Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2022



PYTANIE NR 19.
W wyniku oznaczenia wagowego otrzymano 0,2451 g tlenku żelaza(III). Ile gramów żelaza zawierała analizowana próbka?
Ilustracja przedstawia fragment tekstu zawierający masy molowe pierwiastków chemicznych: żelaza (Fe) i tlenu (O).
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Fe2O3 zawiera 2 atomy Fe. Oblicz masę molową: M(Fe2O3)=2·M(Fe)+3·M(O), a następnie udział masowy Fe: w=2·M(Fe)/M(Fe2O3). Masa żelaza w próbce to m(Fe)=w·0,2451 g ≈ 0,1714 g. Pozostałe wartości wynikają z błędnego stosunku mas lub liczby atomów.

Pełne wyjaśnienie:

W analizie grawimetrycznej często waży się osad o znanym składzie, a następnie przelicza jego masę na masę (lub zawartość) oznaczanego pierwiastka. Tutaj zważono 0,2451 g tlenku żelaza(III), Fe2O3, a pytanie dotyczy tego, ile gramów Fe odpowiada tej masie związku.

1) Obliczenie masy molowej Fe2O3
Fe2O3 zawiera 2 atomy żelaza i 3 atomy tlenu, więc:
M(Fe2O3)=2·M(Fe)+3·M(O).
Przy typowych masach atomowych (Fe ok. 55,845 g/mol, O ok. 16,00 g/mol):
M(Fe2O3)≈2·55,845+3·16,00≈159,69 g/mol.

2) Udział masowy żelaza w Fe2O3
Masa żelaza w 1 molu Fe2O3 to 2·M(Fe)≈111,69 g. Udział masowy Fe wynosi więc:
w(Fe)=111,69 / 159,69 ≈ 0,699.

3) Przeliczenie masy osadu na masę Fe
m(Fe)=w(Fe)·m(Fe2O3)≈0,699·0,2451 g≈0,1714 g.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "0,1905 g" jest zbyt duże: odpowiadałoby zawartości Fe rzędu ~78% w Fe2O3, co jest niemożliwe, bo tlen wnosi istotną część masy związku.
  • "0,0857 g" jest zbyt małe: zwykle wynika z pomyłki w liczbie atomów Fe (np. przyjęcie 1 Fe zamiast 2) albo z błędnego podstawienia mas w ułamku.
  • "0,0491 g" jest zdecydowanie za małe: typowo efekt pomylenia proporcji (odwrócenie ułamka) lub potraktowania ułamka masowego jak wartości procentowej bez poprawnego przeliczenia.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zacznij od policzenia masy molowej całego związku i dopiero potem wyznacz ułamek masowy składnika. To minimalizuje pomyłki w stechiometrii.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć masę żelaza na podstawie masy Fe2O3?
Wyznacz udział masowy Fe w Fe2O3: w=2·M(Fe)/[2·M(Fe)+3·M(O)]. Następnie pomnóż ten ułamek przez masę osadu: m(Fe)=w·m(Fe2O3). To standardowy krok w grawimetrii, gdy waży się związek o znanym składzie.
Dlaczego w Fe2O3 mnoży się masę atomową Fe przez 2?
Wzór Fe2O3 informuje, że w jednej jednostce stechiometrycznej są dwa atomy żelaza. Dlatego masa żelaza "w środku" tego związku to 2·M(Fe). Pominięcie tej dwójki daje wynik około dwukrotnie zaniżony.
Co to jest udział masowy pierwiastka w związku?
Udział masowy (ułamek masowy) to część masy związku, którą stanowi dany pierwiastek. Liczy się go jako stosunek masy tego pierwiastka w 1 molu związku do masy molowej całego związku. Wynik jest liczbą z zakresu 0–1.
Czy trzeba znać masy atomowe na pamięć do takich zadań?
Najczęściej wystarczy znać przybliżenia (np. O≈16, Fe≈55,85) lub skorzystać z tablic, jeśli są dostępne na egzaminie. Kluczowe jest poprawne ułożenie proporcji i policzenie masy molowej. Różne zaokrąglenia zwykle zmieniają wynik minimalnie.
Jakie są typowe błędy w zadaniach z przeliczaniem masy osadu?
Najczęstsze to: pominięcie liczby atomów z indeksu (np. "2" przy Fe), liczenie masy molowej bez tlenu, odwrócenie ułamka w proporcji oraz zaokrąglanie pośrednich wyników zbyt wcześnie. Pomaga zapis: m(analitu)=m(osadu)·(masa analitu w 1 molu osadu)/(M osadu).
Jak sprawdzić, czy wynik ma sens bez kalkulatora?
Oceń rząd wielkości: Fe2O3 ma dużo tlenu, ale żelazo jest cięższe, więc udział Fe powinien być większy niż 50%, lecz mniejszy niż 100% (w praktyce ~70%). Zatem z 0,2451 g Fe2O3 masa Fe powinna być około 0,17 g, a nie 0,05 g ani 0,24 g.
Kiedy w analizie grawimetrycznej powstaje Fe2O3 jako forma ważona?
Fe2O3 bywa formą ważoną po strąceniu odpowiedniego osadu żelaza i jego prażeniu (spaleniu/utlenieniu) do stabilnego tlenku o stałym składzie. W grawimetrii ważne jest, by forma ważona była trwała i miała jednoznaczny wzór, co umożliwia przeliczenia stechiometryczne.
Czy wynik zależy od tego, jaką masę atomową Fe przyjmę?
W niewielkim stopniu tak. Jeśli użyjesz Fe=55,85 zamiast 55,845, zmiana wyniku będzie bardzo mała (na poziomie tysięcznych grama). Na egzaminie liczy się zwykle zgodność z przyjętymi tablicami i poprawny tok obliczeń, a nie "idealna" dokładność.
Jak policzyć masę molową związku, żeby nie pomylić się w indeksach?
Zapisz wzór i odczytaj indeksy: Fe2O3 oznacza 2×Fe i 3×O. Następnie podstaw: M=2·M(Fe)+3·M(O). Dobrą praktyką jest dopisanie pod wzorem "2 Fe, 3 O" przed obliczeniem. To ogranicza typowe przeoczenia indeksów.
Jak przygotować się do zadań z obliczeń stechiometrycznych na egzamin?
Ćwicz schemat: (1) masa molowa związku, (2) masa "szukanego składnika" w 1 molu związku, (3) ułamek masowy, (4) przemnożenie przez masę próbki/osadu. Rozwiązuj różne przykłady z tlenkami, siarczanami i chlorkami, bo mechanizm jest identyczny.
info

Statystycznie 65% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Fe2O3 zawiera 2 atomy Fe. Oblicz masę molową: M(Fe2O3)=2·M(Fe)+3·M(O), a następnie udział masowy Fe: w=2·M(Fe)/M(Fe2O3)."

Źródła:

  • IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW): Standard Atomic Weights (online tabela mas atomowych) – https://ciaaw.org/atomic-weights.htm – dostęp 2026-03-02
  • NIST: Atomic weights and isotopic compositions (referencyjne dane o masach atomowych) – https://physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl – dostęp 2026-03-02
  • Skoog, West, Holler, Crouch, "Fundamentals of Analytical Chemistry" (działy: gravimetric analysis, stoichiometry), wydanie zależne od publikacji – ogólne zasady przeliczeń stechiometrycznych

Materiały:

  • Podręcznik do chemii analitycznej ilościowej (dział: analiza grawimetryczna)
  • Tablice chemiczne: masy atomowe i molowe, stechiometria
  • Zestawy zadań z obliczeń stechiometrycznych dla technika analityka
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego