KWALIFIKACJA CHM6 - STYCZEŃ 2024

PYTANIE NR 31.
Tabela. Wartość temperatury topnienia i wrzenia dla wybranych związków Oznaczenie temperatury wrzenia pewnego związku organicznego wykazało wartość 169,3 K. Na podstawie podanych w tabeli danych można wnioskować, że związkiem tym jest
Ilustracja przedstawia tabelę z danymi dotyczącymi temperatur topnienia i wrzenia dla wybranych związków chemicznych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby porównać wynik z tabelą w °C, trzeba przeliczyć 169,3 K na stopnie Celsjusza: t = 169,3 − 273(,15) ≈ −103,7°C. W tabeli temperatura wrzenia −103,7°C odpowiada związkowi C2H4, czyli etenowi. Pozostałe związki mają inne temperatury wrzenia.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano temperaturę wrzenia w skali Kelvina (K), natomiast tabela zawiera temperatury w stopniach Celsjusza (°C). Żeby poprawnie dopasować związek, najpierw trzeba wykonać konwersję jednostek.

Krok 1: przeliczenie K na °C
Stosuje się zależność: t[°C] = T[K] − 273,15 (dokładnie). W praktyce dydaktycznej chemii technicznej często spotyka się też przybliżenie t[°C] = T[K] − 273, gdy dane w tabeli są zaokrąglone do 0,1°C.

Dla T = 169,3 K:

  • dokładnie: 169,3 − 273,15 = −103,85°C,
  • przybliżenie: 169,3 − 273 = −103,7°C.
Różnica 0,15°C wynika wyłącznie z użycia wartości 273 zamiast 273,15 i jest zgodna z typowym poziomem zaokrągleń w tablicach.

Krok 2: dopasowanie do tabeli
W tabeli temperatura wrzenia −103,7°C widnieje przy wzorze C2H4, czyli przy nazwie eten. Dlatego odpowiedź "eten" jest poprawna.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "etan" (C2H6) ma temperaturę wrzenia około −88,6°C, więc po konwersji nie pasuje do −103,7°C.
  • "etyn" (C2H2) ma temperaturę wrzenia około −84,7°C, również wyraźnie inną od wyniku obliczeń.
  • "benzen" (C6H6) wrze w dodatniej temperaturze (około 80°C), co całkowicie nie zgadza się z ujemnym wynikiem po przeliczeniu z Kelvina.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj jednostki w treści i w tabeli. Gdy jednostki się różnią (K vs °C), pierwszym krokiem jest ich ujednolicenie, a dopiero potem porównanie wartości.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Użyj wzoru: t[°C] = T[K] − 273,15. Gdy w tabeli wartości są zaokrąglone do 0,1°C, często akceptuje się też przybliżenie −273. Najważniejsze jest zachowanie kierunku: z K na °C odejmujesz 273,15.
To przybliżenie stosowane, gdy dane tabelaryczne są podane z ograniczoną dokładnością (np. do 0,1°C). Różnica 0,15°C jest wtedy mniejsza niż błąd zaokrąglenia. Na egzaminie liczy się poprawna metoda i dopasowanie do danych w tabeli.
Temperatura wrzenia to temperatura, przy której prężność par cieczy zrównuje się z ciśnieniem zewnętrznym. Dlatego zależy od ciśnienia (np. inne wartości przy próżni). W tablicach najczęściej podaje się temperaturę wrzenia przy ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego.
Najpierw ujednolić jednostki (K vs °C), potem porównać wynik z wartościami w tabeli. Zwykle im większa masa cząsteczkowa i silniejsze oddziaływania międzycząsteczkowe, tym wyższa temperatura wrzenia. Dla małych węglowodorów różnice są wyraźne liczbowo.
Najczęstsze to: pominięcie jednostek, błędna konwersja (dodawanie 273 zamiast odejmowania), odczytanie temperatury topnienia zamiast wrzenia oraz mylenie nazw podobnych związków (eten/etan/etyn). Pomaga zapisanie obliczenia i dopiero potem sprawdzenie tabeli.
Benzen ma większą masę cząsteczkową i strukturę aromatyczną, co zwiększa oddziaływania między cząsteczkami w porównaniu z małymi węglowodorami C2. Skutkiem jest znacznie wyższa temperatura wrzenia (dodatnia), podczas gdy eten i etan wrzą w temperaturach ujemnych.
W prostych zadaniach z ograniczoną liczbą opcji – tak, bo każda opcja ma inną temperaturę wrzenia. W praktyce laboratoryjnej zwykle potwierdza się to dodatkowymi danymi (gęstość, widma, analiza składu), bo różne substancje mogą mieć zbliżone temperatury wrzenia.
Przy projektowaniu i prowadzeniu procesów destylacji, rektyfikacji, kondensacji i skraplania gazów. Znajomość temperatur wrzenia pomaga dobrać temperatury pracy, chłodzenie i ciśnienie w aparatach. Ułatwia też ocenę, czy dana substancja będzie w danych warunkach cieczą czy gazem.
Warto kojarzyć: eten (C2H4) to alken, etan (C2H6) to alkan, etyn (C2H2) to alkin. W testach często pojawiają się przez podobne nazwy, więc trzeba oprzeć się na danych liczbowych z tabeli lub na wzorach sumarycznych, a nie na brzmieniu nazwy.
Kelwiny i Celsjusze różnią się przesunięciem o ~273. Jeśli masz temperaturę ok. 170 K, to w °C musi wyjść około −100°C (bo 170 jest znacznie mniejsze od 273). Gdy po przeliczeniu wychodzi wartość dodatnia, to prawdopodobnie popełniono błąd znaku.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 64% zdających egzamin. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Aby porównać wynik z tabelą w °C, trzeba przeliczyć 169,3 K na stopnie Celsjusza: t = 169,3 − 273(,15) ≈ −103,7°C."

Źródła:

  • BIPM, The International System of Units (SI), 9th edition (2019), rozdział o temperaturze termodynamicznej i relacji kelwin–stopień Celsjusza (T/K i t/°C). https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure (dostęp: 2026-03-01)
  • NIST Chemistry WebBook (SRD 69), Ethene (ethylene), dane termofizyczne / temperatura wrzenia. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C74851 (dostęp: 2026-03-01)
  • NIST Chemistry WebBook (SRD 69), Benzene, dane termofizyczne / temperatura wrzenia. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C71432 (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Tablice fizykochemiczne (temperatury topnienia i wrzenia) dla podstawowych związków organicznych
  • Notatki/rozdział z metrologii chemicznej: skale temperatur i przeliczenia
  • Materiały o podstawowych węglowodorach (alkany, alkeny, alkiny, areny) i ich właściwościach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego