KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 26.
Mnożniki analityczne do wagowego oznaczania wapnia (M = 40,08 g/mol) w postaci CaC2O4 (M = 128,10 g/mol), CaCO3 (M = 100,09 g/mol) i CaO (M = 56,08 g/mol) wynoszą odpowiednio
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Mnożnik analityczny dla oznaczania Ca z masy osadu to stosunek mas molowych: k = M(Ca)/M(osadu) (1 mol osadu zawiera 1 mol Ca).
Dla CaC2O4: 40,08/128,10 ≈ 0,3129; dla CaCO3: 40,08/100,09 ≈ 0,4004; dla CaO: 40,08/56,08 ≈ 0,7147.

Pełne wyjaśnienie:

W analizie wagowej po strąceniu i wysuszeniu/wyżarzeniu osadu waży się osad, a następnie przelicza jego masę na masę (lub zawartość) składnika oznaczanego. Do tego służy mnożnik analityczny (współczynnik przeliczeniowy) k, zdefiniowany jako:

m(Ca) = k · m(osadu), gdzie k = M(Ca) / M(osadu), o ile na 1 mol osadu przypada 1 mol wapnia.

W podanych postaciach osadu (CaC2O4, CaCO3, CaO) w każdym wzorze występuje dokładnie jeden atom Ca, więc 1 mol osadu zawiera 1 mol Ca. To oznacza, że przelicznik zależy wyłącznie od stosunku mas molowych.

Obliczenia:

  • Dla CaC2O4:
    k = 40,08 / 128,10 ≈ 0,3129.
    Wynik jest mniejszy od 1, bo masa osadu jest większa niż masa samego Ca w tej samej liczbie moli.
  • Dla CaCO3:
    k = 40,08 / 100,09 ≈ 0,4004.
    To typowy przypadek: osad zawiera dodatkowe atomy (C i O), więc masa osadu przewyższa masę Ca.
  • Dla CaO:
    k = 40,08 / 56,08 ≈ 0,7147.
    Tutaj osad ma relatywnie niewielki "dodatek" masy (tylko O), więc k jest bliższe 1.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • Wartości typu 2,2842 lub 3,1961 sugerują, że z 1 g osadu "powstaje" ponad 2–3 g Ca, co jest fizycznie niemożliwe przy przeliczaniu osad → pierwiastek; to zwykle efekt odwrócenia ułamka (M(osadu)/M(Ca)) lub innego błędu proporcji.
  • Warianty z pojedynczymi poprawnymi liczbami i jedną błędną (np. tylko środkowy człon) wskazują na pomyłkę w podstawieniu masy molowej danego osadu albo na zbyt wczesne zaokrąglenia.

Wskazówka egzaminacyjna: zanim zaznaczysz odpowiedź, oceń rząd wielkości. Dla osadów wapnia zawierających dodatkowe atomy przelicznik k powinien być mniejszy od 1. Im lżejszy "dodatek" do Ca w osadzie, tym k bliższe 1 (stąd najwyższe k dla CaO).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Mnożnik analityczny to współczynnik, który przelicza masę otrzymanego osadu na masę oznaczanego składnika (np. Ca). Najczęściej ma postać k = M(składnika)/M(osadu), jeśli 1 mol osadu zawiera 1 mol oznaczanego składnika.
Ustal, ile moli Ca przypada na 1 mol osadu (ze wzoru chemicznego). Potem policz k = (n·M(Ca))/M(osadu). Dla osadów z jednym Ca w cząsteczce (CaCO3, CaO, CaC2O4) jest to po prostu M(Ca)/M(osadu).
Bo osad zawiera nie tylko oznaczany pierwiastek, ale także inne atomy (np. O, C). Masa 1 mola osadu jest wtedy większa niż masa 1 mola samego Ca, więc stosunek M(Ca)/M(osadu) wychodzi < 1. To szybki test sensowności wyniku.
Najczęściej myli się kierunek ułamka (liczy się M(osadu)/M(Ca) zamiast odwrotnie), pomija się liczbę atomów Ca w cząsteczce osadu (gdy byłoby ich więcej niż 1) albo zbyt wcześnie zaokrągla się wyniki. Warto też sprawdzać, czy wynik ma realny rząd wielkości.
Tak, wynika to bezpośrednio ze wzoru: w CaC2O4 występuje jeden atom Ca. Dlatego, jeśli strącasz wapń jako szczawian wapnia i ważysz ten osad, przeliczenie na Ca opiera się na proporcji 1:1 w molach.
Zrób oszacowanie: porównaj masę molową osadu z masą molową Ca. Jeśli osad ma dużo "dodatkowej" masy (np. dużo tlenu), mnożnik będzie wyraźnie mniejszy od 1. Dla CaO oczekuj wartości bliskiej 40/56 ≈ 0,7; dla CaCO3 ok. 0,4.
Używa się ich przy obliczaniu wyniku analizy wagowej: po zważeniu osadu (np. CaCO3 lub CaO po wyżarzeniu) trzeba przeliczyć masę osadu na masę Ca w próbce, a następnie np. na procent masowy lub mg/g. Mnożnik upraszcza i ujednolica obliczenia.
Masa molowa łączy świat "molowy" ze światem mas: pozwala przeliczać liczbę moli na gramy i odwrotnie. W zadaniach typu osad–pierwiastek kluczowe jest porównanie mas molowych, bo to one determinują, jaka część masy osadu przypada na oznaczany składnik.
Tak, bo zmienia się masa molowa ważonej postaci. Dla CaO masa molowa jest mniejsza niż dla CaCO3, więc większa część masy przypada na Ca, a mnożnik jest większy. Dlatego w analizie wagowej ważne jest, jaka dokładnie forma osadu jest końcowo ważona.
Ćwicz schemat: (1) odczytaj wzór osadu, (2) ustal liczbę moli oznaczanego składnika w 1 molu osadu, (3) zapisz wzór na mnożnik, (4) policz i dopiero na końcu zaokrąglij. Dodatkowo rób szybki "test sensu" (czy wynik powinien być < 1 czy > 1).
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 47% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • NIST Chemistry WebBook: Atomic Weights and Isotopic Compositions (dane do mas atomowych/molarowych) – https://webbook.nist.gov/chemistry/ (dostęp: 2026-02-28)
  • IUPAC: Standard Atomic Weights (tabela/opracowanie mas atomowych) – https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/ (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Skrypty z chemii analitycznej: dział "Analiza wagowa (grawimetria)"
  • Tablice chemiczne z masami atomowymi i molowymi (IUPAC/NIST) do weryfikacji wartości
  • Zbiory zadań ze stechiometrii i obliczeń analitycznych (przeliczenia osad–pierwiastek)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego