Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM4 - WRZESIEŃ 2014



PYTANIE NR 31.
Przewodnictwo właściwe roztworu KNO3 wynosi 8,9·10-3 S·cm-1. W jakiej odległości powinny być ustawione elektrody o powierzchni 5 cm2, aby przewodnictwo roztworu wynosiło 5 mS?
Ilustracja przedstawia wzór matematyczny związany z przewodnictwem elektrycznym roztworu.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Korzystamy z zależności G = κ·A/l, gdzie κ=8,9·10-3 S·cm-1, A=5 cm2, a G=5 mS=5·10-3 S. Po przekształceniu l = κ·A/G otrzymujemy l=(8,9·10-3·5)/(5·10-3)=8,9 cm, więc elektrody powinny być oddalone o 8,9 cm.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano przewodnictwo właściwe roztworu (oznaczane zwykle κ), czyli wielkość opisującą zdolność roztworu do przewodzenia prądu niezależnie od rozmiarów próbki. Natomiast pytanie o to, aby "przewodnictwo roztworu wynosiło 5 mS", dotyczy w praktyce konduktancji (G) układu pomiarowego z określoną geometrią elektrod.

Dla prostego układu dwóch elektrod o powierzchni A, oddalonych o l, zachodzi zależność geometryczna:

G = κ · A / l

gdzie:

  • κ – przewodnictwo właściwe (S·cm-1),
  • A – pole powierzchni elektrod (cm2),
  • l – odległość między elektrodami (cm),
  • G – konduktancja (S).

Krok 1: konwersja jednostek konduktancji.
5 mS = 5·10-3 S.

Krok 2: przekształcenie wzoru.
Z równania G = κ·A/l otrzymujemy l = κ·A/G.

Krok 3: podstawienie danych.
l = (8,9·10-3 S·cm-1 · 5 cm2) / (5·10-3 S) = 8,9 cm.

Dlatego poprawna jest odpowiedź "8,9 cm".

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? "4,5 cm" mogłoby wynikać z pominięcia czynnika 5 cm2 lub nieprawidłowego dzielenia. "12,5 cm" jest typowe dla błędnego przestawienia proporcji (np. wstawienia G do licznika). "17,8 cm" często pojawia się po podwojeniu wyniku przez nieuwagę (np. skojarzenie z "dwiema elektrodami" bez podstaw w podanym wzorze).

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze rozdzielaj pojęcia κ (właściwość roztworu) i G (wynik zależny od geometrii czujnika). Jeśli w treści pojawia się pole elektrod i odległość, niemal na pewno chodzi o zależność z A/l (stałą komórki).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest przewodnictwo właściwe roztworu (κ)?
Przewodnictwo właściwe κ (konduktywność) opisuje, jak dobrze roztwór przewodzi prąd, niezależnie od jego kształtu i rozmiaru próbki. Zależy głównie od rodzaju jonów, ich stężenia i temperatury. Jednostką w SI jest S/m, a w starszych zapisach spotyka się też S·cm-1.
Co to jest konduktancja (G) i czym różni się od κ?
Konduktancja G to "przewodność" konkretnego układu pomiarowego (np. dwóch elektrod w roztworze). Zależy od κ oraz geometrii: pola elektrod i ich odległości. Różnica jest taka, że κ jest cechą roztworu, a G jest cechą układu roztwór+elektrody.
Jak działa zależność G = κ·A/l w konduktometrii?
W prostym przybliżeniu dla płaskich elektrod: im większe pole A, tym większa konduktancja G, bo prąd ma "szerszą drogę". Im większa odległość l, tym mniejsza G, bo droga przewodzenia jest dłuższa. Współczynnik κ skaluje wynik zgodnie z właściwościami roztworu.
Jak przeliczyć mS na S w zadaniach egzaminacyjnych?
Przedrostek "m" (mili) oznacza 10-3. Dlatego 1 mS = 0,001 S, a 5 mS = 5·10-3 S. Warto od razu zapisać to w notatkach, bo najczęstsze błędy to pomylenie mili (10-3) z mikro (10-6).
Dlaczego w zadaniu potrzebna jest powierzchnia elektrod?
Powierzchnia elektrod wpływa na to, jak duży "przekrój" przewodzenia ma roztwór między elektrodami. Bez A nie da się powiązać κ (cecha roztworu) z G (wynik układu). Dlatego w takich zadaniach A jest kluczowym parametrem geometrii komórki pomiarowej.
Kiedy w praktyce dobiera się odległość między elektrodami?
Dobór odległości (lub ogólnie stałej komórki) stosuje się, gdy trzeba dopasować czujnik przewodności do zakresu pomiarowego: dla bardzo przewodzących roztworów stosuje się inną geometrię niż dla wód o małej przewodności. Zmiana l wpływa na czułość i zakres wskazań.
Jakie błędy najczęściej pojawiają się przy obliczaniu odległości elektrod?
Najczęstsze pomyłki to: nieuwzględnienie przeliczenia mS→S, odwrócenie wzoru (wstawienie l do licznika), pominięcie pola A oraz mylenie jednostek (S/m z S·cm-1). Pomaga zapisanie wzoru G=κ·A/l i kontrola, czy wynik ma jednostkę cm.
Czy wynik w centymetrach jest poprawny, gdy κ podano w S·cm⁻¹?
Tak, jeśli konsekwentnie użyjesz tych samych jednostek geometrycznych: A w cm2 i l w cm, a κ w S·cm-1. Wtedy w obliczeniach skracają się cm i zostaje S dla G. Gdy κ podaje się w S/m, wtedy A i l też należy prowadzić w metrach.
Jak rozpoznać, że zadanie dotyczy stałej komórki konduktometrycznej?
Jeśli w treści pojawiają się: pole elektrod, odległość między elektrodami oraz przewodnictwo właściwe roztworu, to niemal zawsze chodzi o zależność geometryczną A/l. To właśnie istota stałej komórki: geometria przelicza κ na mierzoną konduktancję G.
Jak przygotować się do zadań z przewodnictwa na egzamin CHM.2?
Ćwicz trzy elementy: definicje (κ vs G), przekształcanie wzorów (zwłaszcza ułamków) i przedrostki SI. Rozwiązuj krótkie zadania, gdzie zmienia się tylko A, l albo κ, i zawsze sprawdzaj sens fizyczny: większe l powinno zmniejszać G.
info

Około 49% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Korzystamy z zależności G = κ·A/l, gdzie κ=8,9·10-3 S·cm-1, A=5 cm2, a G=5 mS=5·10-3 S."

Źródła:

  • IUPAC Gold Book – hasło "conductivity (electrolytic)" oraz powiązane definicje przewodnictwa/konduktancji: https://goldbook.iupac.org/terms/view/C01245 (dostęp: 2026-03-01)
  • IUPAC Gold Book – hasło "conductance": https://goldbook.iupac.org/terms/view/C01241 (dostęp: 2026-03-01)
  • Encyclopaedia Britannica – "Electrical conductivity" (zależności i jednostki przewodnictwa): https://www.britannica.com/science/electrical-conductivity (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy elektrochemii: rozdziały o przewodnictwie elektrolitów i konduktometrii
  • Instrukcje/DTR czujników przewodności (opis stałej komórki i geometrii elektrod)
  • Zadania rachunkowe z przekształcania wzorów i przedrostków jednostek
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego