KWALIFIKACJA CHM3 - WRZESIEŃ 2014

PYTANIE NR 38.
W celu wykonania analizy jakościowej próbkę mosiądzu roztwarza się w stężonym kwasie
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Mosiądz to stop miedzi i cynku, więc do przygotowania próbki do analizy jakościowej stosuje się odczynnik, który skutecznie przenosi oba składniki do roztworu.
Stężony kwas azotowy(V) działa utleniająco, ułatwiając roztwarzanie metali, podczas gdy kwasy nieutleniające (HCl, HBr) nie roztwarzają miedzi tak efektywnie.

Pełne wyjaśnienie:

W analizie jakościowej kluczowe jest pełne roztworzenie próbki, aby składniki stopu przeszły do roztworu w postaci jonów, które można dalej identyfikować reakcjami charakterystycznymi. Mosiądz jest stopem, którego główne składniki to cynk i miedź. To oznacza, że dobierając kwas do roztwarzania, trzeba uwzględnić zachowanie obu metali.

Kwas azotowy(V), zwłaszcza stężony, jest typowym kwasem utleniającym. W praktyce laboratoryjnej jest często wykorzystywany do roztwarzania wielu metali i stopów, ponieważ ułatwia przejście metalu do roztworu poprzez reakcje redoks. Dzięki temu miedź (która w kwasach nieutleniających może roztwarzać się słabo lub wymaga dodatkowych utleniaczy) przechodzi do roztworu znacznie sprawniej.

Odpowiedź "azotowym(V)" jest więc właściwa, bo odpowiada wymaganiu: szybko i możliwie całkowicie roztworzyć składniki mosiądzu, przygotowując roztwór do dalszych prób jakościowych.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie są właściwe w tym kontekście:

  • "chlorowodorowym" i "bromowodorowym" to kwasy silne, ale nieutleniające. W typowym ujęciu analitycznym nie są one optymalnym wyborem do roztwarzania stopu zawierającego miedź, bo nie zapewniają tak skutecznego przejścia miedzi do roztworu jak kwas utleniający.
  • "siarkowym(VI)" (zwłaszcza stężony) bywa stosowany w innych procesach, jednak w przygotowaniu próbek do analizy jakościowej dobór odczynnika ma prowadzić do jednoznacznego i sprawnego roztworzenia stopu; w przypadku stopów Cu-Zn standardowo preferuje się odczynnik o działaniu utleniającym.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w próbce jest miedź lub jej stopy, a pytanie dotyczy roztwarzania w kwasie, często właściwą drogą jest wybór kwasu o charakterze utleniającym. Zawsze jednak należy pamiętać o zasadach BHP: stężone kwasy są żrące, wydzielające opary i wymagają pracy w dygestorium oraz stosowania ochrony oczu i rąk.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Roztwarzanie to doprowadzenie próbki (np. metalu lub stopu) do postaci roztworu, zwykle przez reakcję z odpowiednim kwasem. Celem jest uzyskanie jonów w roztworze, które można dalej identyfikować reakcjami charakterystycznymi. Niewłaściwy odczynnik może dać roztworzenie niepełne.
Mosiądz zawiera m.in. miedź, która w kwasach nieutleniających roztwarza się gorzej. Kwas o działaniu utleniającym ułatwia przejście metalu do roztworu przez reakcje redoks, co sprzyja pełnemu roztworzeniu próbki przed dalszą identyfikacją jonów.
Nie. Choć HCl jest kwasem mocnym, nie wszystkie metale zachowują się tak samo. Część metali reaguje łatwo, ale miedź i jej stopy wymagają często warunków utleniających lub innego podejścia. W analizie przygotowanie próbki dobiera się do składu materiału.
Stężony kwas azotowy(V) jest silnie żrący i może działać utleniająco, a jego opary są szkodliwe. W praktyce pracuje się w dygestorium, stosuje okulary, rękawice i odzież ochronną. Dodawanie kwasu do próbki wykonuje się ostrożnie, kontrolując wydzielanie gazów.
Oznaczenie (V) odnosi się do stopnia utlenienia azotu w tym kwasie. W nazewnictwie szkolnym i laboratoryjnym pomaga odróżniać związki tego samego pierwiastka o różnych stopniach utlenienia. Na egzaminie warto kojarzyć ten zapis z popularnym odczynnikiem HNO3.
Sygnałem są sformułowania o "roztwarzaniu próbki" i "analizie jakościowej", a także informacja o materiale (np. mosiądz). Wtedy kluczowe jest, by uzyskać roztwór zawierający jony metali, które później oznacza się reakcjami grupowymi lub próbami specyficznymi.
W przygotowaniu próbki liczy się skuteczność i jednoznaczność roztwarzania składników stopu. Kwas siarkowy(VI) ma inne typowe zastosowania, a jego zachowanie zależy od stężenia i warunków. Dla stopów zawierających miedź często preferuje się odczynnik o charakterze utleniającym.
Mieszaniny stosuje się, gdy próbka jest trudnorozpuszczalna lub zawiera składniki o różnej reaktywności, a pojedynczy odczynnik nie zapewnia pełnego roztworzenia. Dobór zależy od składu próbki, dalszej metody analitycznej i tego, by nie wprowadzać jonów przeszkadzających w kolejnych etapach.
Częsty błąd to wybór "najmocniejszego" znanego kwasu bez sprawdzenia, czy jest utleniający. Innym jest ignorowanie składu stopu (np. skupienie na cynku i pominięcie miedzi). Uczniowie mylą też cel roztwarzania z neutralizacją lub trawieniem powierzchniowym.
Warto powtórzyć: rodzaje kwasów (utleniające vs nieutleniające), zachowanie wybranych metali (Cu, Zn, Fe, Al) oraz typowe etapy przygotowania próbki do analizy jakościowej. Pomaga robienie tabel "materiał → odczynnik roztwarzający → uwagi BHP" i rozwiązywanie zadań z przykładami stopów.
info

Statystycznie 46% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis, rozdziały dot. roztwarzania próbek i roli kwasów utleniających (wydania akademickie; źródło podręcznikowe).
  • Greenwood, Earnshaw: Chemistry of the Elements, omówienie reaktywności miedzi oraz jej zachowania wobec kwasów nieutleniających i utleniających (źródło podręcznikowe).

Materiały:

  • Podręcznik chemii analitycznej nieorganicznej (roztwarzanie i przygotowanie próbek)
  • Materiały BHP pracowni chemicznej dotyczące pracy ze stężonymi kwasami
  • Karty charakterystyki (SDS) dla stężonego kwasu azotowego(V), solnego i siarkowego(VI)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego