Przygotowano próbki czterech kwasów:
• CH3COOH
• CH2ClCOOH
• CHCl2COOH
• CCl3COOH Wszystkie roztwory miały jednakową objętość. Stężenie molowe każdego kwasu było równe 1 mol∙dm–3. Do roztworów tych kwasów, znajdujących się w probówkach w przypadkowej kolejności, dodano po pięć kropli roztworu fioletu metylowego, który jest wskaźnikiem pH. Wyniki doświadczenia przedstawiono na zdjęciach.
A B C DFragment skali barw dla fioletu metylowego w roztworach o różnym pH przedstawia poniższy rysunek.
pH 0 1 2Wartości pKa dla kwasów użytych w doświadczeniu, podane w przypadkowej kolejności, wynoszą: 2,87; 4,76; 0,66; 1,35.
Zadanie 21.1. (2 pkt)
Na podstawie informacji wstępnej wybierz probówkę, w której znajduje się roztwór najmocniejszego kwasu, i dokończ zdania.
Roztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą
Wzór tego kwasu to:
wzór półstrukturalny (grupowy)
Wyjaśnij, dlaczego wybrany kwas wykazuje największą moc. W wyjaśnieniu odwołaj się do budowy cząsteczek tego związku.
Wyjaśnienie:
Zadanie 21.2. (1 pkt)
Uzupełnij tabelę. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) najsłabszego kwasu użytego w tym doświadczeniu oraz wartość pKa tego kwasu.
| Wzór kwasu | Wartość pKa |
|---|---|
Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)
Zadanie 21.1. (2 pkt)
2 pkt – poprawne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu i podanie jego wzoru oraz poprawne wyjaśnienie odwołujące się do budowy cząsteczki.
1 pkt – poprawne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu i podanie jego wzoru oraz błędne wyjaśnienie lub brak wyjaśnienia
ALBO
1 pkt – błędne wskazanie probówki z roztworem najmocniejszego kwasu lub brak wskazania i podanie poprawnego wzoru kwasu oraz poprawne wyjaśnienie.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Roztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą B.
Wzór tego kwasu to: CCl3COOH.
Wyjaśnienie: Obecność (trzech) atomów chloru (o dużej elektroujemności) w cząsteczce kwasu w sąsiedztwie grupy karboksylowej ((powoduje wzmocnienie efektu indukcyjnego), najbardziej ułatwia oderwanie kationu wodoru od grupy karboksylowej, dzięki czemu moc kwasu rośnie (albo jest większa od kwasu CH3COOH)).
Zadanie 21.2. (1 pkt)
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
| Wzór kwasu | Wartość pKa |
|---|---|
| CH3COOH | 4,76 |