Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM3 - PAŹDZIERNIK 2013



PYTANIE NR 20.
Masa kwasu mrówkowego potrzebnego do otrzymania 11,2 dm3 tlenku węgla(II) (w warunkach normalnych) w reakcji odwodnienia kwasu mrówkowego (M = 46 g/mol) kwasem siarkowym(VI) przy wydajności procesu 70% wynosi
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W warunkach normalnych 1 mol gazu zajmuje 22,4 dm3, więc 11,2 dm3 CO to 0,5 mola. Z równania HCOOH → CO + H2O wynika stosunek 1:1, czyli teoretycznie potrzeba 0,5 mola HCOOH. Przy wydajności 70% trzeba wprowadzić 0,5/0,70 mola, a masę obliczyć z M = 46 g/mol.

Pełne wyjaśnienie:

Reakcja odwodnienia kwasu mrówkowego prowadzi do powstania tlenku węgla(II) i wody:

HCOOH → CO + H2O

Z równania widać, że z 1 mola kwasu mrówkowego powstaje 1 mol CO (stosunek molowy 1:1). Najpierw trzeba więc przeliczyć zadaną objętość CO na liczbę moli.

W warunkach normalnych (w szkolnych obliczeniach) przyjmuje się objętość molową gazu 22,4 dm3/mol. Zatem:

n(CO) = 11,2 dm3 / 22,4 dm3·mol-1 = 0,5 mol

To jest ilość CO, którą rzeczywiście chcemy otrzymać. Gdyby wydajność wynosiła 100%, wystarczyłoby 0,5 mola HCOOH. Jednak wydajność procesu to 70%, czyli powstaje tylko 70% produktu względem ilości teoretycznej. Aby otrzymać 0,5 mola CO, trzeba więc zaplanować większą ilość substratu:

n(HCOOH) = 0,5 mol / 0,70 ≈ 0,714 mol

Na końcu przeliczamy liczbę moli na masę, korzystając z masy molowej M = 46 g/mol:

m = 0,714 mol · 46 g/mol ≈ 32,9 g

Dlatego poprawna jest odpowiedź "32,9 g". Pozostałe wartości są typowe dla błędów rachunkowych: brak uwzględnienia wydajności (wynik zbyt mały), użycie wydajności w złą stronę (pomnożenie zamiast podzielenia) albo błędne przeliczenie objętości na mole (np. przyjęcie innej objętości molowej).

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści jest wydajność <100%, wynik masy substratu powinien być większy niż wynik dla 100% wydajności.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak przeliczyć 11,2 dm3 CO na liczbę moli w warunkach normalnych?
W warunkach normalnych przyjmuje się objętość molową gazu 22,4 dm3/mol. Liczbę moli obliczasz ze wzoru n = V/Vm. Dla 11,2 dm3: n = 11,2/22,4 = 0,5 mol. To jest punkt wyjścia do dalszej stechiometrii.
Co oznacza wydajność 70% w obliczeniach stechiometrycznych?
Wydajność 70% oznacza, że rzeczywiście powstaje tylko 0,70 ilości produktu teoretycznego. Jeśli chcesz uzyskać daną ilość produktu, musisz "nadmiarowo" zaplanować substrat: zwykle dzielisz wymaganą ilość moli produktu przez 0,70, aby dostać ilość teoretyczną odpowiadającą substratowi.
Dlaczego w tej reakcji stosunek molowy HCOOH do CO wynosi 1:1?
W uproszczonym równaniu reakcji odwodnienia: HCOOH → CO + H2O z jednej cząsteczki (mola) kwasu powstaje jedna cząsteczka (mol) CO. Właśnie współczynniki stechiometryczne 1 i 1 narzucają przeliczenia molowe między substratem i produktem.
Jaką rolę pełni kwas siarkowy(VI) w odwodnieniu kwasu mrówkowego?
Stężony kwas siarkowy(VI) działa jako silny środek odwadniający (i w praktyce ułatwia przebieg procesu), dzięki czemu kwas mrówkowy ulega rozkładowi z wydzieleniem CO i powstaniem wody. W typowych zadaniach obliczeniowych H2SO4 nie jest liczony stechiometrycznie, jeśli nie podano inaczej.
Jak obliczyć masę kwasu z liczby moli i masy molowej M?
Stosujesz zależność m = n · M. Najpierw wyznaczasz n (liczbę moli) z obliczeń stechiometrycznych, a potem mnożysz przez masę molową podaną w treści. W tym typie zadań warto kontrolować jednostki: n w mol, M w g/mol, wtedy m wychodzi w gramach.
Czy można w tym zadaniu przyjąć inną objętość molową niż 22,4 dm3/mol?
W zadaniach z dopiskiem "w warunkach normalnych" standardowo przyjmuje się 22,4 dm3/mol. Inne wartości (np. ok. 24 dm3/mol) dotyczą innych warunków odniesienia, więc bez dodatkowej informacji nie należy ich stosować. Najbezpieczniej trzymać się wartości typowej dla "warunków normalnych".
Dlaczego wynik masy rośnie, gdy wydajność jest mniejsza niż 100%?
Niższa wydajność oznacza większe straty: z tej samej ilości substratu powstaje mniej produktu. Aby "dowieźć" zaplanowaną ilość produktu, trzeba zacząć od większej ilości substratu, czyli wynik obliczanej masy rośnie. To szybki test sensowności: przy 70% wynik musi być większy niż przy 100%.
Jakie błędy najczęściej pojawiają się w zadaniach z wydajnością reakcji?
Najczęstsze to: (1) całkowite pominięcie wydajności i policzenie jak dla 100%, (2) użycie wydajności jako mnożnika zamiast dzielnika (odwrócenie proporcji), (3) złe przeliczenie objętości gazu na mole przez podstawienie niewłaściwej objętości molowej. Pomaga zapis: n_teor = n_rzecz / W.
Co powinien umieć technik analityk w temacie takich obliczeń?
Technik analityk powinien sprawnie przeliczać ilości reagentów i produktów: z masy na mole, z objętości gazu na mole, a także uwzględniać wydajność i straty procesu. To jest praktyczne przy przygotowaniu próbek, planowaniu syntez i ocenie, czy ilość otrzymanego produktu jest realistyczna względem użytych odczynników.
Jak sprawdzić, czy wynik liczbowy ma sens bez liczenia od początku?
Wykonaj szybkie oszacowanie: 11,2 dm3 w warunkach normalnych to pół mola gazu. Przy 100% wydajności potrzeba więc 0,5 mola HCOOH, czyli ok. 0,5·46 ≈ 23 g. Ponieważ wydajność to 70%, masa musi wzrosnąć do ok. 23/0,7 ≈ 33 g.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 48% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "W warunkach normalnych 1 mol gazu zajmuje 22,4 dm3, więc 11,2 dm3 CO to 0,5 mola."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Kwas mrówkowy" – informacja o odwodnieniu do CO i H2O w obecności stężonego H2SO4, https://pl.wikipedia.org/wiki/Kwas_mr%C3%B3wkowy (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Objętość molowa" – wartości objętości molowej gazu w warunkach normalnych, https://pl.wikipedia.org/wiki/Obj%C4%99to%C5%9B%C4%87_molowa (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Warunki normalne" – definicje i użycie w obliczeniach chemicznych, https://pl.wikipedia.org/wiki/Warunki_normalne (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Tablice chemiczne (m.in. objętość molowa gazów, stałe i definicje warunków odniesienia)
  • Podręcznik z chemii ogólnej: dział stechiometria i obliczenia chemiczne
  • Zbiór zadań maturalnych/technicznych z obliczeń stechiometrycznych z uwzględnieniem wydajności
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego