Badano reakcje mocnego kwasu HA i słabego kwasu HX z mocną zasadą. W tym celu wykonano miareczkowanie wodnych roztworów tych kwasów za pomocą wodnego roztworu wodorotlenku potasu – zgodnie z poniższym opisem. Umieszczono w zlewce 20,0 cm3 roztworu wybranego kwasu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3 i zmierzono pH tego roztworu. Następnie do zlewki z roztworem kwasu dodawano porcjami wodny roztwór KOH o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3. Po dodaniu każdej porcji roztworu wodorotlenku mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Punkt równoważnikowy (PR) został osiągnięty po dodaniu takiej objętości roztworu KOH, w jakiej liczba moli zasady jest równa liczbie moli kwasu. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie wykresu zależności mierzonego pH od objętości roztworu KOH – naniesione punkty połączono, w wyniku czego otrzymano krzywą miareczkowania. Poniżej przedstawiono krzywą miareczkowania wodnego roztworu jednego z tych kwasów (HA albo HX) wodnym roztworem wodorotlenku potasu.
14,0 pH 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 PR 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 objętość roztworu KOH, cm3Rozstrzygnij, czy przedstawiony wykres ilustruje wyniki miareczkowania wodnego roztworu słabego kwasu HX wodnym roztworem KOH w opisanym doświadczeniu. Odpowiedź uzasadnij – przytocz dwa różne argumenty.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
1
2
Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)
2 pkt – poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie zawierające dwa poprawne argumenty odwołujące się do początkowej wartości pH roztworu oraz do wartości pH w punkcie równoważnikowym.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie i uzasadnienie zawierające jeden poprawny argument.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Rozstrzygnięcie: nie
Przykładowe uzasadnienia: Argument odwołujący się do początkowej wartości pH:
• Wyjściowy roztwór słabego kwasu HX (przed dodaniem do niego pierwszej kropli wodnego roztworu KOH) powinien mieć pH > 1,0 ALBO pH ≠ 1.
• Roztwór kwasu o stężeniu 0,10 mol ∙ dm–3 ma pH = 1,0. ORAZ Argument odwołujący się do wartości pH w punkcie równoważnikowym:
• Po dodaniu 20,00 cm3 wodnego roztworu KOH otrzymano roztwór o pH = 7,0.
• Przy równych objętościach roztworu kwasu i zasady (o jednakowych stężeniach) pH = 7,0.
• Gdyby miareczkowano słaby kwas, punkt równoważnikowy powinien znajdować się przy pH roztworu innym/wyższym niż 7.
• W punkcie równoważnikowym pH otrzymanego roztworu jest równe 7, co oznacza, że powstała sól mocnego kwasu i mocnej zasady.
Uwaga 1.: Jako poprawny należy uznać argument dotyczący porównania kształtówwykresów dla słabego i mocnego kwasu.
Uwaga 2.: Odpowiedź: „pH kwasu jest bardzo niskie”, jest niewystarczająca.