W miareczkowaniu ilościowym ilość oznaczanego składnika wyznacza się na podstawie ilości zużytego titranta oraz stechiometrii reakcji. W tym zadaniu titrantem jest roztwór HCl o stężeniu 0,1 mol/dm3, a analitem – amoniak NH3.
1) Konwersja objętości
Podana objętość 20,0 cm3 to 0,0200 dm3 (bo 1 dm3 = 1000 cm3).
2) Obliczenie liczby moli HCl
Korzystamy ze wzoru n = c · V:
n(HCl) = 0,1 mol/dm3 · 0,0200 dm3 = 0,00200 mol.
3) Stechiometria reakcji
Reakcję można zapisać jako: NH3 + HCl → NH4Cl. Współczynniki stechiometryczne przy NH3 i HCl są równe 1, więc na 1 mol HCl przypada 1 mol NH3. Stąd:
n(NH3) = n(HCl) = 0,00200 mol.
4) Przeliczenie moli na masę
Masa molowa amoniaku wynosi 17 g/mol, więc:
m(NH3) = 0,00200 mol · 17 g/mol = 0,034 g.
Następnie 0,034 g = 34 mg.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- "68 mg" odpowiadałoby dwukrotnie większej liczbie moli (np. błędnemu założeniu innej stechiometrii albo pomnożeniu przez 2 bez podstaw).
- "136 mg" to czterokrotność wyniku; typowo pojawia się po wielokrotnym błędzie skalowania (np. pomylenie 0,0200 dm3 z 0,0800 dm3) lub połączeniu kilku pomyłek naraz.
- "170 mg" odpowiadałoby 0,010 mol NH3, czyli zużyciu 100 cm3 HCl 0,1 mol/dm3; taka wartość wskazuje na błąd w przeliczeniu objętości albo w odczycie danych.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zapisuj jednostki przy każdym kroku i wykonaj kontrolę sensowności: 20 mL roztworu 0,1 M zawiera 0,002 mola substancji, a 0,002 mola NH3 to tylko ułamki grama, więc wynik rzędu dziesiątek mg jest logiczny.
