KWALIFIKACJA CHM4 - CZERWIEC 2023

PYTANIE NR 25.
W procedurze analitycznej zapisano:
Ile wynosi zawartość procentowa Na2B4O7·10H2O w badanej próbce boraksu, jeżeli na zmiareczkowanie 0,3 g próbki zużyto 15,4 cm3 roztworu NaOH?
Ilustracja przedstawia tekst informacyjny dotyczący procedury analitycznej związanej z określaniem zawartości procentowej
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wynik 97,9% otrzymuje się z obliczeń miareczkowania: z objętości zużytego NaOH wyznacza się liczbę moli zasady, a ze stechiometrii reakcji z Na2B4O7·10H2O – liczbę moli boraksu. Potem przelicza się to na masę i odnosi do 0,3 g próbki, uzyskując %.

Pełne wyjaśnienie:

W tego typu zadaniu wyznacza się zawartość procentową boraksu (Na2B4O7·10H2O) w próbce na podstawie wyniku miareczkowania roztworem NaOH.

Tok rozumowania jest zawsze podobny:

  • Krok 1: z podanej objętości roztworu NaOH (15,4 cm3) oblicza się liczbę moli NaOH. W praktyce laboratoryjnej robi się to ze wzoru n = c·V (pamiętając o właściwych jednostkach objętości).
  • Krok 2: z równania/stechiometrii reakcji boraksu z zasadą wyznacza się, jaka liczba moli boraksu odpowiada zużytej liczbie moli NaOH (najczęstszy błąd to przyjęcie stosunku 1:1 bez sprawdzenia stechiometrii).
  • Krok 3: liczbę moli boraksu przelicza się na masę, korzystając z masy molowej Na2B4O7·10H2O.
  • Krok 4: oblicza się procent masowy: w = (m boraksu / m próbki)·100%, gdzie masa próbki wynosi 0,3 g.

Odpowiedź 97,9% jest spójna z sytuacją, w której obliczona masa czystego boraksu stanowi niemal całą masę naważki, czyli próbka jest wysokiej czystości.

Pozostałe odpowiedzi są typowe dla błędów rachunkowych:

  • 93,05% często wynika z pomyłki w stechiometrii (zły stosunek molowy) albo zbyt wczesnych zaokrągleń.
  • 9,80%
  • 0,98%3 jak dm3) lub po dwukrotnym "zgubieniu" czynnika 10/100.

Na egzaminie warto wykonać szybki test sensowności: wynik procentowy nie powinien przekraczać 100%, a przy takiej naważce i typowych mianach roztworów miareczkujących wynik rzędu kilkudziesięciu–prawie 100% jest realny, natomiast wartości poniżej 1% zwykle sygnalizują błąd w jednostkach.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stosuje się zależność n = c·V. Najpierw upewnij się, że objętość jest w dm3 (czyli mL lub cm3 przelicz na litry). Następnie pomnóż stężenie molowe roztworu NaOH przez objętość w dm3, aby otrzymać liczbę moli.
Bo ·10H2O oznacza hydrat i wpływa na masę molową substancji. Jeśli pominiesz wodę krystalizacyjną, obliczysz złą masę boraksu odpowiadającą danej liczbie moli, a wynik procentowy wyjdzie zaniżony lub zawyżony.
To procent masowy czystego Na2B4O7·10H2O w całej masie próbki. Liczysz, ile gramów czystego boraksu wynika z miareczkowania, dzielisz przez masę naważki i mnożysz przez 100%.
Najczęściej ktoś podstawia cm3 jakby to było dm3. Pamiętaj: 1 dm3 = 1000 cm3. Zatem 15,4 cm3 to 0,0154 dm3. Taka pomyłka daje wynik nawet 1000 razy inny.
Bo o zużyciu titranta decyduje równanie reakcji i liczba wymienianych równoważników. Jedna cząsteczka analitu może reagować z 2, 3 lub więcej molami zasady/kwasu. Zawsze trzeba wyprowadzić zależność z reakcji, a nie zgadywać.
Zrób kontrolę sensowności: wynik nie może przekroczyć 100%. Jeśli próbka jest "boraksem", zwykle oczekuje się kilkudziesięciu do blisko 100% czystości, a wartości typu 0,98% czy 9,80% często oznaczają błąd jednostek lub brak mnożenia przez 100%.
Gdy chcesz opisać czystość albo skład surowca/produktu w odniesieniu do masy próbki, np. przy kontroli jakości odczynników, surowców przemysłowych i mieszanin. Procent masowy jest wygodny, bo pozwala porównywać partie materiału.
Musisz znać: masę próbki, objętość zużytego roztworu, stężenie (miano) titranta oraz stechiometrię reakcji (stosunek molowy). Brak któregoś z tych elementów utrudnia samodzielne wyliczenie wyniku.
Miano/stężenie mówi, ile moli NaOH przypada na 1 dm3 roztworu. To klucz do przeliczenia objętości titranta na liczbę moli. Bez tej informacji nie da się policzyć ilości substancji reagującej w próbce, a więc i jej procentowej zawartości.
Ćwicz stały schemat: n=c·V → stechiometria → masa z m=n·M → procent masowy. Zapisuj jednostki przy każdym kroku i wykonuj kontrolę wyniku (czy % jest możliwy). Rozwiązuj różne typy zadań: 1:1 i wielokrotne stosunki molowe.
info

Około 58% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Według specjalistów z branży: "Wynik 97,9% otrzymuje się z obliczeń miareczkowania: z objętości zużytego NaOH wyznacza się liczbę moli zasady, a ze stechiometrii reakcji z Na2B4O7·10H2O – liczbę moli boraksu."

Źródła:

  • Daniel C. Harris, "Quantitative Chemical Analysis", rozdziały o miareczkowaniach kwasowo-zasadowych i obliczeniach stechiometrycznych, wydanie akademickie (weryfikacja metody n=c·V i przeliczania na % masowe)
  • J. Bassett, R. C. Denney, G. H. Jeffery, J. Mendham, "Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis", rozdziały o analizie miareczkowej i obliczeniach (metodyka obliczeń w titracjach)
  • IUPAC, "Standard Atomic Weights" (tabela mas atomowych do wyznaczania mas molowych), https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/ - dostęp 2026-02-28

Materiały:

  • Podręcznik do analizy ilościowej: rozdziały o miareczkowaniu kwasowo-zasadowym i obliczeniach stechiometrycznych
  • Karta charakterystyki/monografia odczynnika (boraks) – informacje o składzie i formie hydratu
  • Zestawy zadań rachunkowych z analizy miareczkowej (ćwiczenie przeliczeń % masowych)

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego