Rozwiązanie krok po kroku: Szczawian sodu i dokumentacja

Masę molową liczę z mas atomowych nadrukowanych w tabeli: 23 + 16 + 1 = 40 g/mol. Objętość zamieniam na dm³ (50 cm³ = 0,05 dm³), bo stężenie jest w mol/dm³. Wtedy m = M · V · c = 40 · 0,05 · 8 = 16 g. Ten sam wynik daje liczenie w dwóch krokach: n = c · V = 0,4 mol, m = n · M = 16 g.

Etykieta opisuje to, co jest w butelce: wodorotlenek sodu, wzór NaOH. Nazwę i wzór klucz ocenia razem, w jednym kryterium.

Stężenie to stężenie przygotowanego roztworu: 8 mol/dm³. Zwroty H przepisuję z karty roztworu 8 mol/dm³ (nie substancji stałej, choć tu są takie same): H290, H314, H318. Klucz przyjmuje też pełne brzmienie zwrotów („Może powodować korozję metali. Powoduje poważne oparzenia skóry oraz uszkodzenia oczu”).

Procedura każe sporządzić roztwór w kolbie miarowej przez rozpuszczenie obliczonej ilości stałego NaOH. Pierwsze czynności: odważyć 16 g NaOH w naczynku wagowym i przenieść ilościowo odważkę przez lejek do kolby miarowej 50 cm³ - „ilościowo” znaczy z dokładnym spłukaniem naczynka i lejka wodą destylowaną, żeby żadna część odważki nie została poza kolbą.

W kolbie rozpuszcza się NaOH w niewielkiej ilości wody destylowanej. Z praktyki laboratoryjnej (klucz tego nie ocenia): rozpuszczanie wodorotlenku sodu wydziela dużo ciepła, a przy 8 mol/dm³ roztwór mocno się nagrzewa - przed dopełnieniem do kreski kolba powinna ostygnąć, bo jest kalibrowana w temperaturze pokojowej.

Uzupełnić kolbę wodą destylowaną do kreski (dolny menisk na wysokości kreski), zamknąć korkiem i wymieszać, a na koniec - jak każe procedura - przelać roztwór do butelki i opisać etykietą z tabeli 1 (ta ostatnia czynność nie ma osobnego kryterium).

Procedura otrzymywania zaczyna się od odważenia 8,8 g kwasu szczawiowego w naczynku wagowym: waga laboratoryjna, naczynko wagowe i łyżeczka. Roztwór NaOH dodaje się w ilości 25 cm³ - odmierza się go cylindrem miarowym 25 cm³ (klucz przyjmuje też pipetę 25 cm³). Przy naczyniu miarowym pojemność jest częścią kryterium.

Kwas rozpuszcza się w 15 cm³ wody o temperaturze około 80 °C, a roztwór NaOH dodaje się „mieszając bagietką” - potrzebne są zlewka i bagietka, a do ogrzania wody płytka grzejna i termometr (ich klucz nie wymienia, ale wynikają z procedury - klucz tego nie ocenia). Kryterium R.2.6 wymaga co najmniej dwóch pozycji z listy: bagietka, zlewka, gruszka, tryskawka, szkiełko zegarkowe, statyw do probówek.

Osad odsącza się „na lejku sitowym pod zmniejszonym ciśnieniem” - wpisuję zestaw do sączenia pod zmniejszonym ciśnieniem z elementami: kolba ssawkowa, lejek sitowy, pompka próżniowa (klucz przyjmuje nazwę zestawu albo jego elementy). Osad przenosi się na szkiełko zegarkowe (tryskawką spłukuje się resztki) i suszy w suszarce laboratoryjnej w 120 °C.

Badanie odbywa się w probówkach: preparat rozpuszcza się w 5 cm³ wody - pipeta wielomiarowa 5 cm³, a roztwory H₂SO₄ i KMnO₄ dodaje się po 1 cm³ - pipeta wielomiarowa 1 cm³ (klucz przyjmuje też pipetę jednomiarową tej pojemności, pipetę 10 cm³ albo cylinder 5 lub 10 cm³ do wody i pipetę 2 cm³ do odczynników).

Roztwór ogrzewa się „w łaźni wodnej do temperatury 50-60 °C” - wpisuję łaźnię wodną (osobne kryterium) i termometr. Do tego probówki ze statywem, łyżeczka (niewielka ilość preparatu), gruszka do pipet i łapa do probówki. Papierek wskaźnikowy to materiał zużywalny, a nie odczynnik z tabeli 3 - można go dopisać do sprzętu.

Pierwszy substrat: kwas szczawiowy, wzór H₂C₂O₄. Jest substancją stałą, więc w kolumnie „Stężenie roztworu lub stopień czystości” wpisuję stopień czystości z procedury: cz.d.a.

Drugi substrat: wodorotlenek sodu, NaOH, roztwór 8 mol/dm³ (ten przygotowany według tabeli 1). Ilości z procedury: 8,8 g kwasu i 25 cm³ roztworu NaOH - obie z jednostką, bo tak mówi nagłówek kolumny i oba wpisy stanowią jedno kryterium.

Do badania właściwości redukujących zakwasza się roztwór: kwas siarkowy(VI), H₂SO₄, stężenie 1 mol/dm³.

Utleniacz w badaniu: manganian(VII) potasu, KMnO₄, roztwór 0,1%. Ilości z procedury badania: 1 cm³ roztworu H₂SO₄ i 1 cm³ roztworu KMnO₄. Wodę destylowaną się pomija, a papierek wskaźnikowy nie jest odczynnikiem chemicznym w rozumieniu tabeli.

Środki ochrony biorę z kart charakterystyki w arkuszu - karty NaOH, kwasu szczawiowego i kwasu siarkowego(VI) mówią to samo: „Stosować rękawice ochronne/ odzież ochronną/ okulary ochronne/ ochronę twarzy”. Wpisuję: ciało - odzież ochronna, ręce - rękawice ochronne, oczy - okulary ochronne (klucz przyjmuje też fartuch i gogle).

Masy molowe z mas atomowych nad polem: H₂C₂O₄ = 90 g/mol, Na₂C₂O₄ = 134 g/mol. Z równania reakcji 1 mol kwasu daje 1 mol szczawianu, więc 90 g kwasu daje 134 g soli, a 8,8 g - x: x = 8,8 · 134 / 90 = 13,102 g, czyli 13,1 g z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku (osobne kryterium). Liczy się względem kwasu, bo to on jest w niedomiarze: 0,0978 mol kwasu potrzebuje 0,1956 mol NaOH, a 25 cm³ roztworu 8 mol/dm³ zawiera 0,2 mol.

Masa otrzymanego preparatu jest w tabeli A: 10,4 g. Wydajność teoretyczna to 100%, więc 13,1 g - 100%, 10,4 g - x: x = 10,4 · 100 / 13,1 = 79,39%, czyli 79,4%. Liczenie z niezaokrąglonym 13,102 g daje ten sam wynik.

Obie właściwości przepisuję z tabeli A: postać - drobnokrystaliczny osad, barwa - biała.

W tabeli A papierek wskaźnikowy po zanurzeniu w roztworze preparatu barwi się na niebiesko, a to barwa papierka uniwersalnego w środowisku zasadowym - odczyn zasadowy. Zgadza się to z budową soli: szczawian sodu to sól mocnej zasady i słabego kwasu, więc ulega hydrolizie anionowej (wiedza ogólna, klucz ocenia sam wpis).

Zakwaszony roztwór KMnO₄ jest fioletowy; po ogrzaniu z roztworem preparatu staje się bezbarwny (tabela A). Manganian(VII) został zredukowany, więc szczawian sodu oddał elektrony - ma właściwości redukujące (w reakcji szczawian utlenia się do CO₂, a mangan(VII) redukuje do jonów Mn²⁺).