KWALIFIKACJA CHM6 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 14.
Próbkę zawierającą nitroanilinę poddano krystalizacji w celu uzyskania 3,00 g czystego związku.
Ile wynosiła odważka pobrana do krystalizacji, jeżeli proces przebiegał z wydajnością 60%?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wydajność 60% oznacza, że uzysk 3,00 g stanowi 0,60 masy, którą należało wziąć do procesu.
Obliczamy masę odważki: m = 3,00 g / 0,60 = 5,00 g. Wynik jest większy od 3,00 g, bo część substancji traci się w trakcie krystalizacji.

Pełne wyjaśnienie:

W tego typu zadaniach kluczowe jest poprawne rozumienie pojęcia wydajności procesu. Jeśli proces krystalizacji przebiega z wydajnością 60%, to oznacza, że z ilości (masy) substancji, którą teoretycznie można było odzyskać z odważki, realnie otrzymujemy tylko 60% w postaci czystego produktu.

W treści podano, że uzyskano 3,00 g czystego związku. Jest to uzysk rzeczywisty. Szukamy masy odważki (wsadu), z której po uwzględnieniu strat uzyskano 3,00 g:

1) Zamiana procentów na ułamek: 60% = 0,60.
2) Zależność: uzysk = wydajność · odważka.
3) Podstawienie: 3,00 g = 0,60 · m.
4) Przekształcenie: m = 3,00 g / 0,60 = 5,00 g.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • 7,50 g wynikałoby z użycia niewłaściwego przelicznika (np. potraktowania 60% jako 40% lub pomylenia działania), a także dawałoby zbyt duży wsad względem podanego uzysku.
  • 4,80 g może pochodzić z błędu rachunkowego lub z niepoprawnego zaokrąglenia/odczytu procentu; przy 4,80 g i 60% uzysk wyniósłby 2,88 g, a nie 3,00 g.
  • 1,80 g odpowiadałoby mnożeniu 3,00 g · 0,60, czyli odwróceniu relacji. To częsty błąd: uczący się pamięta "gdzieś pojawia się 0,60" i wybiera mnożenie zamiast sprawdzić, czy wsad powinien być większy od uzysku.

Wskazówka egzaminacyjna: zrób szybki test sensowności: przy wydajności mniejszej niż 100% masa początkowa (odważka) musi być większa niż masa otrzymanego czystego produktu. Jeśli wychodzi mniejsza, to znaczy, że odwrócono działanie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wydajność procesu to stosunek ilości (np. masy) produktu rzeczywiście uzyskanego do ilości, którą można było uzyskać teoretycznie z danego wsadu. W krystalizacji obejmuje straty m.in. na rozpuszczaniu, filtracji, przenoszeniu i pozostawaniu substancji w roztworze macierzystym.
Użyj zależności: uzysk = wydajność × odważka. Najpierw zamień procent na ułamek (np. 60% → 0,60), a potem przekształć: odważka = uzysk / wydajność. To szybki rachunek, ale koniecznie sprawdź sens: przy wydajności < 100% odważka musi być większa od uzysku.
Bo 3,00 g to tylko część tego, co było wzięte do procesu. Wydajność 60% oznacza, że odzyskano 60% wsadu w postaci czystego produktu, a pozostałe 40% "znika" w stratach procesu (pozostaje w roztworze, na sączku, w naczyniu, w zanieczyszczeniach).
Najczęstsze straty to: pozostawanie części substancji w roztworze macierzystym (rozpuszczalność), straty mechaniczne podczas przesączania i przenoszenia, zatrzymywanie kryształów na sączku, a czasem częściowe rozkłady lub współkrystalizacja zanieczyszczeń obniżająca ilość "czystego" produktu.
Tak, do obliczeń procent zamienia się na ułamek dziesiętny: 60% = 0,60; 75% = 0,75 itd. Typowy błąd to użycie liczby 60 zamiast 0,60. Warto zapamiętać: "%" oznacza "na sto", więc dzielisz przez 100.
Zastosuj kontrolę logiczną: jeśli wydajność jest mniejsza niż 100%, to wsad (odważka) musi być większy niż uzysk. Dodatkowo policz w drugą stronę: pomnóż obliczoną odważkę przez wydajność (ułamek) i zobacz, czy wracasz do podanej masy produktu.
Oznacza masę produktu po oczyszczeniu (po krystalizacji), czyli masę tego, co faktycznie uzyskano jako substancję spełniającą kryterium "czystości". Nie jest to masa początkowej próbki ani masa mieszaniny przed oczyszczaniem.
Liczy się ją m.in. przy optymalizacji warunków oczyszczania (dobór rozpuszczalnika, temperatura, szybkość chłodzenia), przy porównywaniu serii prób oraz w kontroli jakości procesu. Technik ocenia wtedy, czy uzysk jest akceptowalny i gdzie powstają największe straty.
Najczęstsze pomyłki to: odwrócenie działania (mnożenie zamiast dzielenia), niezamienienie procentów na ułamek, błędne zaokrąglenia i brak kontroli sensowności wyniku. Pomaga zapisanie krótkiego równania: "uzysk = wydajność × wsad".
W tym konkretnym typie zadania nie wpływa na rachunek, bo obliczasz tylko zależność masy i wydajności. Nazwa związku może nawiązywać do kontekstu technologicznego (krystalizacja jako oczyszczanie substancji organicznych), ale do samego obliczenia wystarcza matematyka i definicja wydajności.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 67% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że wydajność 60% oznacza, że uzysk 3,00 g stanowi 0,60 masy, którą należało wziąć do procesu.Obliczamy masę odważki: m = 3,00 g / 0,60 = 5,00 g.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Wydajność reakcji" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Wydajno%C5%9B%C4%87_reakcji (dostęp: 2026-03-04)
  • Khan Academy: "Percent yield" – https://www.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions-stoichiome/percent-yield/a/percent-yield (dostęp: 2026-03-04)
  • OpenStax Chemistry 2e: "Reaction Yields" – https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/4-6-reaction-yields (dostęp: 2026-03-04)

Materiały:

  • Podstawy rachunku stechiometrycznego i wydajności (działy: procentowa wydajność, bilans masy)
  • Materiały dydaktyczne z operacji jednostkowych: krystalizacja, filtracja, suszenie
  • Zestawy zadań rachunkowych z chemii ogólnej/technologii chemicznej (procenty, uzysk, straty)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego