Przejdź do głównej treści
CHM.03-01-24.06-SGCzerwiec 2024 · 15 kroków · ok. 32 min · 33 kryteria z klucza

Rozwiązanie krok po kroku: Przygotowanie roztworów chemicznych

Pracownia przygotowuje trzy roztwory: 200 g kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 12% (m/m) przez rozcieńczenie kwasu 95%, 50 g roztworu wodorotlenku sodu z odważki 4,0 g (stężenie trzeba obliczyć) i 200 cm³ kwasu solnego o stężeniu 0,2 mol/dm³ przez rozcieńczenie roztworu 1 mol/dm³. Dla każdego roztworu zadanie wymaga obliczeń, wykazu sprzętu, wykazu prac i wypełnionej etykiety, a na końcu wykazu środków ochrony indywidualnej.

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: procedury 1-3 (sposób przygotowania każdego roztworu), gęstości z treści zadania (woda 1,00 g/cm³, kwas siarkowy(VI) 95% 1,84 g/cm³) i wyciąg z kart charakterystyki - z kart przygotowanych roztworów (12%, 5-10%, 0,2 mol/dm³) przepisuje się zwroty H na etykiety. Obliczenia policzyłem w skrypcie i porównałem z kluczem oceniania CKE. Indeksy we wzorach piszę jako indeksy dolne (H₂SO₄) - na egzaminie tak samo, odręcznie.

Bezpieczeństwo. Stężony kwas siarkowy(VI) i stały wodorotlenek sodu powodują poważne oparzenia skóry i uszkodzenia oczu (H314). Przy rozcieńczaniu kwasu siarkowego(VI) wydziela się dużo ciepła, dlatego kwas wlewa się do wody, a nie odwrotnie - to zasada ogólna, której klucz nie ocenia, ale procedura 1 jest z nią zgodna („przenieść do zlewki zawierającej obliczoną objętość wody”).

To jedno z możliwych rozwiązań: klucz przyjmuje inne sformułowania i inne poprawne metody obliczeń, a w wykazach sprzętu pozostałego wystarczy po kilka pozycji z listy klucza.

Jak liczą się punkty. Klucz ma 33 kryteria w 4 rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 25 punktów - można stracić 8 kryteriów i nadal zdać. Każda z tabel 1-3 daje 10 punktów, a trzy z nich pochodzą z etykiety - wzór, stężenie i zwroty H.

Arkusz i pliki do pobrania Treść arkusza (PDF)

  1. Etap 1: Tabela 1. Roztwór H₂SO₄ 12% (m/m)

    Kroki 1-5 · po tym etapie masz 10 z 33 kryteriów (pkt)

    Krok 1: Objętość kwasu siarkowego(VI) 95%

    Kryteria: ,

    R.1.1 Obliczenia objętości roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 95%: Przykład obliczeń: m H2SO4 = 12% · 200 g / 100% = 24 g; m roztworu 95% = 24 g · 100% / 95% = 25,26 g; V = 25,26 g : 1,84 g/cm3 = 13,7 cm3. Dopuszczalna, inna tożsama metoda obliczeń.

    R.1.2 Zapisana wartość liczbowa objętości roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 95% - 13,7 cm3 lub 13,8 cm3 (w zależności od zastosowanych w trakcie obliczeń zaokragleń)

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 200 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 12% (m/m): wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac niezbędnych do przygotowania roztworu, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    W 200 g roztworu 12% jest 12% · 200 g = 24 g H₂SO₄. Tyle samo kwasu musi pochodzić z roztworu 95%: 24 g · 100% / 95% = 25,26 g. Kwas odmierza się objętościowo, więc dzielę przez gęstość: 25,26 g : 1,84 g/cm³ = 13,73 cm³, czyli z dokładnością do jednego miejsca po przecinku 13,7 cm³ (klucz przyjmuje też 13,8 przy innych zaokrągleniach).

    Typowe błędy

    Podzielenie 24 g przez gęstość bez przeliczenia na roztwór 95% (13,0 cm³) - w kwasie 95% jest tylko 95% H₂SO₄.

    Dokument po tym kroku

  2. Krok 2: Objętość wody destylowanej

    Kryteria:

    R.1.3 Zapisana wartość liczbowa obliczonej objętości wody destylowanej - 175 cm3 Uwaga. Kryterium należy uznać również za spełnione w przypadku wpisania wyniku uzyskanego z zastosowaniem innej dopuszczalnej metody obliczeń

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 200 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 12% (m/m): wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac niezbędnych do przygotowania roztworu, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Wody jest tyle, ile brakuje do 200 g: 200 − 25,26 = 174,74 g, czyli przy gęstości 1,00 g/cm³ 175 cm³ (formularz każe podać liczbę całkowitą). Odejmuje się masę kwasu 95%, nie jego objętość - objętości cieczy nie sumują się.

    Typowe błędy

    Odjęcie 24 g zamiast 25,26 g (wynik 176 cm³) - woda zawarta w kwasie 95% też liczy się do masy roztworu.

    Dokument po tym kroku

  3. Krok 3: Wykaz sprzętu

    Kryteria: ,

    R.1.4 Sprzęt laboratoryjny niezbędny do przygotowania roztworu : pipeta wielomiarowa; 25 cm3 (lub 20 cm3) lub cylinder miarowy; 25 cm3, cylinder miarowy; 250 cm3 (lub 200 cm3)

    R.1.5 Sprzęt laboratoryjny niezbędny do przygotowania roztworu: zlewka, bagietka, gruszka/ pompka (do pipety), butelka, lejek Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli zapisane są co najmniej 2 sprzęty z wymienionych .

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 200 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 12% (m/m): wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac niezbędnych do przygotowania roztworu, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    13,7 cm³ trzeba odmierzyć z dokładnością do 0,1 cm³ - pipeta wielomiarowa 25 cm³ (klucz przyjmuje też 20 cm³ albo cylinder 25 cm³). 175 cm³ wody - cylinder miarowy 250 cm³ (albo 200 cm³). Oba naczynia miarowe z pojemnością to jedno kryterium. Do tego zlewka, bagietka, gruszka do pipety, lejek i butelka - klucz wymaga co najmniej dwóch z tej listy.

    Typowe błędy

    Pominięcie jednego z dwóch naczyń miarowych - kryterium R.1.4 wymaga obu (do kwasu i do wody).

    Dokument po tym kroku

  4. Krok 4: Wykaz prac

    Kryteria: ,

    R.1.6 odmierzenie wody destylowanej i przeniesienie do zlewki

    R.1.7 odmierzenie roztworu kwasu siarkowego(VI) (95%), przeniesienie do zlewki (z wodą destylowaną), wymieszanie roztworu

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 200 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 12% (m/m): wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac niezbędnych do przygotowania roztworu, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Kolejność z procedury 1: odmierzenie wody i przeniesienie do zlewki, potem odmierzenie kwasu 95%, przeniesienie do zlewki z wodą i wymieszanie - te trzy czynności to jedno kryterium (R.1.7). Kwas wlewa się powoli do wody, bo rozcieńczanie silnie się rozgrzewa (zasada ogólna). Na końcu przelanie do butelki i etykieta.

    Typowe błędy

    Wlanie wody do kwasu - niebezpieczne, a w wykazie widać to od razu po kolejności czynności.

    Dokument po tym kroku

  5. Krok 5: Etykieta roztworu kwasu siarkowego(VI)

    Kryteria: , ,

    R.1.8 Etykieta/wzór sumaryczny: H2SO4

    R.1.9 Etykieta/stężenie roztworu: 12% lub 12% (m/m)

    R.1.10 Etykieta/zwroty H: H314

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 200 g roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 12% (m/m): wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac niezbędnych do przygotowania roztworu, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Na etykiecie: nazwa kwas siarkowy(VI), wzór sumaryczny H₂SO₄, stężenie 12% (m/m) i zwroty H z karty roztworu 12%, a nie 95%: H314. W tym przypadku obie karty mają ten sam zwrot, ale zasada jest taka, że etykieta opisuje to, co jest w butelce.

    Dokument po tym kroku

  6. Etap 2: Tabela 2. Roztwór NaOH (50 g)

    Kroki 6-10 · po tym etapie masz 20 z 33 kryteriów (pkt)

    Krok 6: Objętość wody destylowanej

    Kryteria:

    R.2.1 Zapisana wartość liczbowa obliczonej objętości wody destylowanej - 46 cm3

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 50 g roztworu wodorotlenku sodu: wykonaj potrzebne obliczenia (także stężenie procentowe przygotowanego roztworu), sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Masę odważki podaje procedura 2: 4,0 g (wpisuję ją w formularzu, klucz jej nie punktuje). Woda to reszta masy roztworu: 50 − 4,0 = 46 g, przy gęstości 1,00 g/cm³ 46 cm³.

    Dokument po tym kroku

  7. Krok 7: Stężenie procentowe roztworu

    Kryteria: ,

    R.2.2 Zapisane obliczenia dotyczące wyznaczenia stężenia procetowego roztworu Przykład obliczeń: Cp=4 g·100%/ 50 g=8% Dopuszczalna inna, tożsama metoda obliczeń.

    R.2.3 Zapisana wartość liczbowa stężenia procentowego - 8% lub 8% (m/m) (lub z inną dokładnością)

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 50 g roztworu wodorotlenku sodu: wykonaj potrzebne obliczenia (także stężenie procentowe przygotowanego roztworu), sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Stężenie procentowe (m/m) to masa substancji w 100 g roztworu: Cp = 4 g · 100% / 50 g = 8%. Za zapis obliczeń i za wynik są osobne kryteria, więc wzór warto zapisać przed podstawieniem liczb.

    Typowe błędy

    Podzielenie przez masę wody (4 / 46 = 8,7%) - w mianowniku jest masa całego roztworu.

    Dokument po tym kroku

  8. Krok 8: Wykaz sprzętu

    Kryteria: ,

    R.2.4 cylinder miarowy 50 cm3

    R.2.5 waga laboratoryjna (lub równoważny zapis), naczynko wagowe, zlewka, bagietka, łyżeczka, butelka Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli zapisane są co najmniej 4 sprzęty z wymienionych.

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 50 g roztworu wodorotlenku sodu: wykonaj potrzebne obliczenia (także stężenie procentowe przygotowanego roztworu), sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Jedyne naczynie miarowe to cylinder miarowy 50 cm³ do 46 cm³ wody. Pozostały sprzęt z procedury 2: waga laboratoryjna, naczynko wagowe, łyżeczka, zlewka, bagietka i butelka - klucz wymaga co najmniej czterech z tej listy.

    Dokument po tym kroku

  9. Krok 9: Wykaz prac

    Kryteria: ,

    R.2.6 odważenie wodorotlenku sodu/ substancji, odmierzenie wody destylowanej i przeniesienie do zlewki

    R.2.7 przeniesienie odważki (wodorotlenku sodu) do zlewki (z wodą destylowaną), rozpuszczenie wodorotlenku sodu/ substancji w wodzie destylowanej

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 50 g roztworu wodorotlenku sodu: wykonaj potrzebne obliczenia (także stężenie procentowe przygotowanego roztworu), sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Procedura 2 krok po kroku: odważenie wodorotlenku sodu i odmierzenie wody z przeniesieniem do zlewki (jedno kryterium), potem przeniesienie odważki do zlewki z wodą i rozpuszczenie z mieszaniem bagietką (drugie kryterium). Stały NaOH ma H314 - waży się go szybko w zamkniętym naczynku, bo pochłania wilgoć z powietrza (wiedza ogólna).

    Dokument po tym kroku

  10. Krok 10: Etykieta roztworu wodorotlenku sodu

    Kryteria: , ,

    R.2.8 Etykieta/wzór sumaryczny: NaOH

    R.2.9 Etykieta/stężenie - zapisane: 8% lub 8% (m/m) Kryterium należy uznać również za spełnione, jeżeli zapisana wartość stężenia na etykiecie jest spójna z wartością liczbową stężenia procentowego zapisanego w R.2.3.

    R.2.10 Etykieta/zwroty H - zapisane: H290, H314

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację dotyczącą przygotowania 50 g roztworu wodorotlenku sodu: wykonaj potrzebne obliczenia (także stężenie procentowe przygotowanego roztworu), sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Nazwa wodorotlenek sodu, wzór NaOH, stężenie 8% (m/m) - zgodne z obliczeniem - i zwroty H. Roztwór 8% mieści się w przedziale 5-10% z karty charakterystyki, stąd H290, H314.

    Typowe błędy

    Zwroty H z karty innego stężenia - etykieta ma odpowiadać roztworowi 5-10%.

    Dokument po tym kroku

  11. Etap 3: Tabela 3. Roztwór HCl 0,2 mol/dm³

    Kroki 11-14 · po tym etapie masz 30 z 33 kryteriów (pkt)

    Krok 11: Objętość kwasu solnego 1 mol/dm³

    Kryteria: ,

    R.3.1 Zapisane obliczenia dotyczące wyznaczenia objętości roztworu kwasu solnego o stężeniu 1 mol/dm3 Przykład obliczeń: c1 · V1 = c2 · V2; V1 = 0,2 mol/dm3 · 200 cm3 / 1 mol/dm3 = 40 cm3. Dopuszczalna inna, tożsama metoda obliczeń

    R.3.2 Zapisana obliczona objętość roztworu kwasu solnego o stężeniu 1 mol/dm3 - 40 cm3 (lub z inną dokładnością)

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację związaną z przygotowaniem 200 cm³ roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,2 mol/dm³: wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Przy rozcieńczaniu liczba moli HCl się nie zmienia: c₁ · V₁ = c₂ · V₂. Stąd V₁ = 0,2 · 200 / 1 = 40 cm³ roztworu 1 mol/dm³ - resztę do 200 cm³ dopełnia woda.

    Typowe błędy

    Odwrócenie proporcji (1 · 200 / 0,2 = 1000 cm³) - stężony roztwór musi mieć mniejszą objętość niż gotowy.

    Dokument po tym kroku

  12. Krok 12: Wykaz sprzętu

    Kryteria: ,

    R.3.3 kolba miarowa; 200 cm3, cylinder miarowy; 50 cm3 (lub pipeta wielomiarowa; 50 cm3 lub pipeta jednomiarowa; 40 cm3 lub biureta; 50 cm3)

    R.3.4 lejek, zlewka, tryskawka, pipeta wkraplająca, gruszka/pompka Kryterium należy uznać za spełnione, jeżeli zapisane są co najmniej 2 sprzęty z wymienionych

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację związaną z przygotowaniem 200 cm³ roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,2 mol/dm³: wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Roztwór o stężeniu molowym przygotowuje się w kolbie miarowej 200 cm³, a 40 cm³ kwasu odmierza cylindrem miarowym 50 cm³ (klucz przyjmuje też pipetę wielomiarową 50 cm³, jednomiarową 40 cm³ albo biuretę 50 cm³). Do tego lejek, zlewka, tryskawka i pipeta wkraplająca do dopełnienia do kreski.

    Dokument po tym kroku

  13. Krok 13: Wykaz prac

    Kryteria: , ,

    R.3.5 wlanie do kolby miarowej wody destylowanej

    R.3.6 odmierzenie roztworu kwasu solnego (1 mol/dm3), przeniesienie do kolby miarowej (z wodą destylowaną)

    R.3.7 uzupełnienie kolby miarowej wodą destylowaną do kreski, zamknięcie kolby (korkiem), wymieszanie roztworu

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację związaną z przygotowaniem 200 cm³ roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,2 mol/dm³: wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Najpierw wlanie do kolby wody destylowanej (część objętości), potem odmierzenie kwasu solnego i przeniesienie do kolby z wodą, a na końcu uzupełnienie do kreski, zamknięcie korkiem i wymieszanie - te trzy czynności klucz liczy razem jako jedno kryterium, więc pominięcie którejkolwiek kosztuje punkt.

    Typowe błędy

    Brak wymieszania po uzupełnieniu do kreski - roztwór przy szyjce kolby ma wtedy inne stężenie niż na dnie.

    Dokument po tym kroku

  14. Krok 14: Etykieta roztworu kwasu solnego

    Kryteria: , ,

    R.3.8 Etykieta/wzór sumaryczny - zapisane: HCl

    R.3.9 Etykieta/stężenie roztworu - zapisane: 0,2 mol/dm3

    R.3.10 Etykieta/zwroty H - zapisane: H 290

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przygotuj dokumentację związaną z przygotowaniem 200 cm³ roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,2 mol/dm³: wykonaj potrzebne obliczenia, sporządź wykaz prac, wykaz sprzętu laboratoryjnego oraz uzupełnij formularz etykiety.

    Nazwa kwas solny, wzór HCl, stężenie 0,2 mol/dm³ i zwroty H z karty roztworu 0,2 mol/dm³: tylko H290 (roztwór 1 mol/dm³ ma jeszcze H318, ale tego roztworu nie ma w butelce).

    Typowe błędy

    Przepisanie H290 i H318 z karty roztworu 1 mol/dm³ - po rozcieńczeniu zostaje sam H290.

    Dokument po tym kroku

  15. Etap 4: Tabela 4. Środki ochrony indywidualnej

    Krok 15 · po tym etapie masz 33 z 33 kryteriów (pkt)

    Krok 15: Ochrona ciała, rąk i oczu

    Kryteria: , ,

    R.4.1 Ochrona ciała: odzież ochronna (lub fartuch ochronny lub równoważny zapis)

    R.4.2 Ochrona rąk: rękawiczki ochronne (lub równoważny zapis)

    R.4.3 Ochrona oczu: gogle ochronne (lub okulary ochronne lub równoważny zapis)

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Sporządź wykaz środków ochrony indywidualnej, które należy zastosować podczas przygotowania roztworów (tabela 4).

    Karty kwasu siarkowego(VI) 95%, stałego wodorotlenku sodu i kwasu solnego 1 mol/dm³ podają te same środki: ciało - odzież ochronna, ręce - rękawice ochronne odporne na chemikalia z gumy nitrylowej, oczy - gogle ochronne. Kolejność wierszy w tej tabeli jest inna niż zwykle (ciało, ręce, oczy) - warto to zauważyć przy wpisywaniu.

    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.