KWALIFIKACJA CHM6 - CZERWIEC 2017

PYTANIE NR 19.
Produkcja saletry amonowej polega na zobojętnianiu kwasu azotowego gazowym amoniakiem. Wartość pH roztworu po neutralizacji powinna wynosić 7. Kontrolne badanie tego roztworu wykazało pH = 9. Jak należy postąpić, aby wyregulować proces i osiągnąć pożądaną wartość pH roztworu opuszczającego neutralizator?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
pH = 9 oznacza, że roztwór po neutralizacji jest zbyt zasadowy (w układzie jest nadmiar amoniaku). Aby obniżyć pH do wartości 7, należy zwiększyć ilość podawanego kwasu azotowego, czyli przesunąć równowagę zobojętniania w stronę odczynu obojętnego. Dodanie zasady lub zwiększenie amoniaku podwyższyłoby pH.

Pełne wyjaśnienie:

W reakcji zobojętniania kwasu azotowego amoniakiem powstaje azotan(V) amonu, a odczyn mieszaniny po wyjściu z neutralizatora zależy od tego, którego reagenta jest w praktyce nadmiar.

Jeżeli pomiar kontrolny pokazuje pH = 9, to roztwór ma odczyn zasadowy. W kontekście neutralizacji kwasu przez amoniak oznacza to, że w mieszaninie pozostał nadmiar zasady (amoniaku) albo niedomiar kwasu. Żeby osiągnąć pH = 7, trzeba więc zmniejszyć zasadowość mieszaniny, czyli dostarczyć więcej składnika kwasowego.

Dlatego poprawne działanie to: "Zwiększyć ilość podawanego kwasu azotowego". Jest to typowa korekta procesu: regulujemy strumień jednego z reagentów tak, by skompensować odchyłkę pomiaru pH i doprowadzić do punktu pracy bliższego obojętności.

Dlaczego pozostałe propozycje są nieprawidłowe?

  • "Dodać zasadę wapniową" – wprowadzenie dodatkowej zasady spowoduje wzrost pH, czyli odchylenie w stronę przeciwną do wymaganej. Dodatkowo w praktyce technologicznej taki dodatek zmieniałby skład produktu i mógłby powodować powstawanie niepożądanych osadów.
  • "Zwiększyć ilość podawanego amoniaku" – amoniak jest zasadą; zwiększenie jego ilości podniesie pH lub utrzyma odczyn zasadowy, więc nie doprowadzi do pH 7.
  • "Dodać kwas fosforowy(V)" – choć dodanie kwasu mogłoby obniżyć pH, jest to działanie niezgodne z ideą regulacji tego procesu: do neutralizatora powinny trafiać reagenty przewidziane technologią. Kwas fosforowy wprowadzałby obcy składnik i zmieniałby parametry/ skład roztworu w sposób niepożądany.

W zadaniach egzaminacyjnych kluczowe jest szybkie skojarzenie: pH > 7 → za zasadowo → zwiększ udział kwasu (albo zmniejsz udział zasady). Tu właściwą, najprostszą korektą jest zwiększenie strumienia kwasu azotowego.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
pH = 9 oznacza odczyn zasadowy, czyli że w roztworze pozostał nadmiar zasady lub niedomiar kwasu. W neutralizacji kwasu azotowego amoniakiem najczęściej oznacza to zbyt duży dopływ amoniaku względem kwasu lub zbyt mały dopływ kwasu.
Aby obniżyć pH, trzeba zwiększyć "udział kwasu" w mieszaninie albo zmniejszyć "udział zasady". W tym typie zadania oczekuje się regulacji przez zmianę dawkowania reagentów procesu, więc właściwym krokiem jest zwiększenie strumienia kwasu (lub ograniczenie strumienia amoniaku).
Amoniak ma charakter zasadowy, więc jego większa ilość przesuwa odczyn w stronę wyższego pH. Jeśli już mamy pH = 9 (za zasadowo), zwiększenie amoniaku pogorszy odchyłkę zamiast ją skorygować. To typowa pułapka: reagenty z treści nie zawsze są właściwą regulacją.
Nie, ponieważ dodatek zasady podnosi pH. Przy pH = 9 roztwór jest już zbyt zasadowy. Dodatkowo w procesach technologicznych dodawanie obcych zasad zmienia skład produktu i może powodować reakcje uboczne (np. wytrącanie osadów), co jest niepożądane w kontroli jakości.
Neutralizacja to reakcja kwasu z zasadą prowadząca do powstania soli (i często wody), a jej celem bywa uzyskanie określonego odczynu mieszaniny. W kontroli procesu patrzy się na to, czy jest nadmiar kwasu (pH < 7) czy nadmiar zasady (pH > 7) i koryguje dawkowanie.
Najczęściej myli się kierunek zmiany: uczniowie widzą "coś nie tak" i wybierają odpowiedź z "dodatkiem" bez sprawdzenia, czy pH ma wzrosnąć czy spaść. Drugi błąd to wybór opcji z reagentem z treści (np. amoniak), bo "pasuje", mimo że logicznie prowadzi do odwrotnego efektu.
Regulacja procesu zwykle polega na sterowaniu strumieniami reagentów przewidzianych technologią, bo to utrzymuje stały skład produktu. Dodanie innego kwasu (np. fosforowego) może obniżyć pH, ale jednocześnie wprowadza obcy składnik i zmienia parametry roztworu, co utrudnia kontrolę jakości i może wymagać dodatkowych etapów.
W praktyce przemysłowej docelowe pH bywa ustalane przez specyfikację produktu, wymagania dalszych etapów (np. zagęszczanie, granulacja) oraz ograniczanie zjawisk ubocznych. Dlatego zamiast "idealnie 7" spotyka się czasem pracę z lekkim nadmiarem jednego reagenta, ale zawsze w granicach przyjętych parametrów procesu.
Najczęściej mierzy się pH roztworu w sposób ciągły lub okresowy i porównuje z wartością zadaną. Gdy pH rośnie powyżej celu, sygnał sterujący zwiększa dopływ czynnika zakwaszającego (tu: kwasu) lub ogranicza dopływ czynnika zasadowego (tu: amoniaku). To klasyczny przykład regulacji jakościowej.
Wystarczy reguła: pH > 7 oznacza odczyn zasadowy, więc aby dojść do 7 trzeba "iść w dół" z pH (dodać kwas albo zmniejszyć zasadę). pH < 7 oznacza odczyn kwaśny, więc trzeba podnieść pH (dodać zasadę albo zmniejszyć kwas). Zawsze sprawdź kierunek zmiany.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 52% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "pH = 9 oznacza, że roztwór po neutralizacji jest zbyt zasadowy (w układzie jest nadmiar amoniaku)."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Azotan(V) amonu" – sekcje o otrzymywaniu/reakcjach, https://pl.wikipedia.org/wiki/Azotan(V)_amonu (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia (EN): "Ammonium nitrate" – sekcja "Production", https://en.wikipedia.org/wiki/Ammonium_nitrate (dostęp: 2026-02-28)
  • ChemLibreTexts: "Neutralization Reactions" (acid-base), https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_-_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/04%3A_Reactions_in_Aqueous_Solution/4.07%3A_Acid-Base_Reactions (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Podstawy chemii kwasów i zasad (działy o pH i zobojętnianiu) w materiałach do kształcenia zawodowego
  • Instrukcje laboratoryjne: miareczkowanie kwas–zasada i interpretacja krzywych miareczkowania
  • Materiały z automatyki procesowej: regulacja pH (czujniki, pętle regulacji, dobór czynnika korygującego)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego