Zatem bilans takiej przemiany równy jest 0, pomimo że rekacja cały czas przebiega ze stała intensywnością. Stan równowagi reakcji takiej ze względu tego nazywany jest stanem równowagi dynamicznej. Położenie równowagi w przypadku takich reakcji może być przesunięte w jedną ze stron - lewą lub prawą. Wartość k wyznacza się doświadczalnie – stała szybkości reakcji zależy od rodzaju reakcji i temperatury, a nie zależy od stężenia reagentów. Z równania tego wynika, że rząd reakcji wynosi 2 (1 + 1, suma wykładników potęg poszczególnych substratów, ponieważ współczynniki stechiometryczne wynoszą 1 dla H 2 oraz 1 dla I 2 Reakcje egzo i endotermiczne - 2019 maj. Zaloguj się, aby zapamiętać ukończone przez Ciebie zadania. W czystej wodzie ustala się stan równowagi reakcji autoprotolizy, która zachodzi zgodnie z równaniem: 2H 2 O ⇄ H 3 O + + OH -. Tę reakcję opisuje stała równowagi nazywana iloczynem jonowym wody. Wyraża się ona równaniem: Zadanie: Stała równowagi reakcji syntezy jodowodoru wynosi 50. Ile moli wodoru należy użyć do reakcji z jednym molem jodu, aby wydajność reakcji wyniosła 90%? Rozwiązanie: Zacznijmy od napisania równania reakcji oraz wzoru na stałą: H2 + I2 ⇌ 2HI K = [HI]^2 / ([H2] * [I2]) Poniżej przedstawiono diagram fazowy wody. Diagram ten określa wartości ciśnienia i temperatury, w których trwała jest dana faza (stała, ciekła, gazowa). Linie ciągłe wyznaczają warunki, w których ustala się równowaga między dwiema fazami. Trzy fazy współistnieją w stanie równowagi jedynie w punkcie potrójnym PP ( p = 6,105 4.6) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stan równowagi dynamicznej i stała równowagi; zapisuje wyrażenie na stałą równowagi podanej reakcji. Schemat punktowania 2 p. – za zastosowanie poprawnej metody (w tym poprawne zapisanie wyrażenia na stałą równowagi danej przemiany), poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie . Ten post jest zwieńczeniem całej serii dotyczącej równowagi chemicznej. Zakładam, że zapoznałeś się już z : ➤ Co to jest stan równowagi ? ➤ Stała równowagi ➤ Stała równowagi kiedy jest ciało stałe ➤ Tabelki jako klucz do rozwiązywania zadań z równowagi chemicznej 1. Obliczanie stałej równowagi To chyba najprostszy rodzaj zadania, ponieważ jest najmniej skomplikowany pod względem matematycznym. Jedziemy z maturalnymi zadaniami. 2017 czerwiec – poziom rozszerzony. Rozwiązanie : Wykresy zmiany stężenia (czy generalnie ilości) znamy już z kinetyki. Od razu widzimy, że związek X jest substratem, bo jego liczba moli się zmniejsza, natomiast Y oraz Z muszą być produktami, bo ich liczba moli się zwiększa. Widzimy, też że liczba moli produktu Y zwiększa się dwa razy szybciej niż dla produktu Z, czyli muszą powstawać w stosunku stechiometrycznym 2 : 1. Podobnie jest z substratem X, którego ilość zmniejsza się w tym samym tempie co zwiększa się ilość produktu Y, lub też dwa razy szybciej niż w porównaniu z produktem Z. Czyli równanie reakcji z zapisanym od razu wyrażeniem na stałą równowagi jest następujące : 2X ⇄ 2Y + Z Teraz wystarczy na wykresie ,,znaleźć stan równowagi” . Szukamy zatem takiego momentu, w którym stężenia reagentów przestały się zmieniać i widzimy, że stan równowagi ustalił się po 6 minutach. Odczytujemy liczby moli reagentów (oczywiście można je odczytać z dowolnego czasu od 6 minut wzwyż, bo i tak liczba moli się już nie zmienia). Przeliczamy to od razu na stężenia, ponieważ do stałej równowagi będziemy podstawiać właśnie stężenia! nX = 5 moli nY = 6 moli nZ = 3 mole Podstawiamy do wyrażenia na stałą równowagi i otrzymujemy wynik : I na zakończenie jeszcze rzut okiem na analizę wykresu : Analiza wykresu z zadania maturalnego. 2015 maj – poziom rozszerzony (stara matura). Tutaj ciekawym elementem jest to, że nie znamy początkowej ilości jodowodoru. Nie ma to jednak znaczenia, ponieważ wiemy jaki procent liczby moli HI uległ rozkładowi. Jako że stężenie jest proporcjonalne do liczby moli, możemy od razu ustalić, że stężenie HI również zmieniło się o 16,7%. Zatem najwygodniej założyć, że początkowe stężenie HI wynosiło 1 mol • dmー3 . Skoro 16,7% uległo przemianie, to w stanie równowagi zostało (100 – 16,7%) z 1 , czyli 0,833 mol • dmー3 HI. Konstruujemy tabelkę i lecimy z tematem : HIH2I2Stężeniena początku100Zmianastężeniaー 0,167 + 0,0835+ 0,0835Stężeniena końcu1 ー 0,167 = 0,8330,08350,0835Tabela stechiometrii podczas reakcji mocny kwas + mocna zasada Podstawiamy do wyrażenia na stałą równowagi i zadanie zrobione : 2. Obliczanie ilości reagentów w stanie równowagi To jest takie najbardziej klasyczne zadanie, które czasem będzie wymagało rozwiązania równania kwadratowego. 2016 czerwiec, poziom rozszerzony. Zadanie jest o tyle ,,trudne” , że tutaj nie ma podanej objętości i nie mamy jak obliczyć stężeń. Jednak okazuje się, że akurat dla takiej reakcji nie jest nam to potrzebne, ponieważ objętości się skrócą. Co ciekawe, wzorcowe rozwiązanie tego w ogóle nie ogarnia i od razu napierdzielają stężeniami, jakby nigdy nic. Udowodnienie tego, że objętość jest tutaj nieistotna, znajdziesz niżej [1]. Zerknij, bo błędów w rozwiązaniu jest tyle, jakby rozwiązywał to uczeń z podstawówki, a nie autor zadania. Robimy tabelkę : Wszystko już jasne, pozostała tylko matematyczna, ukochana zabawa! Z treści zadania wiemy, że stała równowagi wynosi 1 , wiec podstawiamy i liczymy : Możemy jeszcze raz wrócić do tabelki, aby obliczyć liczbę moli każdego reagenta (w ramach dodatkowego treningu) : CO2H2COH2OLiczba molina początku1500Zmiana liczbymoli ー 0,833ー 0,833+ 0,833+ 0,833Liczba moli na końcu0,1674,1670,8330,833Wracamy do tabelki, aby określić liczbę moli każdego reagenta. Pytanie w zadaniu brzmiało : jaki procent masy CO ulegnie przemianie. Uległo przemianie 0,833 mola, a na początku był 1 mol, czyli przemianie uległo 0,833 : 1 = 83,3 %. Ale stop, czemu obliczyliśmy to na molach, skoro pytanie było o procent masy [2] ? Jedziemy z następnym zadaniem. O dziwo, tutaj zostało już prawidłowo rozwiązane. 2018 czerwiec – poziom rozszerzony. Jedziemy z tabelką : Tutaj zaczyna się ciekawa sprawa, bo obliczając to równanie kwadratowe otrzymujemy dwa różne wyniki : Na spokojnie, parę oddechów. Nigdy, pamiętaj, nie może być sytuacji, że reakcja może się potoczyć na jakieś dwa różne sposoby, czyli że raz powstanie mi 0,9 mola wody, a drugi raz 4,43 mola. To nie loteria, to jest nauka! Zobacz, że startowaliśmy na początku z 1 mola CO2 . Gdyby wziąć za poprawny wynik x2 = 4,43 to wyszłoby, że po reakcji CO2 zostanie : 1 – 4,43 = – 3,43 mola! Nie możemy mieć nigdy liczby moli na minusie, bo to by oznaczał ujemną masę. A przecież nie da się pójść do sklepu i kupić np. minus pół kg chleba, prawda? W takim razie x = 0,9 mola. My mamy policzyć liczbę moli każdej substancji znajdującej się w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi opisanej reakcji. Wracamy do tabelki i wszystko będzie jasne : CO2H2COH2OLiczba molina początku1300Zmiana liczbymoli ー 0,9ー 0,9+ 0,9+ 0,9Liczba moli na końcu0,12,10,90,9Wracamy do tabelki, aby określić liczbę moli każdego reagenta. 3. Obliczanie ilości reagentów na początku reakcji Pewną reakcję estryfikacji można przedstawić z pomocą ogólnego schematu pokazanego poniżej : RCOOH + R’OH ⇄ RCOOR’ + H2O Stała równowagi tej reakcji wynosi K = 4. Do reakcji estryfikacji użyto równomolowej ilości kwasu karboksylowego oraz alkoholu. Ustalono, że w stanie równowagi stężenie estru wynosi 0,9 mol • dmー3. Oblicz początkowe stężenia obu substratów użytych do reakcji estryfikacji. Układ nie zawierał wody ani estru na początku reakcji. Rozwiązanie : RCOOHR’OHRCOOR’H2OStężeniena początkucc00Zmiana stężenia ー x ー x+x+ xStężenie w stanie równowagicー xc ー x0,90,9Wracamy do tabelki, aby określić liczbę moli każdego reagenta. Jak widzimy z tabelki x = 0,9 . Podstawiając to do stałego równowagi mamy : Tutaj znów wychodzą nam dwa rozwiązania : 0,45 lub 1,35 mol • dmー3 . My jednak już potrafimy radzić sobie z takimi przykładami. Gdyby stężenie wynosiło 0,45 na początku, to po odjęciu 0,9 wyszłoby ujemne stężenie, co jest niemożliwe. Czyli c = 1,35 mol • dmー3 [1] Nie wiem, może to celowy zabieg, aby maturzysta rozwiązujący arkusze z poprzednich lat po prostu musiał się bardziej napracować i coś doszukać/doczytać albo jest to efekt lenistwa. Tak czy inaczej, przedstawione oficjalne rozwiązanie jest tak naprawdę błędne : Fatalne maturalne rozwiązanie – czerwiec 2016 poziom rozszerzony, zadanie 7. Należy rozpocząć od udowodnienia, że w zadaniu można posługiwać się liczbą moli, zamiast stężeniami. W tym celu posługujemy się wzorem na stężenie molowe jako liczba moli podzielona na objętość. Objętości się skracają i otrzymujemy : Ok, teraz dopiero można zadanie rozwiązywać! [2] Oczywiście nie ma to znaczenia, ponieważ ilość moli jest wprost proporcjonalna do masy. Taka paplanina co prawda nie do końca może Cię przekonywać, więc najlepiej po prostu obliczyć masę CO na początku oraz tą, która uległa przemianie. Na początku był 1 mol co odpowiada 28 g CO, a przereagowało 0,833 mola, czyli 23,324 g. Liczymy jaki procent masy CO uległ przemianie : 1. Stała równowagi wywodzi się z kinetyki Aby nie powtarzać dwa razy tego samego, przypomnę tylko, że stan równowagi jest bardzo mocno powiązany z szybkością reakcji, w końcu właśnie równowagę określaliśmy jako stan, w którym szybkości reakcji w przód i w tył (w prawo i w lewo) były takie same. No dobra, taka koncepcja że ostatecznie te szybkości się wyrównają wydaje się być jak najbardziej logiczna. Pytanie tylko czy te szybkości da się jakoś powiązać z ilościami (dla nas najczęściej stężeniami) ? Da się! Do tego będzie służyła stała równowagi. Jeśli interesuje Cię jej kinetyczne wyprowadzenie, to bardzo proszę [1]. 2. Nie bój się ogólnych zapisów Statystyki pokazują, że liczba uczniów, którzy nienawidzą ogólnych zapisów oraz natłoku dużej ilości niewiadomych (a nawet większej niż jednej, na iksa to sobie możemy pozwolić) jest zatrważająco wysoka. Dlatego też najpierw ujarzmimy właśnie tą problematyczną kwestię. Zacznijmy od prostej, wymyślonej reakcji, w której substraty A oraz B zmieniają się w produkty C oraz D. p A + q B ⟶ x C + y D Ok, wracamy do stałej równowagi. Polecimy sobie teraz metodą coraz mniejszych kłamstw. Stała równowagi to produkty podzielić na substraty Takie uproszczone podejście ma pewną zaletę, ponieważ pozwala nam bez problemu ocenić, co dokładnie oznacza wartość stałej równowagi. Zobaczmy : Uproszczone podejście do stałej równowagi. Przykład z K = 1 jest akurat dość trikowy jeśli chodzi o taki uproszczony model, więc skupmy się bardziej na sytuacjach, w których K > 1 lub K 1 Przykładem reakcji, w której jest odwrotnie może być synteza tlenku azotu (II) z pierwiastków. Faktycznie, w powietrzu przecież prawie wszystko to azot i tlen, a jednak one ze sobą właściwie nie reagują. Przykład reakcji, dla której stan równowagi jest przesunięty w lewo, na stronę tworzenia substratów, co rozpoznajemy po wartości stałej K substraty ale właśnie taki zapis może do Ciebie nie przemawiać. W takim razie trzeba koniecznie podstawić dowolne liczby, żeby był spełniony powyższy warunek. Niech produkty = 7 , a substraty = 4. Wtedy faktycznie 7 > 4. No i co się stanie jeśli 7 podzielimy na 4 ? Wrzucamy do kalkulatora i wychodzi 1,75. A to jest rzeczywiście większe od jednego! Mam nadzieję, że poradzisz sobie teraz z sytuacją odwrotną, czyli produktów będzie mniej niż substratów. [3] Ciekawostka ciekawostką, ale jak żyć? Może teraz masz nieco namieszane w głowie, bo faktycznie dobre zrozumienie stanu równowagi oraz opisującego go stałej równowagi wcale nie jest takim łatwym zadaniem. Generalnie to spokojnie – układający zadania (raczej) ogarniają takie rzeczy i wiedzą, że równanie reakcji w tego typu zadaniach muszą już być podane, a wtedy nie ma żadnych wątpliwości jaki zapisać takie wyrażenie. Co do jednostek to chodzi o to, że tak naprawdę w maturalnym arsenale dysponujemy tylko uproszczoną wersją stałej równowagi. W rzeczywistości prawidłowe wyrażenie na stałą równowagi dla tlenków azotu ma następującą postać : Gdzie c° to tak zwane stężenie standardowe i wynosi ono 1 mol • dmー3. Akurat ze stężeniami jest po prostu tak, że bardzo rzadko używa się innej jednostki niż mol • dmー3 , więc problem ,,sam się rozwiązuje”. Z tej samej przyczyny nie macie w szkole/na maturze stałej ciśnieniowej, bo akurat jeśli chodzi o ciśnienia to już jest coco jambo z jednostkami : paskale, hektopaskale, bary, atmosfery – i za każdym razem wychodziłby Wam inny wynik. Skip to contentZaloguj się, aby zapamiętać ukończone przez Ciebie zadaniaDwa gazy A i B zmieszane w stosunku molowym nA : nB =1 : 4 zajmują w warunkach normalnych objętość 1 dm3. Tę mieszaninę umieszczono w reaktorze o stałej pojemności 1 dm3 i w temperaturze T zainicjowano reakcję. W tej temperaturze ustalił się stan równowagi opisany równaniem:A (g) + 2B (g) ⇄ 2C (g) ΔH < 0W stanie równowagi stężenie substancji C było równe 0,004 mol · dm– stężeniową stałą równowagi (Kc) opisanej reakcji w temperaturze : Pokaż rozwiązanie Załóż bezpłatne konto, aby uzyskać dostęp do rozwiązania tego poszło Ci to zadanie?Wiesz, które zadania z naszej bazy już rozwiązałeś i kiedy. Dzięki temu nie będziemy polecać Ci wykonanych już przez Ciebie zadań, a Ty będziesz mógł je odfiltrować w naszej bazie zadań. Pozwoli nam to też lepiej informować Cię o Twoich postępach w nauce! Dobrze Z błędami Jeszcze go nie zrobiłem Ostatnia aktualizacja wpisu: zagadnień obowiązuje do matury Chemia, jak każdy przedmiot, ma swoje maturalne pewniaki – tematy, które pojawią się na pewno lub prawie na pewno. Poniżej zebrałam zagadnienia, które uważam za maturalne must-have na maturę 2022. Upewnij się, że powtórzysz wszystkie punkty z listy. Pewniaki na maturę z chemii – teoria Konfiguracja elektronowa (w tym elektrony walencyjne) Hybrydyzacja i kształt cząsteczki – zobacz też: Hybrydyzacja Wiązania chemiczne i wiązanie wodorowe (określanie typu wiązania i wpływu na właściwości związku) – zobacz też: Wiązania chemiczne – różnice i właściwości Podawanie liczby wiązań σ i π Zmiana właściwości pierwiastków i ich związków (moc kwasów tlenowych i beztlenowych oraz zasad) w zależności od położenia w układzie okresowym Badanie charakteru chemicznego tlenków. Reakcje tlenków i wodorotlenków amfoterycznych z mocnymi zasadami 10 metod otrzymywania soli Zapis jonowy i jonowy skrócony reakcji Zmiana barwy wskaźników w zależności od środowiska (wskaźnik uniwersalny, oranż metylowy, fenoloftaleina) Dysocjacja i hydroliza soli Porównanie mocy elektrolitów na podstawie stałej dysocjacji Reakcje metali z kwasami (w tym kwasy utleniające) Produkty redukcji jonów manganianowych(VII) w zależności od środowiska – zobacz też: Mangan – kolory i reakcje maturalne Określanie stopnia utlenienia (zarówno w związkach nieorganicznych jak i organicznych) Reakcje redoks (bilans jonowo-elektronowy) Teoria Brönsteda–Lowry’ego Wpływ zmian temperatury, ciśnienia, stężenia na stan równowagi Chlorowanie/bromowanie alkanów Reakcje benzenu, toluenu i fenolu z chlorem/bromem Reakcje addycji do wiązań C=C i reguła Markownikowa (addycja wody, wodoru, chloru, bromu, chloro- i bromowodoru) Izomeria cis-trans Zapisywanie równania reakcji polimeryzacji alkenów/alkinów Reakcja chlorowcopochodnych z zasadami w środowisku wodnym i alkoholowym Powstawanie jonów obojnaczych w aminokwasach Mechanizmy reakcji (rodnikowy, elektrofilowy i nukleofilowy) – zobacz też: Mechanizmy reakcji Pewniaki na maturę z chemii – zadania Podaję najczęściej pojawiające się typy zadań, choć w ostatnich dniach przed maturą skupiłabym się raczej na teorii i doświadczeniach maturalnych. Obliczenia w oparciu o równanie reakcji (nadmiar-niedomiar, wydajność <100%, reakcje biegnące równolegle lub reakcje następujące po sobie) Obliczanie pH Stała i stopień dysocjacji (w tym zapisywanie wzoru na stałą równowagi) i prawo rozcieńczeń Ostwalda Powyższe są często powiązane ze stężeniem molowym i procentowym. Doświadczenia chemiczne Szczegółową listę doświadczeń wraz z “pewniakami” znajdziesz tutaj: Najważniejsze doświadczenia na maturę 2022 Mogą Cię zainteresować również: Zostawiając komentarz pod wpisem zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych na stronie Więcej informacji znajdziesz w polityce prywatności. 4 thoughts on “Pewniaki na maturę z chemii 2022” Cześć, myślę że dodałbym jeszcze do listy zadania wiążące stałą i stopień dysocjacji pH które dla mnie są męczarnią 😉 Są w punkcie 13 🙂 To prawda, to jest temat, który pojawia się niemal zawsze i spędza sen z powiek wielu maturzystom… Na szczęście można go wyćwiczyć 🙂 Pozdrawiam! Na ile % moge liczyc znając tylko te zagadnienia? Pingback: Jak wykorzystać ostatni miesiąc przed maturą? - Pani od chemii Leave a Comment w temperaturze 800 K wynosi 0, zamkniętego reaktora o stałej objętości wprowadzono 2 mole CO2 i 2 mole H2. W reaktorze, w którym utrzymywano temperaturę 800 K, ustalił się stan równowagi opisanej reakcji. Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997, s. 144.

stała równowagi reakcji zadania maturalne