Stężenie molowe c (mol/dm3) to liczba moli substancji rozpuszczonej przypadająca na 1 dm3 roztworu: c = n/V. W zadaniu podano stężenie masowe (20%) oraz gęstość, więc najwygodniej przyjąć objętość roztworu V = 1 dm3 i obliczyć, ile to jest gramów roztworu.
Krok 1: masa 1 dm3 roztworu z gęstości
1 dm3 = 1000 cm3.
m(roztworu) = ρ·V = 1,1 g/cm3 · 1000 cm3 = 1100 g.
Krok 2: masa HNO3 w roztworze 20% (m/m)
20% (m/m) oznacza 20 g substancji w 100 g roztworu, czyli ułamek masowy 0,20.
m(HNO3) = 0,20 · 1100 g = 220 g.
Krok 3: liczba moli i stężenie molowe
Masa molowa HNO3 wynosi 63,0 g/mol, więc:
n = m/M = 220 g / 63,0 g/mol ≈ 3,492 mol.
Dla V = 1 dm3 otrzymujemy:
c = n/V ≈ 3,492 mol / 1 dm3 ≈ 3,49 mol/dm3.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 3,60 mol/dm3 – typowy skutek zaokrągleń w złym miejscu albo użycia przybliżonej masy molowej (np. 61–62) zamiast 63,0.
- 5,30 mol/dm3 – może wynikać z pominięcia, że 20% jest masowe, lub z błędnego przeliczenia objętości (np. potraktowania 1 dm3 jako 1 cm3 w jednym z kroków).
- 6,30 mol/dm3 – często pojawia się po pomyłce polegającej na przyjęciu 20% jako 200 g/1 dm3 bez uwzględnienia gęstości albo po błędnym użyciu ρ=1,0 zamiast 1,1 i jednoczesnym innym błędzie rachunkowym.
Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach z % i gęstością zawsze zaczynaj od przyjęcia 1 dm3 (lub 100 g roztworu) i pilnuj jednostek: dm3 ↔ cm3.
