Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM2 - CZERWIEC 2017



PYTANIE NR 31.
Proces zobojętniania kwasu fosforowego(V) przebiega zgodnie z reakcją przedstawioną równaniem H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O Ile kg NaOH, użytego z 10% nadmiarem, trzeba zużyć na zobojętnienie 294 kg kwasu fosforowego(V)?
Ilustracja przedstawia prostokątną ramkę z dwiema równaniami chemicznymi dotyczącymi mas molowych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Równanie wskazuje stosunek molowy 1 mol H3PO4 : 3 mol NaOH. Masa molowa H3PO4 = 98 g/mol, więc 294 kg to 3 kmol. Potrzeba 9 kmol NaOH, czyli 9·40 = 360 kg. Przy 10% nadmiaru: 360·1,10 = 396 kg.

Pełne wyjaśnienie:

W zobojętnianiu korzysta się bezpośrednio ze współczynników stechiometrycznych z równania reakcji:

H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

Z równania wynika, że na 1 mol kwasu fosforowego(V) potrzeba 3 mole wodorotlenku sodu.

1) Obliczenie liczby moli (kmoli) kwasu
Wyznaczamy masę molową:
H3PO4: 3·1 + 31 + 4·16 = 98 g/mol.
Masa 294 kg = 294 000 g.
Liczba moli: 294 000 / 98 = 3000 mol = 3 kmol.

2) Ilość stechiometryczna NaOH
Skoro 1 mol kwasu wymaga 3 mol NaOH, to 3 kmol kwasu wymaga 9 kmol NaOH.

3) Przeliczenie na masę NaOH
Masa molowa NaOH: 23 + 16 + 1 = 40 g/mol.
9 kmol NaOH odpowiada masie: 9·40 kg = 360 kg.

4) Uwzględnienie 10% nadmiaru
Nadmiar 10% oznacza zużycie 1,10 razy ilości stechiometrycznej:
360 kg · 1,10 = 396 kg.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 324 kg odpowiada sytuacji, jakby użyto mniej niż ilość stechiometryczna (błędne zastosowanie procentów lub pominięcie części zapotrzebowania).
  • 360 kg to poprawna ilość bez nadmiaru; błąd polega na zignorowaniu informacji o 10%.
  • 132 kg wynika zwykle z błędu w stosunku molowym (np. potraktowania reakcji jak 1:1) albo z pomyłki w masie molowej.

W praktyce technologicznej nadmiar zasady bywa stosowany, aby zapewnić pełne zobojętnienie mimo strat, niedokładności dozowania lub mieszania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć masę NaOH potrzebną do zobojętnienia H3PO4 z równania reakcji?
Najpierw odczytaj stosunek molowy z równania: 1 mol H3PO4 wymaga 3 mol NaOH. Potem przelicz masę kwasu na mole (masa/mol) i wynik pomnóż przez 3. Na końcu zamień mole NaOH na masę, używając masy molowej NaOH.
Dlaczego w reakcji z H3PO4 występuje współczynnik 3 przy NaOH?
H3PO4 jest kwasem trójprotonowym, czyli może oddać łącznie 3 jony H+. Każdy jon OH- z NaOH zobojętnia jeden H+, tworząc H2O, dlatego do pełnej neutralizacji potrzeba 3 mol NaOH na 1 mol kwasu.
Co oznacza 10% nadmiaru NaOH w zadaniu stechiometrycznym?
10% nadmiaru oznacza, że zużywasz o 10% więcej niż ilość stechiometryczna wyliczona z równania reakcji. Matematycznie to mnożenie przez 1,10. Częsty błąd to odjęcie 10% albo doliczenie 10% do masy kwasu zamiast do masy zasady.
Jaką masę molową ma H3PO4 i jak ją szybko policzyć?
Masa molowa H3PO4 to suma: 3·H + P + 4·O. Przy masach atomowych w przybliżeniu H=1, P=31, O=16 dostajesz 3·1 + 31 + 4·16 = 98 g/mol. Warto umieć liczyć takie sumy bez kalkulatora, kontrolując rząd wielkości.
Jaką masę molową ma NaOH i dlaczego jest równa 40 g/mol?
NaOH składa się z sodu, tlenu i wodoru. Przy masach atomowych Na=23, O=16, H=1 otrzymujesz 23+16+1=40 g/mol. Ta wartość jest często używana w obliczeniach technologicznych (roztwory NaOH, zużycie zasady, neutralizacja).
Czy w takich zadaniach trzeba zamieniać kilogramy na gramy?
Nie zawsze, ale trzeba zachować spójność jednostek. Jeśli masa molowa jest w g/mol, to masę substancji wygodnie przeliczyć na gramy. Alternatywnie można pracować w kmol: wtedy masy molowe traktujesz jako kg/kmol (np. 98 kg/kmol i 40 kg/kmol), co upraszcza rachunek.
Dlaczego wynik 360 kg NaOH nie jest poprawny przy 10% nadmiaru?
360 kg to ilość stechiometryczna, czyli minimalna teoretycznie potrzebna przy 100% skuteczności i idealnym wymieszaniu. Skoro zadanie wymaga 10% nadmiaru, trzeba zwiększyć tę ilość: 360 kg · 1,10 = 396 kg. Pominięcie nadmiaru to jeden z najczęstszych błędów egzaminacyjnych.
Jak sprawdzić szybko, czy wynik w kg ma sens (kontrola rzędu wielkości)?
Oceń proporcje mas molowych i współczynniki. Na 1 mol kwasu potrzeba 3 mol zasady, a NaOH ma 40 g/mol, więc na 98 g kwasu potrzeba 120 g NaOH. To ok. 1,22 razy więcej masowo. Dla 294 kg kwasu wyjdzie ok. 360 kg (a z nadmiarem ok. 396 kg), więc rząd wielkości się zgadza.
Kiedy w przemyśle chemicznym stosuje się neutralizację z nadmiarem zasady?
Nadmiar zasady stosuje się, gdy trzeba zapewnić pełne zobojętnienie mimo wahań stężenia, strat, niedokładnego dozowania lub ograniczonego mieszania. W eksploatacji instalacji pomaga to utrzymać wymagane pH i ograniczyć ryzyko pozostawienia wolnego kwasu w aparacie lub ściekach.
Jakie błędy najczęściej pojawiają się przy obliczeniach stechiometrycznych z H3PO4?
Najczęściej: przyjęcie stosunku 1:1 zamiast 1:3, błędna masa molowa (np. pomylenie P=31 z inną wartością), brak przeliczenia jednostek oraz nieuwzględnienie nadmiaru procentowego. Pomaga zapisanie danych w kmol i wykonanie krótkiej kontroli masowej przed wyborem odpowiedzi.
info

Statystycznie 44% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Równanie wskazuje stosunek molowy 1 mol H3PO4 : 3 mol NaOH."

Źródła:

  • IUPAC, Standard Atomic Weights of the Elements (tabela mas atomowych) – https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/ (dostęp: 2026-03-02)
  • NIST Chemistry WebBook, Atomic weights of the elements – https://webbook.nist.gov/chemistry/ (dostęp: 2026-03-02)
  • CRC Handbook of Chemistry and Physics, sekcja: Atomic Weights and Isotopic Compositions (aktualne wydanie zależnie od dostępu)

Materiały:

  • Tablice chemiczne (masy atomowe i molowe)
  • Podręcznik do chemii ogólnej i nieorganicznej – dział: stechiometria
  • Zbiór zadań rachunkowych z chemii (obliczenia stechiometryczne)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego