Mieszaniny oziębiające (kąpiele chłodzące) stosuje się w laboratorium, gdy trzeba utrzymać temperaturę niższą niż 0°C bez użycia specjalistycznych chłodziarek. Klasycznym rozwiązaniem jest układ lód + sól. Dodatek soli powoduje obniżenie temperatury krzepnięcia (zjawisko koligatywne), a podczas rozpuszczania i topnienia lodu układ pobiera ciepło z otoczenia, dzięki czemu temperatura mieszaniny może spaść poniżej 0°C.
W tym zadaniu kluczowe są dwie rzeczy:
- Wymagana temperatura: −18°C oznacza, że trzeba dobrać taki układ (rodzaj soli i jej ilość), który w praktyce laboratoryjnej pozwala osiągnąć tę temperaturę.
- Bilans masy: "500 g mieszaniny" interpretujemy jako masę całkowitą po zmieszaniu, więc poprawna odpowiedź musi spełniać warunek: masa składnika stałego (lodu) + masa soli = 500 g.
Odpowiedź "384,6 g lodu i 115,4 g chlorku amonu" spełnia warunek masy (384,6 + 115,4 = 500,0 g) i wskazuje typowy schemat mieszaniny oziębiającej: lód jako faza zapewniająca odbiór ciepła topnienia oraz sól odpowiedzialna za obniżenie temperatury krzepnięcia.
Pozostałe propozycje są niepoprawne z typowych powodów spotykanych w zadaniach egzaminacyjnych:
- Opcja z "lodu i chlorku sodu" może sugerować popularną sól kuchenną, ale w tym zadaniu liczy się osiągnięcie określonej temperatury; nie każda sól w danej proporcji da taki sam efekt chłodzący.
- Opcja z "wody i chlorku amonu" zmienia istotę mieszaniny: zamiast lodu (który topniejąc, pochłania duże ilości ciepła) podaje wodę, co z reguły nie odpowiada klasycznej kąpieli lodowo-solnej o temperaturze poniżej 0°C.
- Opcja "woda i rodanku amonu" jest pułapką polegającą na zamianie składników oraz na pozornie "ładnych" proporcjach 1:1, które nie wynikają z warunku temperatury i praktycznej receptury mieszaniny oziębiającej.
Wskazówka egzaminacyjna: w tego typu pytaniach najpierw sprawdź, czy odpowiedź spełnia warunek masy całkowitej, a dopiero potem oceń, czy dobór składników odpowiada kąpieli o wymaganej temperaturze (lód vs woda, rodzaj soli).
