Zadanie dotyczy przygotowania roztworu o zadanym stężeniu molowym z roztworu stężonego opisanego stężeniem procentowym. Postępuje się etapowo:
- Krok 1 – oblicz liczbę moli potrzebną w roztworze końcowym. Dla stężenia molowego obowiązuje zależność: n = c · V, gdzie V musi być wyrażone w dm3. Objętość 250 cm3 należy więc zamienić na dm3.
- Krok 2 – ustal, ile moli HCl zawiera 1 cm3 roztworu 36%. Ponieważ 36% jest wartością tabelaryczną, w praktyce oznacza to zwykle % (m/m). Do przejścia z % (m/m) na ilość substancji w jednostce objętości potrzebna jest gęstość roztworu z tabeli. Dla zadanej objętości V roztworu oblicza się masę roztworu: m = ρ · V, następnie masę HCl: m(HCl) = w · m, gdzie w to ułamek masowy odpowiadający 36%. Potem liczbę moli z masy: n(HCl) = m(HCl)/M(HCl).
- Krok 3 – oblicz objętość roztworu stężonego potrzebną do dostarczenia liczby moli wyznaczonej w kroku 1. Dzieli się wymaganą liczbę moli przez liczbę moli przypadającą na 1 cm3 roztworu 36% (wynik z kroku 2).
Dlaczego poprawna jest odpowiedź 2,15 cm3? Ponieważ jest wynikiem powyższego łańcucha przeliczeń wykonanych na danych z tabeli (w tym na gęstości roztworu 36% oraz założeniu co do definicji stężenia procentowego) i prowadzi do uzyskania dokładnie wymaganej liczby moli HCl w 250 cm3 roztworu 0,1 M.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne (typowe przyczyny):
- 2,13 cm3 – zwykle efekt drobnego zaokrąglenia na którymś etapie (np. masy molowej lub gęstości) albo pominięcia istotnych cyfr znaczących.
- 2,50 cm3 – może wynikać z błędnego przeliczenia % na ilość HCl w objętości (np. użycia niewłaściwej definicji % lub nieprawidłowej gęstości).
- 2,52 cm3 – często skutek kumulacji dwóch drobnych błędów: konwersji jednostek (cm3↔dm3) oraz błędu w przeliczeniu masy na mole.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze wykonaj kontrolę rzędu wielkości. Dla 0,1 M i 250 cm3 liczba moli jest mała, więc objętość roztworu stężonego powinna wyjść rzędu kilku cm3, a nie dziesiątek.
