KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 6.
Oznaczanie miedzi w postaci osadu czystego pierwiastka wykonywane jest podczas analizy
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Odpowiedź wskazuje na elektrograwimetrię, w której Cu2+ redukuje się na katodzie do metalicznej miedzi i waży przyrost masy elektrody. To właśnie daje osad czystego pierwiastka. Metody wagowa z Cu(OH)2, jodometryczna i kolorymetryczna nie wydzielają Cu w postaci metalu.

Pełne wyjaśnienie:

Warunek "oznaczanie miedzi w postaci osadu czystego pierwiastka" oznacza, że w toku analizy miedź ma zostać wydzielona jako Cu(0), czyli w postaci metalicznej, a następnie jej ilość wyznacza się przez pomiar masy tej wydzielonej miedzi.

Tak działa analiza elektrograwimetryczna: w odpowiednio dobranych warunkach elektrolizy jony Cu2+ ulegają na katodzie redukcji do miedzi metalicznej, która osadza się na elektrodzie. Po zakończeniu procesu elektrodę płucze się, suszy i waży, a przyrost masy odpowiada ilości osadzonej miedzi.

Pozostałe propozycje nie spełniają kryterium "czysty pierwiastek":

  • W analizie wagowej opartej o strącanie wodorotlenku powstaje związek chemiczny (np. Cu(OH)2) lub po prażeniu tlenek, a nie metaliczna miedź. To inny typ produktu końcowego.
  • W oznaczeniu jodometrycznym miedź jest oznaczana pośrednio reakcją redoks i miareczkowaniem, ale nie ma etapu ważenia osadu Cu(0); końcowym sygnałem jest objętość/ilość titranta.
  • W metodzie kolorymetrycznej mierzy się barwę roztworu lub kompleksu w roztworze i porównuje z wzorcami; nie prowadzi to do wydzielenia i zważenia metalu.

Praktyczna wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się "osad czystego pierwiastka" (metal), najczęściej chodzi o osadzanie elektrochemiczne i wyznaczanie ilości przez przyrost masy elektrody, czyli elektrograwimetrię.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Elektrograwimetria to metoda ilościowa, w której analit (np. jon metalu) osadza się elektrochemicznie na elektrodzie jako substancja stała, a następnie oznacza się go przez zważenie przyrostu masy elektrody. Kluczowe jest tu wydzielenie mierzalnej warstwy osadu.
Jony Cu2+ można na katodzie zredukować do Cu(0). Powstająca miedź metaliczna odkłada się na powierzchni elektrody w postaci osadu, który po umyciu i wysuszeniu da się zważyć. To spełnia warunek "osad czystego pierwiastka".
Osad metalu powstaje typowo w procesach elektrochemicznych (redukcja na katodzie) i jest opisany jako "metaliczny", "czysty pierwiastek", "na elektrodzie". Osad wodorotlenku (np. Cu(OH)2) to produkt strącania reagentem i jest związkiem, nie pierwiastkiem.
To znaczy, że analit jest wydzielany jako pierwiastek w stanie wolnym (np. Cu jako metal), a nie jako sól, tlenek czy wodorotlenek. W praktyce laboratoryjnej często wiąże się to z elektrolitycznym osadzaniem metalu na elektrodzie i oznaczaniem ilości przez masę osadu.
W typowym oznaczeniu jodometrycznym miedź(II) bierze udział w reakcjach redoks prowadzących do wydzielenia jodu i miareczkowania (np. tiosiarczanem). Sygnałem analitycznym jest zużycie titranta lub punkt końcowy, a nie zważony osad Cu(0), więc nie jest to "osad czystego pierwiastka".
Metodę wagową strąceniową wybiera się, gdy można utworzyć trudno rozpuszczalny, stabilny osad o znanym składzie (lub po przekształceniu do stałej formy, np. tlenku) i da się go dokładnie przefiltrować oraz zważyć. Elektrograwimetrię wybiera się, gdy wygodniej i selektywniej osadzić analit na elektrodzie.
Częsty błąd to automatyczne skojarzenie słowa "osad" z klasyczną grawimetrią strąceniową (np. wodorotlenek), bez sprawdzenia, czy chodzi o metal. Drugi błąd to ignorowanie elementu "ważenia elektrody", który jest charakterystyczny dla elektrograwimetrii.
W uproszczeniu: przygotowuje się roztwór z jonami Cu2+, prowadzi elektrolizę przy dobranych warunkach, miedź osadza się na katodzie, a następnie elektrodę płucze się, suszy i waży. Różnica mas przed i po osadzaniu odpowiada ilości wydzielonej miedzi.
Nie. Kolorymetria polega na porównaniu barwy roztworu (często barwy kompleksu) z wzorcami lub na pomiarze absorbancji. Jest to metoda instrumentalna wykorzystująca sygnał optyczny, a nie wytrącanie i ważenie osadu metalu. Dlatego nie spełnia warunku "osad czystego pierwiastka".
Warto uczyć się "słów-kluczy": osad metalu na elektrodzie → elektrograwimetria; objętość titranta → miareczkowanie (np. jodometria); barwa/absorbancja → kolorymetria; strącanie i filtracja → grawimetria strąceniowa.
info

Około 27% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że odpowiedź wskazuje na elektrograwimetrię, w której Cu2+ redukuje się na katodzie do metalicznej miedzi i waży przyrost masy elektrody.

Źródła:

  • Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis, 6th edition, rozdział dotyczący elektroanalizy/elektrograwimetrii (electrogravimetry), 2000
  • Skoog, Holler, Crouch: Principles of Instrumental Analysis, 6th edition, część o metodach elektroanalitycznych (electrogravimetry), 2007
  • Harris: Quantitative Chemical Analysis, 9th edition, rozdziały o elektrochemii analitycznej i metodach wagowych/miareczkowych, 2016

Materiały:

  • Podręcznik z analizy ilościowej (działy: grawimetria, elektrograwimetria, miareczkowania redoks)
  • Skrypt/laboratorium z elektroanalizy: elektrogravimetria metali, warunki osadzania
  • Zadania porównawcze: dobór metody do analitu i matrycy (metale w roztworach)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego