MCHP-R0-100-2605 • Otwarte krótkie • 3 pkt • Trudność: ★★★★★

Zadanie 8

Matura z chemii, maj 2026, poziom rozszerzony

Wymaganie:

VII. Reakcje utleniania i redukcji — stopnie utlenienia, bilans elektronowy i jonowo-elektronowy, dobieranie współczynników w równaniach reakcji redoks w środowisku kwasowym, obojętnym i zasadowym. IX. Metale i ich związki — związki manganu.

Treść zadania

Zdjęcie A ilustruje wygląd probówki z wodnym roztworem pewnej soli potasu zawierającej mangan (roztwór zielony — manganian(VI) potasu $K_{2} MnO_{4}$ ). Do tej probówki dodano wodny roztwór siarczanu(IV) potasu $K_{2} SO_{3}$ , a następnie wymieszano zawartość. Wygląd probówki po reakcji przedstawiono na zdjęciu B (wytrącił się brunatny osad).

Polecenie (0–3). Napisz w formie jonowej skróconej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i reakcji utleniania zachodzących podczas opisanej przemiany. Uwzględnij, że reakcja zachodzi w środowisku obojętnym. Uzupełnij wzory reagentów i współczynniki stechiometryczne w schemacie:

$\dots + \dots K_{2} SO_{3} + \dots H_{2} O \to \dots + \dots K_{2} SO_{4} + \dots KOH$

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

Rozwiązanie

Krok 1. Ustalenie stopni utlenienia.

Reagent	Pierwiastek	Stopień utlenienia	Rola
$MnO_{4}^{2 -}$ (manganian(VI))	Mn	+VI	utleniacz — ulega redukcji
$MnO_{2}$	Mn	+IV	produkt redukcji
$SO_{3}^{2 -}$ (siarczan(IV))	S	+IV	reduktor — ulega utlenieniu
$SO_{4}^{2 -}$ (siarczan(VI))	S	+VI	produkt utlenienia

Krok 2. Równanie reakcji redukcji (środowisko obojętne — po prawej stronie $OH^{-}$ ):

$MnO_{4}^{2 -} + 2 H_{2} O + 2 e^{-} \to MnO_{2} + 4 OH^{-}$

Sprawdzenie ładunku: lewa $- 2 + (- 2) = - 4$ ; prawa $4 \cdot (- 1) = - 4$ ✓

Krok 3. Równanie reakcji utleniania:

$SO_{3}^{2 -} + 2 OH^{-} \to SO_{4}^{2 -} + H_{2} O + 2 e^{-}$

Sprawdzenie ładunku: lewa $- 2 + (- 2) = - 4$ ; prawa $- 2 + (- 2) = - 4$ ✓

(CKE uznaje też zapisy z jonem oksoniowym: $SO_{3}^{2 -} + 3 H_{2} O \to SO_{4}^{2 -} + 2 H_{3} O^{+} + 2 e^{-}$ albo $SO_{3}^{2 -} + H_{2} O \to SO_{4}^{2 -} + 2 H^{+} + 2 e^{-}$ .)

Krok 4. Uzupełniony schemat.

Liczba oddanych i pobranych elektronów jest równa (po 2), więc współczynniki przed reagentami redoks wynoszą 1:

$K_{2} MnO_{4} + K_{2} SO_{3} + H_{2} O \to MnO_{2} + K_{2} SO_{4} + 2 KOH$

Bilans kontrolny:

Pierwiastek	Lewa strona	Prawa strona
K	$2 + 2 = 4$	$2 + 2 = 4$ ✓
Mn	1	1 ✓
S	1	1 ✓
O	$4 + 3 + 1 = 8$	$2 + 4 + 2 = 8$ ✓
H	2	2 ✓

Typowy błąd / pułapka

Klucz CKE zawiera ostrzeżenie wprost: jeśli w równaniu redukcji nie uwzględnisz środowiska obojętnego, punktu nie ma. W środowisku obojętnym po stronie substratów wpisujemy $H_{2} O$ , a po stronie produktów — $OH^{-}$ . Zapis z $H^{+}$ po stronie lewej byłby właściwy dla środowiska kwasowego.

Nie myl manganianu(VI) z manganianem(VII). $MnO_{4}^{2 -}$ (zielony, Mn na +VI) to manganian(VI); $MnO_{4}^{-}$ (fioletowy, Mn na +VII) to manganian(VII), czyli potocznie nadmanganian. Zadanie dotyczy tego pierwszego — świadczy o tym wzór soli $K_{2} MnO_{4}$ z dwoma atomami potasu.

Siarczan(IV) to nie siarczan(VI). $SO_{3}^{2 -}$ — siarka na +IV, działa jako reduktor; $SO_{4}^{2 -}$ — siarka na +VI, produkt utlenienia. Nazewnictwo Stocka jest tu jedyną wskazówką.

W zapisie jonowym skróconym pomijamy jony niebiorące udziału w reakcji. Jony $K^{+}$ są jonami widzami — nie mogą pojawić się w równaniach połówkowych.

$MnO_{2}$ zapisujemy w formie cząsteczkowej, bo to nierozpuszczalny, brunatny osad. Tlenek nie dysocjuje, więc nie rozpisujemy go na jony.

Sprawdzaj bilans ładunku, nie tylko atomów. W równaniu połówkowym suma ładunków po obu stronach (z uwzględnieniem elektronów) musi być równa. To najszybszy sposób wykrycia błędu.

Punktacja jest „po jednym za czynność". Można zdobyć 1 lub 2 punkty nawet przy niepełnym rozwiązaniu — warto zapisać wszystko, co się umie, zamiast zostawiać puste miejsca.

Treść zadania (CKE)

Zadanie 8 — chemia 2026, poziom rozszerzony, arkusz CKE — Fragment arkusza CKE MCHP-R0-100-A-2605 — zadanie 8. Na podstawie: CKE, matura maj 2026, chemia PR Oryginalny PDF CKE

Bilansowanie równań połówkowych — trzy środowiska

Środowisko	Niedobór tlenu uzupełniamy	Nadmiar tlenu wiążemy
kwasowe	$H_{2} O$ po stronie z mniejszą liczbą O	$H^{+}$ po drugiej stronie
obojętne	$H_{2} O$ po stronie substratów	$OH^{-}$ po stronie produktów
zasadowe	$OH^{-}$ po stronie substratów	$H_{2} O$ po stronie produktów

Procedura dla równania połówkowego:

zbilansuj atom pierwiastka zmieniającego stopień utlenienia,
zbilansuj tlen wodą,
zbilansuj wodór jonami $H^{+}$ lub $OH^{-}$ (zależnie od środowiska),
zbilansuj ładunek elektronami,
sprawdź: suma ładunków po obu stronach musi być równa.

Barwy związków manganu

Jon / związek	Stopień utlenienia	Barwa
$Mn^{2 +}$ (aq)	+II	bardzo bladoróżowa (praktycznie bezbarwna)
$MnO_{2}$	+IV	brunatny osad
$MnO_{4}^{2 -}$ (manganian(VI))	+VI	zielona
$MnO_{4}^{-}$ (manganian(VII))	+VII	fioletowa

Obserwacja w tym doświadczeniu: zielony roztwór → brunatny osad — to potwierdza redukcję Mn(+VI) do Mn(+IV).

Produkty redukcji manganianu(VII) zależą od środowiska

Środowisko	Produkt	Barwa	Elektrony
kwasowe	$Mn^{2 +}$	odbarwienie	5 e⁻
obojętne	$MnO_{2}$	brunatny osad	3 e⁻
zasadowe	$MnO_{4}^{2 -}$	zielona	1 e⁻

W tym zadaniu utleniaczem jest manganian(VI), a nie (VII), więc w środowisku obojętnym redukcja do $MnO_{2}$ wymaga 2 elektronów.

Siarczany(IV) jako reduktory

$SO_{3}^{2 -} \to SO_{4}^{2 -} + 2 e^{-} (S : + IV \to + VI)$

Siarczany(IV) i tlenek siarki(IV) należą do typowych reduktorów w zadaniach maturalnych — obok $Fe^{2 +}$ , $I^{-}$ , $H_{2} S$ , $C_{2} O_{4}^{2 -}$ i $H_{2} O_{2}$ (ta ostatnia bywa też utleniaczem).

Jak przejść z równań połówkowych do równania sumarycznego

Wyrównaj liczbę elektronów w obu równaniach połówkowych (tu już równa — po 2).
Dodaj równania stronami; elektrony się skracają.
Skróć jony i cząsteczki występujące po obu stronach.
Uzupełnij jony widzów ( $K^{+}$ ), by otrzymać formę cząsteczkową.

$K_{2} MnO_{4} + K_{2} SO_{3} + H_{2} O \to MnO_{2} + K_{2} SO_{4} + 2 KOH$

Punktacja CKE

Punkty przyznawane są za trzy niezależne czynności:

poprawne równanie reakcji redukcji (z uwzględnieniem środowiska obojętnego),
poprawne równanie reakcji utleniania,
poprawne uzupełnienie wzorów reagentów i współczynników w schemacie.

3 pkt — wszystkie trzy czynności; 2 pkt — dwie; 1 pkt — jedna.
Uwaga: brak uwzględnienia środowiska obojętnego w równaniu redukcji zeruje punkt za tę czynność.
Razem: 3 pkt.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „reakcje redoks, zapis jonowo-elektronowy, manganiany VI, srodowisko obojetne, bilansowanie rownan" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl