KWALIFIKACJA CHM3 - STYCZEŃ 2015

PYTANIE NR 26.
Podczas mieszania bezwodnego etanolu z wodą zachodzi zjawisko kontrakcji. W wyniku zmieszania 1000 cm3 wody i 1000 cm3 etanolu powstaje roztwór o objętości
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kontrakcja oznacza, że po zmieszaniu etanolu z wodą objętość mieszaniny jest mniejsza niż suma objętości składników. Dla 1000 cm3 wody i 1000 cm3 etanolu typowo obserwuje się istotny ubytek objętości, więc poprawna jest wartość 1936 cm3, a nie 2000 cm3 ani większe.

Pełne wyjaśnienie:

Podczas mieszania bezwodnego etanolu z wodą układ zachowuje się nieidealnie. Cząsteczki wody i etanolu tworzą silne oddziaływania (m.in. wiązania wodorowe), przez co mogą "upakować się" gęściej niż w czystych cieczach. Skutkiem jest kontrakcja, czyli sytuacja, w której objętość roztworu po zmieszaniu jest mniejsza niż suma objętości składników odmierzonych osobno.

Dlatego odpowiedź 2000 cm3 reprezentuje błędne, intuicyjne założenie addytywności objętości (idealne mieszanie). W praktyce dla układu etanol–woda obserwuje się zauważalny spadek objętości, więc wynik musi być poniżej 2000 cm3.

Wartości 2010 cm3 oraz 2036 cm3 są sprzeczne z opisanym w treści zjawiskiem kontrakcji, bo sugerują brak kontrakcji albo wręcz wzrost objętości po zmieszaniu. Takie wyniki mogłyby wynikać co najwyżej z innych efektów (np. ogrzania mieszaniny i rozszerzalności cieplnej), ale to nie jest sens pytania: w ujęciu kontrakcji oczekuje się objętości mniejszej od sumy.

Odpowiedź 1936 cm3 jest zgodna z ideą kontrakcji: wskazuje na realny, zauważalny ubytek objętości po zmieszaniu równych objętości wody i etanolu. W praktyce laboratoryjnej warto pamiętać, że dokładna wartość kontrakcji zależy od warunków (zwłaszcza temperatury i składu), dlatego przy precyzyjnych obliczeniach korzysta się z danych tablicowych (gęstości, własności nadmiarowych) zamiast prostego sumowania objętości.

  • Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawia się "kontrakcja", szukaj odpowiedzi mniejszej niż suma objętości.
  • Wskazówka praktyczna: przy sporządzaniu roztworów wodno-alkoholowych kontroluj objętość końcową w naczyniu miarowym, a nie przez dodawanie objętości składników.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kontrakcja to zmniejszenie objętości po zmieszaniu dwóch cieczy w porównaniu do sumy ich objętości odmierzonych osobno. Wynika z nieidealnego upakowania cząsteczek i silniejszych oddziaływań między nimi, przez co mieszanina zajmuje mniej miejsca.
Układ etanol–woda jest nieidealny: cząsteczki tworzą korzystne oddziaływania (np. wiązania wodorowe) i "wchodzą" w wolne przestrzenie swojej struktury. To powoduje, że mieszanina ma mniejszą objętość niż proste 1000 + 1000 cm3.
Najczęściej decydują: temperatura, skład (udział objętościowy lub molowy etanolu), a także czystość składników. W praktyce laboratoryjnej przy precyzji analitycznej korzysta się z danych tablicowych gęstości i własności mieszanin dla określonej temperatury.
Nie. Dla niektórych par cieczy objętości mogą być niemal addytywne, dla innych występuje kontrakcja, a czasem nawet niewielka ekspansja. Zależy to od tego, czy po zmieszaniu oddziaływania między różnymi cząsteczkami są silniejsze czy słabsze niż w cieczach czystych.
Najpewniej przygotowuje się roztwór "do kreski" w naczyniu miarowym: wlewa się składniki, miesza, wyrównuje temperaturę i dopiero potem uzupełnia do objętości. Nie należy zakładać, że objętość końcowa równa się sumie objętości składników.
Najczęstsze to: automatyczne dodawanie objętości (myślenie "idealne"), ignorowanie informacji o kontrakcji w treści, wybieranie liczby najbliższej 2000 cm3 bez uzasadnienia oraz mieszanie kontrakcji z rozszerzalnością cieplną po ogrzaniu mieszaniny.
Tak, bo wpływa na objętość końcową i tym samym na obliczenia stężeń przygotowywanych roztworów, zwłaszcza gdy ktoś próbuje przeliczać "na objętości". W pracy technika analityka ważne jest korzystanie z naczyń miarowych i właściwych procedur sporządzania roztworów.
Kontrakcja jest powtarzalnym zjawiskiem fizykochemicznym zależnym od układu i temperatury, a nie przypadkową odchyłką. Błąd pomiaru zwykle zmienia się losowo i można go ograniczać techniką pracy (menisk, temperatura, kalibracja szkła). Kontrakcja pozostaje nawet przy poprawnych pomiarach.
Gdy w treści pojawia się informacja o kontrakcji albo o nieaddytywności objętości mieszaniny. Wtedy oczekuje się, że objętość roztworu po zmieszaniu będzie mniejsza niż suma objętości składników. To jest kluczowa wskazówka interpretacyjna w testach.
Najbliższe pojęcia to: nieidealność roztworów, własności nadmiarowe (np. nadmiarowa objętość molowa), objętości molowe cząstkowe, gęstość mieszaniny oraz oddziaływania międzycząsteczkowe. Te zagadnienia wyjaśniają, skąd bierze się ubytek objętości.
info

Około 49% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że kontrakcja oznacza, że po zmieszaniu etanolu z wodą objętość mieszaniny jest mniejsza niż suma objętości składników.

Materiały:

  • Podręcznik chemii fizycznej (działy: roztwory, własności nadmiarowe, objętości molowe cząstkowe)
  • Tablice właściwości fizykochemicznych mieszanin etanol–woda (nadmiarowa objętość molowa, gęstość w funkcji składu i temperatury)
  • Ćwiczenia laboratoryjne z przygotowywania roztworów i pracy z kolbami miarowymi (w tym zasady rozcieńczania alkoholi)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego