Przejdź do głównej treści
CHM.03-01-23.06-SGCzerwiec 2023 · 15 kroków · ok. 32 min · 39 kryteriów z klucza

Rozwiązanie krok po kroku: Dokumentacja przygotowania roztworów

Zadanie polega na zaplanowaniu przygotowania trzech roztworów: 200 g roztworu sacharozy o stężeniu 8% (m/m), 200 cm³ roztworu chlorku amonu z 15 g soli (trzeba obliczyć jego stężenie molowe) oraz 100 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 5% (m/m) przez rozcieńczenie roztworu 25%. Dla każdego roztworu zdający wykonuje obliczenia i sporządza wykaz sprzętu, a dla sacharozy i kwasu także wykaz czynności. Na koniec wypełnia tabelę odczynników z klasyfikacją zagrożeń oraz wykaz środków ochrony i zasad postępowania przy rozcieńczaniu kwasu.

Model „d”, czyli dokumentacja na papierze. Zdający wpisuje ręcznie do tabel wydrukowanych w arkuszu wykaz sprzętu, odczynników i środków ochrony, obliczenia i listę czynności. Roztworów na egzaminie się nie sporządza - ocenia się wyłącznie zapis w tabelach. W podglądzie tłem jest strona arkusza, wpisy zdającego są granatowe i odręczne, a pola wpisane w bieżącym kroku są podświetlone na żółto. Kroki idą za kolejnością tabel w arkuszu, a w obrębie tabeli - za kryteriami klucza.

Skąd brać odpowiedzi. Wszystko jest w arkuszu: trzy krótkie procedury (zlewka czy kolba miarowa, masa chlorku amonu, stężenie wyjściowe kwasu), wyciąg z kart charakterystyki (klasyfikacja i środki ochrony indywidualnej) oraz dane nadrukowane w tabelach (gęstości, masa molowa NH₄Cl). Obliczenia policzyłem w skrypcie i porównałem z kluczem oceniania CKE.

Bezpieczeństwo. Według kart z arkusza sacharoza nie jest sklasyfikowana jako niebezpieczna, chlorek amonu działa szkodliwie po połknięciu i drażniąco na oczy (H302, H319), a roztwór kwasu siarkowego(VI) 25% powoduje poważne oparzenia skóry i uszkodzenie oczu (H314, „Niebezpieczeństwo”). Środki ochrony w tabeli 5 przepisuje się z karty kwasu. Sposobów postępowania przy rozcieńczaniu kwasu karty w arkuszu nie podają - to podstawowe zasady pracy w laboratorium, z których klucz wymienia listę do wyboru.

To jedno z możliwych rozwiązań: klucz przyjmuje inne sformułowania i inne poprawne metody obliczeń, a w wykazach sprzętu pozostałego wystarczą po dwie albo trzy pozycje z listy klucza.

Jak liczą się punkty. Klucz ma 39 kryteriów w 5 rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 30 punktów - można stracić 9 kryteriów i nadal zdać. Najwięcej punktów (po 10) dają tabele 1 i 3 - obliczenia, czynności i sprzęt dla sacharozy oraz kwasu siarkowego(VI).

Arkusz i pliki do pobrania Treść arkusza (PDF)

  1. Etap 1: Tabela 1. Roztwór sacharozy 8% (m/m)

    Kroki 1-4 · po tym etapie masz 10 z 39 kryteriów (pkt)

    Krok 1: Masa sacharozy i objętość wody

    Kryteria: , ,

    R.1.1 obliczenia masy sacharozy i objętości wody destylowanej potrzebnych do przygotowania roztworu, np. m sacharozy = 8% · 200 g/100% = 16 g; m wody = 200 g - 16 g = 184 g; V wody = 184 g/1 g/cm3 = 184 cm3 Dopuszczalna inna, tożsama metoda obliczeń.

    R.1.2 wynik obliczeń - masa sacharozy wynosi [g]: 16 lub wynik zapisany z inną dokładnością

    R.1.3 wynik obliczeń - objętość wody destylowanej wynosi [cm3]: 184 lub wynik zapisany z inną dokładnością

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Wykonaj obliczenia niezbędne do przygotowania 200 g roztworu sacharozy o stężeniu 8% (m/m), sporządź wykaz prac oraz wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania tego roztworu - uzupełnij Tabelę 1.

    Stężenie 8% (m/m) to 8 g substancji w 100 g roztworu, więc w 200 g roztworu jest 8 · 200 / 100 = 16 g sacharozy. Reszta masy to woda: 200 − 16 = 184 g, a przy gęstości 1 g/cm³ (nadruk w tabeli) jej objętość wynosi 184 cm³. Wodę odmierza się objętościowo, dlatego drugi wynik podaje się w cm³.

    Typowe błędy

    Odmierzenie 200 cm³ wody zamiast 184 cm³ - roztwór miałby 216 g i stężenie niższe niż 8%.

    Dokument po tym kroku

  2. Krok 2: Czynności: odważenie i odmierzenie wody

    Kryteria: ,

    R.1.4 odważenie sacharozy/ substancji

    R.1.5 odmierzenie wody (destylowanej)

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Wykonaj obliczenia niezbędne do przygotowania 200 g roztworu sacharozy o stężeniu 8% (m/m), sporządź wykaz prac oraz wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania tego roztworu - uzupełnij Tabelę 1.

    Kolejność wynika z procedury 1 („w zlewce przygotować … przez rozpuszczenie w wodzie destylowanej stałej sacharozy”). Najpierw odważenie 16 g sacharozy, potem odmierzenie 184 cm³ wody destylowanej cylindrem miarowym.

    Dokument po tym kroku

  3. Krok 3: Czynności: przeniesienie i rozpuszczenie

    Kryteria: ,

    R.1.6 (ilościowe) przeniesienie odważki/ sacharozy/ substancji do zlewki

    R.1.7 rozpuszczenie odważki/ sacharozy/ substancji w wodzie (destylowanej) lub równoważny zapis

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Wykonaj obliczenia niezbędne do przygotowania 200 g roztworu sacharozy o stężeniu 8% (m/m), sporządź wykaz prac oraz wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania tego roztworu - uzupełnij Tabelę 1.

    Ilościowe przeniesienie odważki do zlewki (naczynko spłukuje się częścią odmierzonej wody, żeby nie zgubić substancji) i rozpuszczenie sacharozy w wodzie, mieszając bagietką. Procedura każe na końcu przenieść roztwór do butelki - ta czynność nie ma osobnego kryterium.

    Typowe błędy

    Rozpuszczanie w kolbie miarowej „do kreski” - procedura każe przygotować roztwór procentowy w zlewce, z odmierzonej wody.

    Dokument po tym kroku

  4. Krok 4: Sprzęt do roztworu sacharozy

    Kryteria: , ,

    R.1.8 cylinder miarowy o pojemności 200 lub 250 cm3

    R.1.9 waga laboratoryjna lub równoważny zapis, naczynko wagowe/ szkiełko zegarkowe/ szalka Petriego

    R.1.10 co najmniej 3 pozycje spośród: zlewka, łyżeczka, bagietka, lejek, butelka, tryskawka, pipeta wkraplająca lub równoważny zapis

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Wykonaj obliczenia niezbędne do przygotowania 200 g roztworu sacharozy o stężeniu 8% (m/m), sporządź wykaz prac oraz wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania tego roztworu - uzupełnij Tabelę 1.

    Wodę (184 cm³) odmierza się cylindrem miarowym 200 cm³ (klucz przyjmuje 200 albo 250 cm³ - pojemność trzeba podać). Do odważenia: waga laboratoryjna i naczynko wagowe. Pozostały sprzęt wynika z czynności: łyżeczka, zlewka, bagietka, tryskawka, lejek i butelka - klucz wymaga co najmniej trzech z nich.

    Dokument po tym kroku

  5. Etap 2: Tabela 2. Roztwór chlorku amonu

    Kroki 5-6 · po tym etapie masz 16 z 39 kryteriów (pkt)

    Krok 5: Sprzęt do roztworu chlorku amonu

    Kryteria: , , ,

    R.2.1 kolba miarowa o pojemności 200 cm3

    R.2.2 waga laboratoryjna lub równoważny zapis, naczynko wagowe/ szkiełko zegarkowe/ szalka Petriego

    R.2.3 zlewka i/lub tryskawka

    R.2.4 co najmniej 2 pozycje spośród: łyżeczka, lejek (do kolby), pipeta wkraplająca lub równoważny zapis

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Sporządź wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania 200 cm3 roztworu chlorku amonu oraz oblicz jego stężenie molowe - uzupełnij Tabelę 2.

    Procedura 2 każe przygotować roztwór w kolbie miarowej 200 cm³ i w niej go zostawić - to naczynie miarowe, więc z pojemnością. Do odważenia 15 g soli: waga laboratoryjna z naczynkiem wagowym. Rozpuszcza się w kolbie, ale wodę destylowaną nalewa się ze zlewki albo tryskawki (osobne kryterium), a do pozostałych prac służą łyżeczka, lejek do kolby i pipeta wkraplająca (do dopełnienia do kreski).

    Typowe błędy

    Kolba miarowa bez pojemności albo cylinder zamiast kolby - stężenie molowe wymaga dokładnej objętości roztworu.

    Dokument po tym kroku

  6. Krok 6: Stężenie molowe chlorku amonu

    Kryteria: ,

    R.2.5 obliczenia dotyczące wyznaczenia stężenia molowego roztworu, np. C mol = m s / M·V; C mol =15 g/ 53,5 g/mol ·0,2 dm3 =1,402 mol/dm3 =1,4 mol/dm3 Dopuszczalna inna, tożsama metoda obliczeń.

    R.2.6 wynik obliczeń - stężenie molowe roztworu chlorku amonu wynosi [mol/dm3]: 1,4 lub wynik zapisany z inną dokładnością Uwaga! Za poprawny wynik należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń. Należy zwrócić uwagę na zależnośc wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Sporządź wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania 200 cm3 roztworu chlorku amonu oraz oblicz jego stężenie molowe - uzupełnij Tabelę 2.

    Stężenie molowe to liczba moli w 1 dm³ roztworu: c = m / (M · V). Objętość zamieniam na dm³ (200 cm³ = 0,2 dm³), masę molową biorę z nadruku w tabeli (53,5 g/mol): c = 15 / (53,5 · 0,2) = 1,402 mol/dm³, czyli 1,4 mol/dm³. Klucz przyjmuje wynik z inną dokładnością, jeśli wynika z poprawnych obliczeń.

    Typowe błędy

    Podstawienie 200 zamiast 0,2 dm³ - wychodzi 0,0014 mol/dm³.

    Dokument po tym kroku

  7. Etap 3: Tabela 3. Roztwór kwasu siarkowego(VI) 5% (m/m)

    Kroki 7-10 · po tym etapie masz 26 z 39 kryteriów (pkt)

    Krok 7: Objętość kwasu 25% i objętość wody

    Kryteria: , , ,

    R.3.1 obliczenia objętości roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 25% (m/m), np. regułą krzyża: 25% i 0% dają 5% w stosunku 5 : 20, więc 25 g - 5 g, 100 g - x, x = 20 g roztworu 25%; 1,18 g - 1 cm3, 20 g - x, x = 16,95 = 17 cm3. Dopuszczalna, inna tożsama metoda obliczeń

    R.3.2 obliczenia objętości wody destylowanej, np. m wody =100 g - 20 g = 80 g; V = 80 g/1 g/cm3 = 80 cm3 Dopuszczalna, inna tożsama metoda obliczeń

    R.3.3 wynik obliczeń - objętość roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 25% (m/m) wynosi [cm3]: 17

    R.3.4 wynik obliczeń - objętość wody destylowanej wynosi [cm3]: 80

    ok. 4 min
    Polecenie z arkusza

    Wykonaj obliczenia niezbędne do przygotowania 100 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 5% (m/m), sporządź wykaz prac oraz wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania tego roztworu - uzupełnij Tabelę 3.

    W 100 g roztworu 5% jest 5 g H₂SO₄. Taką masę kwasu zawiera 5 · 100 / 25 = 20 g roztworu 25%. Kwas odmierza się objętościowo, więc dzielę przez gęstość z nadruku: 20 g : 1,18 g/cm³ = 16,95 cm³, czyli 17 cm³ (arkusz każe zaokrąglić do całości). Woda to reszta masy: 100 − 20 = 80 g, czyli 80 cm³. Klucz pokazuje regułę krzyża (25% i 0% mieszane w stosunku 5 : 20) - to inna poprawna metoda z tym samym wynikiem.

    Typowe błędy

    Odjęcie objętości od masy (100 − 17 = 83 cm³ wody) - bilans robi się na masach, a dopiero potem przelicza na objętość.

    Dokument po tym kroku

  8. Krok 8: Czynności: woda do zlewki, odmierzenie kwasu

    Kryteria: ,

    R.3.5 odmierzenie wody (destylowanej) i przelanie do zlewki

    R.3.6 odmierzenie roztworu kwasu siarkowego(VI) (o stężeniu 25%)

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Wykonaj obliczenia niezbędne do przygotowania 100 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 5% (m/m), sporządź wykaz prac oraz wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania tego roztworu - uzupełnij Tabelę 3.

    Przy rozcieńczaniu kwasu najpierw odmierza się wodę i przelewa do zlewki, a dopiero potem odmierza roztwór kwasu 25% pipetą wielomiarową z gruszką - stąd taka kolejność wpisów.

    Dokument po tym kroku

  9. Krok 9: Czynności: kwas do wody i wymieszanie

    Kryteria:

    R.3.7 przeniesienie kwasu siarkowego(VI) do zlewki z wodą (destylowaną) i wymieszanie roztworu

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Wykonaj obliczenia niezbędne do przygotowania 100 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 5% (m/m), sporządź wykaz prac oraz wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania tego roztworu - uzupełnij Tabelę 3.

    Kwas wlewa się do wody, powoli, i miesza roztwór - to jedno kryterium obejmujące obie czynności. Wlewanie wody do stężonego kwasu grozi gwałtownym nagrzaniem i rozpryskiem (wiedza ogólna z zasad BHP; karta w arkuszu podaje tylko H314 i środki ochrony). Na końcu roztwór przenosi się do butelki, jak każe procedura 3.

    Typowe błędy

    Wlanie wody do kwasu albo pominięcie wymieszania - kryterium R.3.7 wymaga obu elementów.

    Dokument po tym kroku

  10. Krok 10: Sprzęt do roztworu kwasu siarkowego(VI)

    Kryteria: , ,

    R.3.8 pipeta wielomiarowa o pojemności 25 cm3 lub pipeta wielomiarowa o pojemności 20 cm3; dopuszcza się cylinder miarowy o pojemności 25 cm3

    R.3.9 cylinder miarowy o pojemności 100 cm3

    R.3.10 co najmniej 3 pozycje spośród: zlewka, bagietka, gruszka (do pipety) lub równoważny zapis, butelka, lejek, pipeta wkraplająca lub równoważny zapis, tryskawka

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Wykonaj obliczenia niezbędne do przygotowania 100 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 5% (m/m), sporządź wykaz prac oraz wykaz sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przygotowania tego roztworu - uzupełnij Tabelę 3.

    17 cm³ kwasu odmierza się pipetą wielomiarową 25 cm³ (klucz przyjmuje też pipetę 20 cm³ albo cylinder 25 cm³), 80 cm³ wody - cylindrem miarowym 100 cm³. Pipetę napełnia się gruszką. Do tego zlewka, bagietka, lejek, butelka i tryskawka - z listy klucza wystarczą trzy pozycje.

    Dokument po tym kroku

  11. Etap 4: Tabela 4. Wykaz odczynników chemicznych

    Kroki 11-13 · po tym etapie masz 35 z 39 kryteriów (pkt)

    Krok 11: Sacharoza

    Kryteria: , ,

    R.4.1 Dla sacharozy: Wzór sumaryczny: C12H22O11

    R.4.2 Dla sacharozy: Stopień czystości substancji stałej: cz.d.a.

    R.4.3 Dla sacharozy: Klasyfikacja substancji lub mieszaniny: nie jest sklasyfikowana jako niebezpieczna lub ―

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Sporządź wykaz odczynników chemicznych niezbędnych do przygotowania roztworów sacharozy, chlorku amonu i kwasu siarkowego(VI) - uzupełnij Tabelę 4.

    Nazwy odczynników są już nadrukowane. Dla sacharozy z karty: wzór C₁₂H₂₂O₁₁, substancja stała cz.d.a., klasyfikacja - nie jest sklasyfikowana jako niebezpieczna (klucz przyjmuje też kreskę).

    Dokument po tym kroku

  12. Krok 12: Chlorek amonu

    Kryteria: , ,

    R.4.4 Dla chlorku amonu: Wzór sumaryczny: NH4Cl

    R.4.5 Dla chlorku amonu: Stopień czystości substancji stałej: cz.d.a.

    R.4.6 Dla chlorku amonu: Klasyfikacja substancji lub mieszaniny: H302,H319 lub Działa szkodliwie po połknięciu; Działa drażniąco na oczy.

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Sporządź wykaz odczynników chemicznych niezbędnych do przygotowania roztworów sacharozy, chlorku amonu i kwasu siarkowego(VI) - uzupełnij Tabelę 4.

    Chlorek amonu: wzór NH₄Cl, substancja stała cz.d.a., klasyfikacja z karty H302, H319 (szkodliwy po połknięciu, drażni oczy).

    Dokument po tym kroku

  13. Krok 13: Kwas siarkowy(VI)

    Kryteria: , ,

    R.4.7 Dla kwasu siarkowego(VI): Wzór sumaryczny: H2SO4

    R.4.8 Dla kwasu siarkowego(VI): Stężenie roztworu: 25% lub 25% (m/m)

    R.4.9 Dla kwasu siarkowego(VI): Klasyfikacja substancji lub mieszaniny: H314 lub Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia oczu.

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Sporządź wykaz odczynników chemicznych niezbędnych do przygotowania roztworów sacharozy, chlorku amonu i kwasu siarkowego(VI) - uzupełnij Tabelę 4.

    Odczynnikiem jest roztwór, z którego się rozcieńcza, nie gotowy roztwór 5%: wzór H₂SO₄, stężenie 25%, klasyfikacja z karty roztworu 25% - H314.

    Typowe błędy

    Wpisanie stężenia 5% - tabela pyta o odczynnik potrzebny do przygotowania roztworu, a jest nim kwas 25%.

    Dokument po tym kroku

  14. Etap 5: Tabela 5. Środki ochrony i zasady postępowania

    Kroki 14-15 · po tym etapie masz 39 z 39 kryteriów (pkt)

    Krok 14: Środki ochrony indywidualnej

    Kryteria: , ,

    R.5.1 Ochrona oczu: okulary ochronne/ gogle (ochronne)

    R.5.2 Ochrona rąk: rękawice ochronne/ rękawice odporne na działanie chemikaliów/ rękawice nitrylowe lub równoważny zapis

    R.5.3 Ochrona ciała: odzież ochronna/ fartuch (ochronny/laboratoryjny)/ubranie ochronne lub równoważny zapis

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Sporządź wykaz środków ochrony indywidualnej oraz sposobów postępowania wynikających z przestrzegania zasad bhp, które należy zastosować podczas przygotowania 100 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 5% (m/m) - uzupełnij Tabelę 5.

    Przepisuję je z karty kwasu siarkowego(VI) 25%: oczy - gogle ochronne, ręce - rękawice ochronne odporne na działanie chemikaliów wykonane z gumy nitrylowej, ciało - odzież ochronna. Każdy wiersz to osobne kryterium; klucz przyjmuje też okulary, rękawice nitrylowe i fartuch.

    Dokument po tym kroku

  15. Krok 15: Sposoby postępowania

    Kryteria:

    R.5.4 wlewać kwas do wody ; rozcieńczać / odmierzać/ pobierać kwas pod dygestorium / wyciągiem; pipetować kwas za pomocą gruszki; unikać kontaktu ze skórą; unikać kontaktu z oczami; nie próbować na smak; odpady wylewać do odpowiednich pojemników/ nie uwalniać do kanalizacji Kryterium należy uznać za spełnione jeżeli zapisane są co najmniej 3 sposoby postępowania z wymienionych.

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Sporządź wykaz środków ochrony indywidualnej oraz sposobów postępowania wynikających z przestrzegania zasad bhp, które należy zastosować podczas przygotowania 100 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 5% (m/m) - uzupełnij Tabelę 5.

    Arkusz wymaga co najmniej trzech sposobów postępowania. Karty w arkuszu ich nie podają, więc to zasady ogólne pracy z kwasem - wybieram je z listy klucza: wlewać kwas do wody, pracować pod dygestorium, pipetować gruszką, unikać kontaktu ze skórą i oczami, nie próbować na smak, nie wylewać odpadów do kanalizacji. Sześć wpisów daje zapas, gdyby egzaminator nie uznał któregoś sformułowania.

    Typowe błędy

    Wpisanie samych środków ochrony („założyć rękawice”) - one są w części wyżej i nie liczą się jako sposób postępowania.

    Dokument po tym kroku

Podgląd

To jedno z możliwych rozwiązań. Egzaminator ocenia spełnienie kryteriów z klucza odpowiedzi, a nie zgodność z tym rozwiązaniem - inna, poprawna droga też daje punkty.

Autor rozwiązania: . Licencja CC BY-NC 4.0 - kopiowanie i przeróbki do celów niekomercyjnych, z podaniem autora i źródła (link do tej strony) (zasady wykorzystania). Treść arkusza i klucza oceniania pochodzi z CKE.