Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA CHM3 - WRZESIEŃ 2014



PYTANIE NR 20.
W skali laboratoryjnej anilinę otrzymuje się z benzenu dwuetapowo, najpierw otrzymuje się z benzenu nitrobenzen, a następnie z nitrobenzenu otrzymuje się anilinę.
Oblicz objętość benzenu (d = 0,88 g/cm3), jaką należy pobrać z butelki, jeżeli do przeprowadzenia syntezy potrzeba 4,4 g benzenu.
Ilustracja przedstawia schemat reakcji chemicznej, który jest związany z procesem syntezy aniliny z benzenu.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Korzystamy z zależności na gęstość: d = m/V, więc V = m/d. Dla m = 4,4 g i d = 0,88 g/cm3 otrzymujemy V = 4,4 / 0,88 = 5,0 cm3. Jednostki skracają się do cm3, więc objętość do pobrania to 5,0 cm3.

Pełne wyjaśnienie:

W tego typu zadaniu kluczowa jest definicja gęstości. Gęstość (d) wiąże masę (m) i objętość (V) zależnością:

d = m/V

Aby obliczyć objętość potrzebną do odmierzenia określonej masy cieczy, przekształcamy wzór do postaci:

V = m/d

Podstawiamy dane z treści:

  • m = 4,4 g
  • d = 0,88 g/cm3

Obliczenie:

V = 4,4 g / (0,88 g/cm3) = 5,0 cm3

Kontrola jednostek: w ilorazie g skraca się z g w mianowniku, a pozostaje cm3, co potwierdza poprawność rachunku.

Dlaczego pozostałe wyniki są błędne?

  • 4,4 cm3 to typowy efekt pominięcia gęstości lub "przepisania" masy jako objętości. Ponieważ d < 1 g/cm3, objętość musi wyjść większa niż masa wyrażona liczbowo w g (dla porównywalnych jednostek), więc 4,4 jest podejrzanie małe.
  • 6,4 cm3 może wynikać z błędnego dzielenia lub zaokrągleń "na oko" bez wykonania dokładnego rachunku. Prawidłowy iloraz 4,4/0,88 daje dokładnie 5,0.
  • 8,8 cm3 bywa skutkiem pomylenia działań (np. 4,4/0,5 lub 4,4/0,88 potraktowane jako 4,4·2). Taki wynik nie wynika z poprawnego przekształcenia wzoru.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy gęstość cieczy jest mniejsza od 1 g/cm3, to dla danej masy jej objętość w cm3 będzie liczbowo większa niż masa w gramach. To szybki test sensowności odpowiedzi.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć objętość cieczy, gdy znam masę i gęstość?
Użyj zależności d = m/V i przekształć ją do V = m/d. Podstaw masę w gramach i gęstość w g/cm3, a otrzymasz objętość w cm3. Na końcu sprawdź, czy jednostki się skracają i czy wynik ma sens (np. dla d < 1 objętość rośnie).
Dlaczego w zadaniu o benzenie potrzebna jest gęstość?
Gęstość łączy masę z objętością. W laboratorium często odmierza się ciecze objętościowo (pipetą, cylindrem), ale receptura może podawać masę. Dzięki gęstości przeliczysz wymaganą masę benzenu na objętość do pobrania z butelki.
Co oznacza jednostka g/cm3 w praktyce laboratoryjnej?
To informacja, ile gramów ma 1 cm3 danej substancji. Jeśli d = 0,88 g/cm3, to 1 cm3 benzenu ma masę 0,88 g. Tę relację wykorzystuje się do szybkich przeliczeń podczas odmierzania cieczy.
Jakie są typowe błędy w zadaniach z gęstości?
Najczęściej myli się wzór (np. liczy d/m zamiast m/d), pomija jednostki albo "przepisuje" masę jako objętość. Błędem jest też zaokrąglanie przed wykonaniem dzielenia. Pomaga kontrola sensowności: dla d < 1 wynik objętości powinien być większy niż liczba gramów.
Czy muszę znać reakcje otrzymywania aniliny, żeby rozwiązać to zadanie?
Nie. Wstęp o otrzymywaniu aniliny jest kontekstem chemicznym, ale obliczenie dotyczy tylko przeliczenia masy benzenu na objętość przy podanej gęstości. Wystarczy umieć zastosować zależność między masą, gęstością i objętością.
Kiedy wynik w cm3 jest równy wynikowi w mL?
Zawsze: 1 cm3 = 1 mL. W laboratorium te jednostki są równoważne, tylko zapis bywa inny w zależności od kontekstu (geometria/objętość vs aparatura miarowa). W obliczeniach możesz traktować je zamiennie.
Jak sprawdzić sensowność wyniku bez kalkulatora?
Użyj przybliżenia: jeśli d jest bliskie 1 g/cm3, to objętość w cm3 będzie zbliżona liczbowo do masy w g. Dla d = 0,88 (mniejsze od 1) objętość ma być nieco większa niż 4,4, czyli około 5 — to pasuje do poprawnego wyniku.
Jakie przekształcenie wzoru na gęstość jest najbezpieczniejsze na egzaminie?
Napisz najpierw d = m/V, a dopiero potem krokowo przekształć: pomnóż obie strony przez V, dostaniesz d·V = m, a następnie podziel przez d: V = m/d. Takie przekształcenie zmniejsza ryzyko pomyłki w ułamkach.
Czy gęstość zależy od temperatury i czy to ma znaczenie w zadaniach?
Tak, gęstość cieczy zależy od temperatury. W zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się jednak wartość podaną w treści jako obowiązującą do obliczeń (nawet jeśli w praktyce laboratoryjnej trzeba by znać temperaturę odniesienia). Nie wolno samodzielnie zmieniać d.
Jakie umiejętności z CHM.3 sprawdza takie zadanie rachunkowe?
Sprawdza praktyczne przeliczanie wielkości potrzebne przy przygotowaniu odczynników i próbek: dobór wzoru, podstawianie danych, kontrolę jednostek i zaokrąglanie. To kompetencje przydatne przy ważeniu/odmierzaniu rozpuszczalników oraz planowaniu ilości substratu do syntezy w skali laboratoryjnej.
info

Statystycznie 68% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "Korzystamy z zależności na gęstość: d = m/V, więc V = m/d."

Źródła:

  • OpenStax Chemistry 2e, rozdział o właściwościach materii (sekcja dotycząca gęstości i zależności m, V, d): https://openstax.org/details/books/chemistry-2e (dostęp 2026-03-01)
  • Khan Academy, "Density": https://www.khanacademy.org/science/physics/density-and-pressure/density-tutorial/a/density (dostęp 2026-03-01)
  • Wikipedia (pl), "Gęstość" – definicja i wzór d = m/V: https://pl.wikipedia.org/wiki/G%C4%99sto%C5%9B%C4%87 (dostęp 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik chemii ogólnej: dział o właściwościach fizycznych i gęstości
  • Zbiór zadań z obliczeń laboratoryjnych (masa, objętość, stężenia)
  • Materiały szkolne/CKE dotyczące obliczeń w chemii (jednostki, zaokrąglenia)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego