Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM3 - PAŹDZIERNIK 2013



PYTANIE NR 35.
W celu określenia czystości MgCO3, próbkę 5 g tej soli poddano prażeniu do stałej masy. Podczas prażenia zachodzi reakcja:
MgCO3 → MgO + CO2 Ubytek masy wynosił 2,38 g.
(Masy molowe reagentów wynoszą: MgCO3 – 84 g/mol, MgO – 40 g/mol, CO2 – 44 g/mol) Węglan magnezu zawierał
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ubytek masy 2,38 g odpowiada masie wydzielonego CO2.
n(CO2) = 2,38/44 ≈ 0,0541 mol, a więc tyle samo moli MgCO3 uległo rozkładowi. m(MgCO3) = 0,0541·84 ≈ 4,54 g. Czystość = 4,54/5·100% ≈ 90,9% (≈ 90,7%).

Pełne wyjaśnienie:

Podczas prażenia węglan magnezu rozkłada się zgodnie z równaniem: MgCO3 → MgO + CO2. Kluczowa informacja to to, że ubytek masy próbki w takim układzie wynika z ulatniania się gazu, czyli CO2. Pozostałość stała (MgO) zostaje w naczyniu.

Krok 1: obliczenie liczby moli CO2
m(CO2) = 2,38 g
n(CO2) = m/M = 2,38 g / 44 g·mol−1 ≈ 0,05409 mol

Krok 2: powiązanie stechiometryczne
Z równania reakcji wynika stosunek molowy 1:1, więc n(MgCO3) = n(CO2) ≈ 0,05409 mol. Warunek "do stałej masy" oznacza, że rozkład zaszedł do końca w części, która mogła się rozłożyć (wynik ważenia jest stabilny).

Krok 3: masa MgCO3 w próbce
m(MgCO3) = n·M = 0,05409 mol · 84 g·mol−1 ≈ 4,5436 g

Krok 4: czystość próbki
Próbka ważyła 5,00 g, a wyliczona masa czystego MgCO3 to ok. 4,54 g.
Czystość = (4,5436 / 5,00) · 100% ≈ 90,87% (po zaokrągleniu zgodnym z odpowiedziami: ok. 90,7%).

Odpowiedź "100% czystej substancji" byłaby możliwa tylko wtedy, gdyby ubytek masy odpowiadał dokładnie teoretycznej ilości CO2 z 5 g MgCO3 (co tu nie zachodzi). Odpowiedź "około 50%" wynika zwykle z błędnego przyjęcia złego stosunku mas lub z pomylenia, która substancja odpowiada ubytkowi masy. Stwierdzenie o "bliżej nieokreślonej masie domieszek" jest nieadekwatne, bo na podstawie ubytku masy można ilościowo wyznaczyć zawartość MgCO3, a więc i masę zanieczyszczeń: 5,00 − 4,54 ≈ 0,46 g.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co oznacza prażenie do stałej masy w analizie chemicznej?
Prażenie do stałej masy oznacza ogrzewanie próbki tak długo, aż kolejne ważenia (po ostudzeniu) dają tę samą masę w granicach błędu. To sygnał, że proces (np. rozkład i ulatnianie gazu) już się zakończył i wynik ważenia można uznać za wiarygodny.
Dlaczego ubytek masy w tym zadaniu to masa CO2?
W reakcji MgCO3 → MgO + CO2 jedynym składnikiem, który opuszcza naczynie, jest gazowy CO2. MgO pozostaje jako ciało stałe. Dlatego spadek masy próbki po prażeniu odpowiada masie wydzielonego CO2.
Jak obliczyć liczbę moli CO2 z ubytku masy?
Stosuje się zależność n = m/M. Najpierw przyjmujesz, że m(CO2) = ubytek masy, a potem dzielisz przez masę molową CO2 (44 g/mol). Wynik to liczba moli CO2, która jest dalej używana w stechiometrii.
Jakie jest powiązanie molowe między MgCO3 a CO2 w reakcji rozkładu?
Z równania reakcji wynika stosunek 1:1: z 1 mola MgCO3 powstaje 1 mol CO2. To oznacza, że n(MgCO3) rozłożonego w prażeniu jest równe n(CO2) obliczonemu z ubytku masy.
Co to jest czystość próbki i jak się ją liczy w procentach?
Czystość to udział masy czystej substancji w masie całej próbki. Liczy się ją jako: (masa czystego składnika / masa próbki) · 100%. W tym zadaniu masę czystego MgCO3 wyznacza się stechiometrycznie z masy wydzielonego CO2.
Dlaczego odpowiedź 100% nie pasuje do tych danych liczbowych?
Gdyby próbka była w 100% MgCO3, to ubytek masy stanowiłby stały ułamek wynikający z mas molowych (część odpowiadająca CO2). Ponieważ zmierzony ubytek nie odpowiada temu przypadkowi, wynik wskazuje na obecność domieszek i czystość mniejszą niż 100%.
Jakie błędy najczęściej popełnia się w zadaniach z prażenia węglanów?
Najczęstsze błędy to: utożsamienie ubytku masy z masą MgO zamiast CO2, użycie złego stosunku molowego, pominięcie przeliczenia przez masę molową oraz brak kontroli jednostek (g vs mol). Pomaga zapisanie danych i wykonywanie obliczeń krok po kroku.
Kiedy w przemyśle chemicznym stosuje się kalcynację (prażenie) węglanów?
Kalcynację stosuje się, gdy celem jest uzyskanie tlenku (np. MgO) i usunięcie składnika lotnego (CO2). Proces występuje m.in. w przygotowaniu surowców, wytwarzaniu tlenków, modyfikacji właściwości materiałów oraz w operacjach termicznych prowadzonych w piecach i prażalnikach.
Jak sprawdzić, czy wynik procentowy ma sens bez dokładnego liczenia?
Można wykonać kontrolę rozsądku: ubytek masy nie może przekroczyć masy próbki, a dla czystego MgCO3 ubytek byłby bliski 44/84 masy rozłożonej części. Jeśli z ubytku wychodzi masa MgCO3 mniejsza niż 5 g, czystość musi być poniżej 100%.
Czy domieszki zawsze wpływają na ubytek masy w prażeniu?
Wpływ zależy od rodzaju domieszki. Jeśli domieszka nie rozkłada się z wydzieleniem gazu (lub robi to inaczej), zmierzony ubytek masy będzie inny niż dla czystej substancji. W takich zadaniach zakłada się zwykle, że tylko badany węglan odpowiada za wydzielanie CO2, a reszta jest "obojętna" masowo.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 48% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Ubytek masy 2,38 g odpowiada masie wydzielonego CO2.n(CO2) = 2,38/44 ≈ 0,0541 mol, a więc tyle samo moli MgCO3 uległo rozkładowi."

Źródła:

  • OpenStax Chemistry 2e, rozdział "Stoichiometry of Chemical Reactions" (obliczenia moli i stechiometria) – https://openstax.org/details/books/chemistry-2e (dostęp: 2026-03-02)
  • NIST Chemistry WebBook, hasło: Carbon dioxide (CO2) – dane i masa molowa – https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389&Units=SI (dostęp: 2026-03-02)
  • IUPAC CIAAW, Standard Atomic Weights (podstawa do wyznaczania mas molowych) – https://ciaaw.org/atomic-weights.htm (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Skrypt/rozdział z obliczeń stechiometrycznych (reakcje rozkładu termicznego soli)
  • Materiały o analizie grawimetrycznej i prażeniu do stałej masy
  • Zadania rachunkowe: wyznaczanie czystości próbki z ubytku masy lub masy pozostałości
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego