W celu określenia zawartości węglanu wapnia w mieszaninie dwóch soli, zawierającej również węglan magnezu, próbkę tej mieszaniny o masie 2,84 g roztworzono w kwasie. Podczas analizy przebiegły reakcje chemiczne:
CaCO3 (s) + 2H3O+ (aq) → Ca2+ (aq) + CO2 (g) + 3H2O (c)
MgCO3 (s) + 2H3O+ (aq) → Mg2+ (aq) + CO2 (g) + 3H2O (c)
W wyniku zachodzących reakcji otrzymano 672 cm3 tlenku węgla(IV) w przeliczeniu na warunki normalne.
Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość CaCO3 w badanej próbce mieszaniny.
Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)
![Wymagania ogólne Wymagania szczegółowe II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej I. Atomy, cząsteczki i stechiometria wiedzy do rozwiązywania problemów. chemiczna. Zdający: Zdający: 5) dokonuje interpretacji […] ilościowej 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne równania reakcji w ujęciu molowym, informacje do rozwiązywania problemów masowym i objętościowym (dla gazów); chemicznych […]; 6) wykonuje obliczenia […] dotyczące: 7) wykonuje obliczenia dotyczące praw liczby moli oraz mas substratów i produktów chemicznych. (stechiometria […] równań reakcji](https://chemiamaturalna.com/wp-content/uploads/2026/09/2023-maj-klucz-z12-fig1.png)
Wymagania ogólne Wymagania szczegółowe II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej I. Atomy, cząsteczki i stechiometria wiedzy do rozwiązywania problemów. chemiczna. Zdający: Zdający: 5) dokonuje interpretacji […] ilościowej 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne równania reakcji w ujęciu molowym, informacje do rozwiązywania problemów masowym i objętościowym (dla gazów); chemicznych […]; 6) wykonuje obliczenia […] dotyczące: 7) wykonuje obliczenia dotyczące praw liczby moli oraz mas substratów i produktów chemicznych. (stechiometria […] równań reakcjiWymagania egzaminacyjne 2023 i 2024
chemicznych), objętości gazów w warunkach normalnych […].
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody rozwiązania prowadzącej do obliczenia zawartości CaCO3 w mieszaninie, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w procentach.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody rozwiązania, ale:
• popełnienie błędów rachunkowych LUB
• niepodanie wyniku w procentach (z błędną jednostką). ALBO
– poprawne obliczenie wartości masy albo liczby moli węglanu wapnia w mieszaninie.
0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.
Sposób 1.
MCaCO3 = 100,09 g ∙ mol–1 MMgCO3 = 84,32 g ∙ mol–1
672 ∙ 10–3 = 0,030 mol CO2 22,4 x g CaCO3 y mol CO2 = 100,09 g 1,00 mol (2,84 – x) g MgCO3 (0,030 – y) mol CO2 = 84,32 g 1,00 mol { x = 1,97 g CaCO3 { y = 0,0197 mol CO2 1,97 g % CaCO3 = ∙ 100 % = 69,4 (%) 2,84 gSposób 2.
MCaCO3 = 100 g ∙ mol–1 MMgCO3 = 84 g ∙ mol–1x – liczba moli CaCO3 y – liczba moli MgCO3
672 ∙ 10–3 = 0,030 mol CO2 22,4 x + y = 0,03 { 100x + 84y = 2,84 x = 0,02 mol CaCO3 { y = 0,01 mol MgCO3 100 g ∙ mol–1 ∙ 0,02 mol % CaCO3 = ∙ 100 % = 70,4 (%) 2,84 gSposób 3.
MCaCO3 = 100 g ∙ mol–1 MMgCO3 = 84 g ∙ mol–1
100 g CaCO3 — 22,4 dm3 CO2 x g CaCO3 — y dm3 CO2 84 g MgCO3 — 22,4 dm3 CO2(2,84 – x) g MgCO3 — (0,672 – y) dm3 CO2
{ x = 2 g y = 0,448 dm3 2 g % CaCO3 = ∙ 100 % = 70,4 (%) 2,84 g100 · y = 22,4 · x
84 · (0,672 – y) = 22,4 · (2,84 –x)
Sposób 4.
672 ∙ 10–3 = 0,030 mol CO2 22,4 2,84 0 % CaCO3 ⇒ nCO2 = 84= 0,0338 mol 2,84100 % CaCO3 ⇒ nCO2 = 100= 0,0284 mol
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,028 0,029 0,03 0,031 0,032 0,033 0,034 liczba moli CO2, mol % CaCO3 ≅ 70 (%)Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnejmetody i poprawnych obliczeń.