Rozcieńczanie roztworu wykonuje się najpewniej przez bilans masy składnika (tu: czystego H2SO4). W zadaniach na stężenie masowe (m/m) zakładamy, że "x%" oznacza, iż x% masy roztworu stanowi dany składnik.
Krok 1: ile czystego H2SO4 ma mieć roztwór końcowy?
Roztwór ma masę 980 kg i stężenie 65%, więc masa czystego kwasu wynosi:
m(H2SO4) = 0,65 · 980 kg = 637 kg.
Krok 2: jaką masę roztworu 98% trzeba wziąć, aby zawierał 637 kg H2SO4?
Jeśli roztwór wyjściowy ma 98% H2SO4, to w masie m znajduje się 0,98·m kwasu. Zatem:
0,98 · m = 637 kg
m = 637/0,98 = 650 kg.
Krok 3: ile wody dodać?
Masa końcowa to suma mas: roztwór 98% + woda. Skoro końcowo ma być 980 kg, a roztworu 98% potrzeba 650 kg, to wody należy dodać:
m(wody) = 980 − 650 = 330 kg.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "650 kg" to masa roztworu 98% potrzebna do uzyskania wymaganej ilości H2SO4, a nie masa wody. To typowa pomyłka: wybór wyniku pośredniego zamiast wartości pytanej.
- "637 kg" to masa czystego H2SO4 w roztworze końcowym (0,65·980). To również wynik pośredni, nie ilość rozcieńczalnika.
- "980 kg" to masa roztworu końcowego. Wody nie może być tyle, bo wtedy nie byłoby miejsca na wniesienie kwasu z roztworu 98% (bilans masy nie zadziała).
W praktyce operator powinien pamiętać, że takie obliczenia dotyczą mas, a nie objętości; do objętości potrzebne byłyby gęstości roztworów. W tym zadaniu wszystko da się policzyć wyłącznie z procentów masowych i bilansu masy.
