Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2016



PYTANIE NR 20.
W celu wyznaczenia stężenia badanej próbki chlorku potasu, wykonano krzywą wzorcową zależności konduktywności elektrolitycznej od stężenia. Przewodność badanego roztworu wyniosła 0,045 S∙cm-1. Stężenie badanego roztworu KCl wynosi
Ilustracja przedstawia wykres liniowy zależności konduktywności elektrolitycznej od stężenia roztworu chlorku potasu (KCl) w
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Z krzywej wzorcowej dla KCl w 18°C wynika zależność liniowa przechodząca przez (0;0) oraz (0,5 mol/dm3; 0,05 S·cm-1), czyli κ/c = 0,1. Dla zmierzonej konduktywności κ = 0,045 S·cm-1 stężenie wynosi c = 0,045/0,1 = 0,45 mol/dm3.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu stężenie roztworu wyznacza się metodą krzywej wzorcowej, czyli wykresu zależności konduktywności elektrolitycznej κ od stężenia c dla roztworów o znanych stężeniach. Dla rozcieńczonych roztworów elektrolitów silnych, takich jak KCl, zależność κ(c) jest w przybliżeniu liniowa (w danej temperaturze).

Z wykresu odczytujemy punkt odniesienia: dla c = 0,5 mol/dm3 konduktywność wynosi κ = 0,05 S·cm-1. Ponieważ prosta przechodzi przez początek układu, możemy wyznaczyć współczynnik proporcjonalności:

κ/c = 0,05 / 0,5 = 0,1 S·cm-1·(mol·dm-3)-1.

Dla badanego roztworu zmierzono κ = 0,045 S·cm-1, więc:

c = κ / 0,1 = 0,045 / 0,1 = 0,45 mol/dm3.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 0,055 mol/dm3 – odpowiadałoby znacznie mniejszej konduktywności; to typowy skutek błędnego odczytu skali osi lub pomylenia działek.
  • 0,045 mol/dm3 – to częsty błąd polegający na przepisaniu wartości konduktywności jako stężenia (zamiana wielkości fizycznych).
  • 0,500 mol/dm3 – to błąd zakotwiczenia na punkcie z wykresu (0,5; 0,05) bez wykonania interpolacji do κ = 0,045, które jest mniejsze od 0,05.

W praktyce pomiary konduktometryczne zawsze należy odnosić do temperatury (tu 18°C) oraz do krzywej wzorcowej/kalibracji wykonanej dla danej serii pomiarowej.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest konduktywność elektrolityczna roztworu?
Konduktywność (przewodność właściwa) opisuje zdolność roztworu do przewodzenia prądu dzięki jonom. Zależy m.in. od rodzaju elektrolitu, stężenia, temperatury i ruchliwości jonów. W zadaniach laboratoryjnych często wyraża się ją w S·cm-1 i wyznacza konduktometrem.
Jak działa metoda krzywej wzorcowej w konduktometrii?
Najpierw mierzy się konduktywność kilku roztworów KCl o znanych stężeniach i sporządza wykres κ(c). Następnie mierzy się κ próbki o nieznanym stężeniu i odczytuje odpowiadające jej c z wykresu (czasem z interpolacją). To ogranicza wpływ błędów aparatu i warunków pomiaru.
Dlaczego dla rozcieńczonych roztworów KCl zależność jest liniowa?
W rozcieńczonych roztworach elektrolitów silnych liczba nośników ładunku (jonów) rośnie wprost ze stężeniem, a dodatkowe efekty oddziaływań międzyjonowych są mniejsze. Dlatego w pewnym zakresie otrzymuje się przybliżenie liniowe κ ∝ c, wykorzystywane w krzywych wzorcowych.
Jak odczytać stężenie, gdy konduktywność leży między punktami na wykresie?
Stosuje się interpolację liniową: szuka się dwóch najbliższych punktów na prostej i wyznacza proporcję. Jeśli wykres jest linią prostą przechodzącą przez (0;0), zwykle wystarczy obliczyć współczynnik κ/c z jednego punktu i policzyć c = κ/(κ/c).
Czy można pomylić konduktywność 0,045 z stężeniem 0,045 mol/dm3?
Tak, to jeden z najczęstszych błędów. Liczba 0,045 w treści dotyczy konduktywności (S·cm-1), a odpowiedź ma być w mol/dm3. Zawsze sprawdzaj jednostki na osiach wykresu i w odpowiedziach, bo to szybko wykrywa takie pomyłki.
Jak temperatura wpływa na pomiar konduktywności roztworu?
Wzrost temperatury zwykle zwiększa ruchliwość jonów, a więc i konduktywność. Dlatego krzywa wzorcowa musi odpowiadać temperaturze pomiaru lub trzeba użyć kompensacji temperatury. W zadaniu podano 18°C, aby jednoznacznie wskazać, do jakiej kalibracji odnosi się odczyt.
Jakie roztwory stosuje się do kalibracji konduktometru w laboratorium?
Bardzo często używa się roztworów wzorcowych KCl, bo są stabilne i dobrze opisane metrologicznie. W praktyce kalibracja polega na pomiarze konduktywności roztworu wzorcowego w znanej temperaturze i dopasowaniu wskazań aparatu. W przemyśle chemicznym to standard przy kontroli jakości wody i roztworów.
Jakie błędy najczęściej popełnia się przy odczycie z krzywej wzorcowej?
Typowe błędy to: odczyt z niewłaściwej osi (X zamiast Y), pomylenie działek skali, brak interpolacji między wartościami, a także nieuwzględnienie temperatury, dla której wykonano wykres. Warto też unikać "zgadywania" najbliższego punktu (np. 0,5) zamiast policzyć proporcję.
Co oznaczają jednostki S·cm-1 w konduktometrii?
S (siemens) to jednostka przewodności elektrycznej, a zapis na centymetr (cm-1) odnosi się do przewodności właściwej materiału/roztworu. W praktyce laboratoryjnej spotyka się też S/m lub mS/cm. Kluczowe jest, by nie mieszać jednostek w obliczeniach i przy porównaniu z wykresem.
Jak przygotować się do zadań z konduktometrii na egzaminie CHM.2?
Ćwicz odczyt z wykresów i interpolację, pilnuj jednostek (S·cm-1 vs mol·dm-3) i zapamiętaj, że dla wielu elektrolitów silnych w rozcieńczeniu κ rośnie w przybliżeniu liniowo ze stężeniem. W zadaniach egzaminacyjnych często sprawdza się też wpływ temperatury i kalibrację aparatu.
info

Statystycznie 50% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że z krzywej wzorcowej dla KCl w 18°C wynika zależność liniowa przechodząca przez (0;0) oraz (0,5 mol/dm3; 0,05 S·cm-1), czyli κ/c = 0,1.

Źródła:

  • IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), hasło: "conductivity (electrolytic)" / "electrolytic conductivity" — https://goldbook.iupac.org/ (dostęp 2026-02-18)
  • Metrohm, materiały aplikacyjne: przewodność/konduktometria, kalibracja roztworami KCl i wpływ temperatury — https://www.metrohm.com/ (sekcja Application Notes / Conductivity) (dostęp 2026-02-18)

Materiały:

  • Rozdziały z analizy instrumentalnej: konduktometria i krzywa wzorcowa
  • Ćwiczenia z odczytu danych z wykresów i interpolacji liniowej
  • Instrukcje konduktometrów (część: kalibracja, kompensacja temperatury)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego