Na podstawie wykresu rozpuszczalności określ, ile gramów cukru należy rozpuścić w 200 gramach wody w temperaturze 20°C, aby uzyskać roztwór nasycony.
A. 50 g
B. 100 g
C. 400 g
D. 200 g
W tym zadaniu kluczowe jest poprawne odczytanie rozpuszczalności z wykresu i przeliczenie jej na inną masę wody. Z wykresu wynika, że w temperaturze 20°C cukier rozpuszcza się w ilości około 200 g na 100 g wody. To znaczy, że taka porcja wody tworzy roztwór nasycony dopiero wtedy, gdy zawiera maksymalną ilość cukru możliwą do rozpuszczenia w tych warunkach. Skoro w zadaniu mamy 200 g wody, czyli dwa razy więcej niż standardowe 100 g z wykresu, to ilość cukru też trzeba pomnożyć razy dwa: 200 g cukru na 100 g wody daje 400 g cukru na 200 g wody. Moim zdaniem to dobry przykład, że przy rozpuszczalności trzeba pilnować, do jakiej masy rozpuszczalnika odnosi się wykres, bo najczęściej jest to właśnie 100 g H₂O. W praktyce laboratoryjnej takie przeliczenia są potrzebne przy przygotowywaniu roztworów nasyconych, krystalizacji albo sprawdzaniu, czy po dodaniu substancji zostanie osad. Dobra praktyka jest taka: najpierw odczyt z wykresu, potem proporcja, a dopiero na końcu wybór odpowiedzi.
Błędne odpowiedzi najczęściej wynikają z pomylenia masy wody z masą substancji rozpuszczonej albo z nieuwzględnienia, że wykres rozpuszczalności zwykle podaje ilość substancji w gramach na 100 g wody. To bardzo ważny szczegół, bo sama temperatura 20°C nie wystarcza jeszcze do odpowiedzi, trzeba jeszcze sprawdzić skalę i jednostki na wykresie. Jeżeli z wykresu odczytujemy około 200 g cukru na 100 g wody, to przy 200 g wody nie zostaje 200 g cukru, tylko wartość trzeba podwoić. Wybranie 100 g albo 50 g oznaczałoby przygotowanie roztworu nienasyconego, czyli takiego, w którym można by jeszcze rozpuścić dodatkową porcję cukru bez pozostawania kryształów na dnie. Z kolei traktowanie masy wody jako gotowej odpowiedzi też jest pułapką, bo rozpuszczalność nie mówi, ile mamy rozpuszczalnika, tylko ile substancji może się w nim rozpuścić w danych warunkach. Z mojego doświadczenia uczniowie często patrzą tylko na liczbę przy osi wykresu i zapominają o przeliczeniu proporcji. W laboratorium takie podejście mogłoby dać roztwór o zupełnie innym składzie niż planowany, a przy krystalizacji albo sporządzaniu roztworów wzorcowych robi to sporą różnicę. Poprawne rozumowanie polega na zachowaniu proporcji: skoro dwa razy więcej wody, to dwa razy więcej cukru potrzebnego do nasycenia roztworu.