoduje ich przemianę w lepiej rozpuszczalne wodorowęglany. Stężenie CO2 w roztworze zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia tego gazu w mieszaninie gazów (np. w powietrzu) nad roztworem. W tabeli przedstawiono stężenie jonów Ca2+ w roztworze pozostającym w równowadze z osadem węglanu wapnia w zależności od ciśnienia CO2 w mieszaninie gazów nad roztworem (w temperaturze T).
| ciśnienie CO2, kPa | 0,0 | 0,032 | 1,0 |
|---|---|---|---|
| stężenie jonów Ca2+, mol · dm–3 | 2,53 ∙ 10–5 | 8,68 ∙ 10–4 | 2,73 ∙ 10–3 |
Na podstawie: A. M. Trzeciak, Wstęp do chemii nieorganicznej środowiska, Wrocław 1995.
Węglan ołowiu(II) jest białym ciałem stałym. Przeprowadzono doświadczenie, w którym do dwóch probówek dodano niewielką ilość węglanu ołowiu(II) oraz wodę i otrzymano zawiesinę.
Zadanie 15.1. (1 pkt)
Przez zawiesinę znajdującą się w pierwszej probówce przepuszczono CO2 i zaobserwowano zanik osadu.
Napisz w formie jonowej równanie reakcji zachodzącej w tej probówce.
Zadanie 15.2. (1 pkt)
Do drugiej probówki dodano niewielką ilość świeżo przygotowanego
wodnego roztworu KI i nie zaobserwowano żadnych zmian. Następnie przez zawiesinę znajdującą się w tej probówce przepuszczono CO2. Wygląd zawartości probówki po zakończeniu doświadczenia pokazano na zdjęciu.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, której rezultat pokazano na zdjęciu. Wyjaśnij, dlaczego zmiany wyglądu zawartości probówki zaobserwowano dopiero po przepuszczeniu tlenku węgla(IV) przez zawiesinę PbCO3. W odpowiedzi uwzględnij zmiany stężenia drobin będące konsekwencją wpływu CO2 na proces rozpuszczania węglanu.
Równanie reakcji:
Wyjaśnienie:
Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)
Zadanie 15.1. (1 pkt)
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
PbCO3 + H2O + CO2 → Pb2+ + 2HCO3–
Zadanie 15.2. (1 pkt)
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji oraz poprawne wyjaśnienie.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Równanie reakcji: Pb2+ + 2I– → PbI2 Wyjaśnienie: Po przepuszczeniu CO2 przez zawiesinę zwiększa się stężenie kationów ołowiu(II) (ponieważ osad węglanu ołowiu(II) się rozpuszcza) i w konsekwencji zostaje przekroczona wartość iloczynu rozpuszczalności PbI2.
Uwaga: Do uzyskania pozytywnej oceny wyjaśnienie musi zawierać 2 elementy:
1) informację o wzroście stężenia jonów Pb2+ 2) informację o wytrąceniu osadu w wyniku przekroczenia Ks.