KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 1.
Roztworu mianowanego nie można otrzymać, stosując jako substancję podstawową naważkę
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Substancja podstawowa do sporządzania roztworu mianowanego musi mieć stały, dobrze znany skład i nie może zmieniać masy podczas ważenia. NaOH jest silnie higroskopijny i łatwo pochłania CO2 z powietrza, więc jego rzeczywisty skład się zmienia. Dlatego nie jest dobrym wzorcem pierwotnym do roztworu mianowanego.

Pełne wyjaśnienie:

Roztwór mianowany (standardowy) sporządza się tak, aby jego stężenie było znane z dużą dokładnością. Najprostszą drogą jest przygotowanie go bezpośrednio z substancji podstawowej (wzorca pierwotnego), czyli takiej, którą można wiarygodnie odważyć i na tej podstawie obliczyć liczbę moli.

Substancja podstawowa powinna m.in.:

  • mieć wysoką czystość i znany skład,
  • być trwała w warunkach przechowywania,
  • nie być higroskopijna (nie powinna chłonąć wody z powietrza),
  • nie reagować z składnikami powietrza (np. z CO2),
  • mieć możliwie dużą masę molową (mniejszy błąd ważenia względny).

Odpowiedź "NaOH" jest poprawna, ponieważ wodorotlenek sodu jest higroskopijny i dodatkowo może pochłaniać CO2, tworząc węglany. W praktyce oznacza to, że masa naważki NaOH nie odpowiada pewnej, stałej liczbie moli czystego NaOH, więc nie daje się z niego przygotować roztworu mianowanego "z definicji" tylko przez odważenie. Taki roztwór NaOH zwykle trzeba następnie standaryzować (wyznaczyć jego dokładne miano) wobec odpowiedniego wzorca pierwotnego.

Pozostałe propozycje mogą pełnić rolę substancji podstawowych w odpowiednich zastosowaniach analitycznych:

  • "NaCl" (chlorek sodu) jest stabilną solą o stałym składzie i bywa wykorzystywany jako wzorzec w wybranych procedurach (zależnie od metody i wymagań czystości).
  • "Na2CO3" (węglan sodu) jest klasycznym wzorcem pierwotnym m.in. do wyznaczania miana roztworów kwasów w analizie miareczkowej.
  • "KBrO3" (bromian(V) potasu) jest stabilnym utleniaczem i bywa stosowany jako wzorzec w miareczkowaniach redoks.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w odpowiedziach pojawia się substancja typu NaOH lub KOH, warto od razu sprawdzić w pamięci dwie cechy: higroskopijność i reakcja z CO2. To częsta przyczyna, że takie zasady nie są wzorcami pierwotnymi.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Roztwór mianowany to roztwór o dokładnie znanym stężeniu, używany np. w miareczkowaniu. Jego stężenie wynika z przygotowania na podstawie wzorca pierwotnego albo z późniejszej standaryzacji wobec takiego wzorca. Dzięki temu wyniki oznaczeń ilościowych są porównywalne i wiarygodne.
Substancja podstawowa (wzorzec pierwotny) to związek, który można dokładnie odważyć, bo ma stały skład, wysoką czystość i nie zmienia masy przez chłonięcie wody ani reakcję z powietrzem. Pozwala to obliczyć liczbę moli i przygotować roztwór o znanym stężeniu bez dodatkowych korekt.
NaOH jest higroskopijny, czyli pochłania wodę z powietrza, przez co masa naważki szybko się zmienia. Dodatkowo może reagować z CO2 z powietrza, tworząc węglany. W efekcie nie da się wiarygodnie przeliczyć masy na liczbę moli czystego NaOH bez błędu.
W praktyce roztwór NaOH przygotowuje się "w przybliżeniu" (z odważonej ilości i objętości), a następnie standaryzuje, czyli wyznacza jego dokładne stężenie wobec odpowiedniej substancji podstawowej. Dopiero po standaryzacji roztwór ma znane miano i nadaje się do dokładnych oznaczeń.
Najczęściej wymagane cechy to: wysoka czystość, stały skład, trwałość podczas przechowywania, brak higroskopijności oraz brak reakcji z powietrzem (np. z wilgocią lub CO2). Dodatkowo pomocna jest większa masa molowa, bo zmniejsza błąd względny ważenia.
NaCl jest solą stabilną i zwykle ma stały skład, więc w określonych metodach może służyć jako materiał odniesienia. Zależy to jednak od procedury i wymaganej czystości. Na egzaminie kluczowe jest rozpoznanie, że to NaOH ma cechy dyskwalifikujące jako wzorzec pierwotny.
Na2CO3 jest klasycznym wzorcem pierwotnym w analizie miareczkowej, bo jest stosunkowo stabilny i ma stały skład, co pozwala go dokładnie odważać. W praktyce bywa używany do wyznaczania miana roztworów kwasów. Na egzaminie warto kojarzyć go z standaryzacją w titracji kwas–zasada.
KBrO3 jest utleniaczem, więc pojawia się w miareczkowaniach redoks jako związek o dobrej trwałości. W zadaniach egzaminacyjnych może pełnić rolę substancji podstawowej lub odczynnika do wyznaczania miana w metodach utleniania–redukcji. Kluczowe jest rozróżnienie typu reakcji (redoks vs kwas–zasada).
Typowe błędy to wybór odczynnika "popularnego" (np. NaOH) bez sprawdzenia jego stabilności oraz ignorowanie higroskopijności. Częsty jest też skrót myślowy: "skoro używam NaOH w miareczkowaniu, to mogę go odważyć jako wzorzec". Na egzaminie warto zawsze sprawdzić: trwałość, skład i reakcje z powietrzem.
Ucz się listy typowych wzorców pierwotnych i ich zastosowań (kwas–zasada, redoks, strąceniowe). Ćwicz rozpoznawanie cech dyskwalifikujących: higroskopijność i reakcje z CO2. Pomaga też nauka na zasadzie par: "NaOH — standaryzacja", "Na2CO3 — wzorzec do kwasów", "KBrO3 — redoks".
info

Statystycznie 54% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Substancja podstawowa do sporządzania roztworu mianowanego musi mieć stały, dobrze znany skład i nie może zmieniać masy podczas ważenia."

Źródła:

  • IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): hasło "primary standard" (definicja wzorca pierwotnego) – https://goldbook.iupac.org/ (wyszukiwanie hasła) – dostęp 2026-03-02
  • Daniel C. Harris, "Quantitative Chemical Analysis", 9th edition, rozdział dotyczący titracji i wzorców pierwotnych (primary standards), W. H. Freeman, 2016
  • J. Mendham, R. C. Denney, J. D. Barnes, M. J. K. Thomas, "Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis", 6th edition, część o analizie miareczkowej i substancjach podstawowych, Prentice Hall, 2000

Materiały:

  • Podręcznik z analizy ilościowej (miareczkowanie, wzorce pierwotne i wtórne)
  • Instrukcje laboratoryjne dotyczące sporządzania i standaryzacji roztworów mianowanych
  • Karty charakterystyki (SDS) dla NaOH oraz informacji o higroskopijności i reakcji z CO<sub>2</sub>

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego