W zobojętnianiu mocnego kwasu solnego i mocnej zasady (NaOH) zachodzi reakcja:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Najważniejsze jest rozpoznanie, że współczynniki stechiometryczne przy HCl i NaOH wynoszą 1, więc do całkowitego zobojętnienia potrzeba takiej samej liczby moli kwasu, jak liczba moli zasady obecnej w próbce.
Krok 1: przelicz objętość NaOH na dm3
100 cm3 = 100 mL = 0,100 dm3.
Krok 2: policz liczbę moli NaOH
Korzystamy ze wzoru n = c · V.
n(NaOH) = 0,4 mol/dm3 · 0,100 dm3 = 0,040 mol.
Krok 3: wyznacz liczbę moli HCl potrzebną do neutralizacji
Ze stosunku 1:1 wynika: n(HCl) = n(NaOH) = 0,040 mol.
Krok 4: oblicz objętość roztworu HCl o stężeniu 0,5 mol/dm3
V(HCl) = n/c = 0,040 mol / (0,5 mol/dm3) = 0,080 dm3.
Krok 5: zamiana dm3 na cm3
0,080 dm3 = 80 cm3.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "8 cm3" zwykle wynika z pomyłki o rząd wielkości (np. błędnej zamiany 100 cm3 na 0,010 dm3 zamiast 0,100 dm3).
- "0,0160 cm3" sugeruje użycie niewłaściwego wzoru lub podwójnej błędnej konwersji jednostek; tak mała objętość jest nielogiczna przy stężeniach rzędu 0,4–0,5 mol/dm3.
- "160 cm3" może wynikać z odwrócenia proporcji stężeń (zamiast n/c zastosowano c/n) albo założenia błędnego stosunku stechiometrycznego.
Wskazówka egzaminacyjna: po obliczeniu zawsze zrób szybkie oszacowanie: skoro zasady jest 0,4·0,1=0,04 mola, a kwas ma wyższe stężenie (0,5), to jego objętość powinna być mniejsza niż 100 cm3, ale nie drastycznie mała — wynik 80 cm3 spełnia tę kontrolę.