KWALIFIKACJA CHM2 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 10.
Ile gramów azotanu(V) potasu należy zmieszać z drugą solą i 150 g lodu, aby otrzymać mieszaninę oziębiającą do co najmniej -19°C?
Ilustracja przedstawia tabelę zatytułowaną "Tabela.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Z tabeli mieszanin oziębiających wybiera się układ dający temperaturę ≤ -19°C: NaNO3 + KNO3 osiąga -19,4°C przy 10,7 g KNO3 na 100 g lodu. Dla 150 g lodu masę KNO3 skaluje się liniowo: 10,7 × 1,5 = 16,05 g.

Pełne wyjaśnienie:

Mieszaniny oziębiające (lód + sole) obniżają temperaturę, ponieważ podczas topnienia lodu i rozpuszczania soli zachodzą procesy pochłaniające ciepło (endotermiczne). Osiągana temperatura minimalna zależy od doboru soli oraz ich proporcji w odniesieniu do masy lodu.

W zadaniu warunek brzmi: "do co najmniej -19°C". Dla temperatur ujemnych oznacza to temperaturę równą lub niższą (bardziej ujemną) niż -19°C, czyli np. -19,4°C spełnia wymaganie.

Z dołączonej tabeli należy wybrać wiersz, w którym temperatura minimalna jest ≤ -19°C. Taką wartość daje mieszanina NaNO3 + KNO3, dla której podano temperaturę -19,4°C. W tym samym wierszu tabela podaje masy soli przypadające na 100 g lodu, w tym 10,7 g KNO3.

Ponieważ w zadaniu jest 150 g lodu, przeliczamy proporcję liniowo:

  • 100 g lodu → 10,7 g KNO3
  • 150 g lodu → 10,7 g × 150/100 = 10,7 × 1,5 = 16,05 g KNO3

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Wynikają zwykle z jednego z dwóch mechanizmów: (1) wybrania niewłaściwego wiersza tabeli (np. mieszaniny z KNO3, ale o temperaturze -11,8°C, która nie spełnia warunku), albo (2) błędnego przeliczenia proporcji (pominięcie mnożnika 1,5 lub pomylenie mas dotyczących 100 g i 150 g lodu). Poprawny dobór wiersza i skalowanie masy prowadzą do 16,05 g.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To układ, w którym sól rozpuszcza się w wodzie powstającej z topnienia lodu, a procesy te pochłaniają ciepło. Dzięki temu temperatura mieszaniny może spaść poniżej 0°C. Efekt zależy od rodzaju soli i ich proporcji względem masy lodu.
Rozpuszczanie soli oraz topnienie lodu wymagają energii. Mieszanina pobiera więc ciepło z otoczenia i z samego układu, co obniża temperaturę. Różne sole dają różną temperaturę minimalną, dlatego dobór składników ma znaczenie.
Dla temperatur ujemnych "co najmniej -19°C" oznacza temperaturę równą lub niższą (bardziej ujemną) niż -19°C. Czyli -19,0°C spełnia warunek, a -19,4°C także spełnia, bo jest "chłodniej" niż -19°C.
Najpierw porównaj temperatury minimalne w tabeli z wymaganiem z zadania. Wybierz tę mieszaninę, której temperatura minimalna jest zgodna z warunkiem (np. ≤ -19°C). Dopiero potem odczytaj z tego samego wiersza masy soli przypadające na 100 g lodu.
Stosuje się proporcję liniową, bo tabela podaje ilości "na 100 g lodu". Dla 150 g lodu mnożysz wartości przez 1,5 (bo 150/100 = 1,5). Przykład: 10,7 g × 1,5 = 16,05 g KNO3.
Najczęstsze to: (1) mylenie "co najmniej -19°C" z "dokładnie -19°C", (2) wybranie mieszaniny z temperaturą zbyt wysoką (np. -11,8°C), (3) pominięcie przeliczenia z 100 g na 150 g lodu lub błędne przeskalowanie.
W zadaniach opartych na tabelach zwykle podaje się masy soli przypadające na określoną masę lodu (np. 100 g). Dlatego do obliczeń używasz masy lodu z treści zadania, a nie sumy lodu i soli.
Stosuje się je, gdy potrzebne jest szybkie chłodzenie, np. do krystalizacji, prowadzenia reakcji w niskiej temperaturze lub stabilizacji substancji wrażliwych na ciepło. Dobór soli zależy od wymaganej temperatury, jaką trzeba osiągnąć.
Dwie sole mogą silniej obniżać temperaturę zamarzania roztworu i dawać korzystniejszy bilans cieplny rozpuszczania. W praktyce oznacza to, że niektóre układy dwuskładnikowe pozwalają osiągnąć niższe temperatury minimalne niż układy jednoskładnikowe.
Oceń rząd wielkości: jeśli w tabeli jest ok. 10 g KNO3 na 100 g lodu, to dla 150 g lodu wynik powinien być o połowę większy, czyli ok. 15 g. Wynik 16,05 g pasuje. Wyniki typu 6–9 g sugerują pominięcie przeliczenia.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 43% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że z tabeli mieszanin oziębiających wybiera się układ dający temperaturę ≤ -19°C: NaNO3 + KNO3 osiąga -19,4°C przy 10,7 g KNO3 na 100 g lodu.

Źródła:

  • Opis tabeli z załączonej ilustracji: "Mieszanina oziębiająca: dwie sole-lód", wiersz NaNO3 + KNO3 (10,7 g KNO3 na 100 g lodu; temperatura -19,4°C) – dane z analizy obrazu w kontekście zadania

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z chemii ogólnej/chemii fizycznej: rozpuszczanie, efekty cieplne, przemiany fazowe
  • Materiały dydaktyczne z technologii chemicznej dotyczące chłodzenia i przygotowania kąpieli chłodzących
  • Zadania rachunkowe z proporcji i skalowania danych tabelarycznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego