MCHP-R0-100-2605 • Otwarte krótkie • 1 pkt • Trudność: ★★★☆☆

Zadanie 7

Matura z chemii, maj 2026, poziom rozszerzony

Wymaganie:

V. Kinetyka i statyka chemiczna — szybkość reakcji, wpływ stężenia na szybkość, wykorzystanie danych doświadczalnych. I. Stechiometria — obliczenia stężeń na podstawie równania reakcji.

Treść zadania

Hydroliza substancji A w środowisku kwasowym przebiega zgodnie ze schematem:

$A H^{+} / H_{2} O B + C$

Wykonano doświadczenie, podczas którego badano szybkość tej reakcji. Przygotowano wodny roztwór substancji A o stężeniu 0,10 mol·dm⁻³, zakwaszono go kwasem solnym i utrzymywano temperaturę 25 °C. Co 30 minut mierzono stężenie substancji A. Wyniki przedstawiono na wykresie (oś pionowa: stężenie A od 0,01 do 0,10 mol·dm⁻³; oś pozioma: czas od 0 do 510 min).

Z wykresu odczytujemy, że w 255. minucie stężenie substancji A wynosi 0,04 mol·dm⁻³.

Polecenie (0–1). Oblicz łączne stężenie molowe substancji B i substancji C w chwili $t = 255$ min opisanego doświadczenia.

Źródło: arkusz CKE MCHP-R0-100-2605. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

Krok 1. Ile substancji A przereagowało.

Odczytujemy z wykresu stężenie A w 255. minucie i porównujemy ze stężeniem początkowym:

$Δ c_{A} = c_{0} - c_{255} = 0, 10 \frac{mol}{dm ^{3}} - 0, 04 \frac{mol}{dm ^{3}} = 0, 06 \frac{mol}{dm ^{3}}$

Krok 2. Stechiometria.

Z równania $A \to B + C$ wynika, że z 1 mola A powstaje 1 mol B i 1 mol C, czyli łącznie 2 mole produktów:

$c_{B} = c_{C} = 0, 06 \frac{mol}{dm ^{3}}$

Krok 3. Łączne stężenie produktów.

$c_{B} + c_{C} = 2 \cdot 0, 06 \frac{mol}{dm ^{3}}$

$c_{B} + c_{C} = 0, 12 mol \cdot dm^{- 3}$

Typowy błąd / pułapka

Najczęstszy błąd: podanie 0,06 mol·dm⁻³ zamiast 0,12. Polecenie pyta o łączne stężenie dwóch produktów. Każdy z nich powstaje w ilości 0,06 mol·dm⁻³, więc suma wynosi dwa razy tyle.

Drugi błąd: użycie stężenia końcowego zamiast różnicy. Ilość produktów odpowiada ilości A, która przereagowała, czyli $c_{0} - c_{t}$ , a nie temu, co zostało w roztworze.

Nie zapomnij o jednostce. Klucz CKE wymaga wyniku z poprawną jednostką — mol·dm⁻³. Sama liczba nie wystarcza.

Uważaj na odczyt z wykresu. Punkty pomiarowe są co 30 minut, a pytanie dotyczy 255. minuty — czyli wartości leżącej między pomiarami z 240. i 270. minuty. Trzeba odczytać wartość z krzywej, nie z najbliższego węzła siatki.

Woda nie wchodzi do bilansu stężeń. Choć hydroliza formalnie zużywa wodę, jest ona rozpuszczalnikiem w ogromnym nadmiarze — jej stężenie traktuje się jako stałe. Podobnie jony $H^{+}$ pełnią rolę katalizatora i nie ulegają zużyciu.

Zwróć uwagę, że reakcja nie jest zerowego rzędu. Wykres nie jest linią prostą — szybkość maleje w miarę ubywania substratu. To typowy przebieg reakcji pierwszego rzędu, ale zadanie nie wymaga tej wiedzy: wystarczy odczyt i stechiometria.

Treść zadania (CKE)

Zadanie 7 — chemia 2026, poziom rozszerzony, arkusz CKE — Fragment arkusza CKE MCHP-R0-100-A-2605 — zadanie 7. Na podstawie: CKE, matura maj 2026, chemia PR Oryginalny PDF CKE

Schemat rozwiązania — trzy kroki

Krok	Działanie	Wynik
1.	odczytaj z wykresu $c_{t}$ i oblicz ubytek $Δ c = c_{0} - c_{t}$	$0, 10 - 0, 04 = 0, 06$
2.	zastosuj stechiometrię równania	z 1 mola A → 1 mol B i 1 mol C
3.	zsumuj stężenia produktów	$0, 06 + 0, 06 = 0, 12$ mol·dm⁻³

Ogólnie, dla reakcji $A \to n_{B} B + n_{C} C$ :

$c_{B} + c_{C} = (n_{B} + n_{C}) \cdot Δ c_{A}$

Bilans stężeń w czasie

Czas	$c_{A}$	$c_{B}$	$c_{C}$	$c_{B} + c_{C}$
0 min	0,10	0	0	0
255 min	0,04	0,06	0,06	0,12
$\infty$ (koniec)	~0	0,10	0,10	0,20

W każdej chwili zachodzi zależność $c_{A} + c_{B} = c_{0}$ — bo z każdego zużytego mola A powstaje dokładnie jeden mol B.

Szybkość reakcji chemicznej

$v = - \frac{Δ c _{substratu}}{Δ t} = + \frac{Δ c _{produktu}}{Δ t}$

Czynnik	Wpływ na szybkość	Dlaczego
stężenie substratów ↑	szybkość ↑	więcej zderzeń w jednostce czasu
temperatura ↑	szybkość ↑↑	więcej cząsteczek o energii > $E_{a}$
katalizator	szybkość ↑	obniża energię aktywacji $E_{a}$
rozdrobnienie (reakcje heterogeniczne) ↑	szybkość ↑	większa powierzchnia kontaktu
ciśnienie (gazy) ↑	szybkość ↑	wzrost stężenia

W tym doświadczeniu temperaturę utrzymywano stałą (25 °C), a kwas solny pełnił funkcję katalizatora — dlatego jedyną zmienną wpływającą na szybkość było malejące stężenie substancji A.

Hydroliza katalizowana kwasem — typowe przykłady

Substrat A	Produkty B + C
ester	kwas karboksylowy + alkohol
sacharoza	glukoza + fruktoza (inwersja)
skrobia (etapami)	ostatecznie glukoza
peptyd / białko	aminokwasy
amid	kwas karboksylowy + amina (lub jej sól)

We wszystkich tych przypadkach z jednej cząsteczki substratu powstają dwie cząsteczki produktów — dokładnie tak jak w schemacie z zadania.

Punktacja CKE

1 pkt — poprawne obliczenie łącznego stężenia molowego B i C w 255. minucie oraz podanie wyniku z jednostką: $0, 12 mol \cdot dm^{- 3}$ .
0 pkt — odpowiedź niespełniająca tego wymagania.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „kinetyka chemiczna, hydroliza, odczyt z wykresu, stechiometria reakcji, stezenie molowe" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl