Stężenie procentowe roztworu otrzymanego po rozpuszczeniu 25 g jodku potasu w 100 cm³ wody destylowanej (o gęstości 1 g/cm³) wynosi
W tym zadaniu chodzi o stężenie procentowe masowe, czyli ile gramów substancji rozpuszczonej przypada na 100 g całego roztworu. To jest ważne: liczymy masę całego roztworu, a nie tylko masę wody. Jodek potasu KI ma masę 25 g. Woda ma objętość 100 cm³, a jej gęstość wynosi 1 g/cm³, więc masa wody to 100 g. Masa roztworu wynosi więc 25 g + 100 g = 125 g. Stężenie procentowe obliczamy tak: masa substancji rozpuszczonej / masa roztworu × 100%, czyli 25 g / 125 g × 100% = 20%. Dlatego poprawny wynik to 20%. Moim zdaniem to jedno z tych zadań, gdzie najłatwiej pomylić „masę rozpuszczalnika” z „masą roztworu”, a w laboratorium taka pomyłka potrafi całkiem rozjechać wynik analizy. W praktyce, przy przygotowywaniu roztworów procentowych, zgodnie z dobrą praktyką laboratoryjną, najpierw odważa się substancję na wadze, potem uwzględnia masę rozpuszczalnika i zapisuje dokładnie, czy chodzi o stężenie masowe, objętościowe czy masowo-objętościowe. Dla roztworów typu % m/m podstawą jest zawsze masa całego roztworu. Przy odczynnikach takich jak KI trzeba też pamiętać o czystości substancji, opisie naczynia i warunkach przechowywania, bo to też wpływa na rzetelność pracy.
Najczęstszy błąd w tym przykładzie wynika z potraktowania 100 cm³ wody tak, jakby było całym roztworem albo jakby stężenie procentowe liczyło się względem samego rozpuszczalnika. Wynik 25% pojawia się zwykle wtedy, gdy ktoś wykonuje rachunek 25 g KI do 100 g wody i od razu mówi „to jest 25%”. Brzmi logicznie na pierwszy rzut oka, ale chemicznie nie jest poprawne dla stężenia procentowego masowego, bo mianownikiem ma być masa roztworu, czyli substancja rozpuszczona plus rozpuszczalnik. Tutaj roztwór waży 125 g, nie 100 g. Wynik 75% może brać się z odjęcia 25 od 100 albo z nieporozumienia, że pozostała część mieszaniny musi stanowić 75%. Tylko że woda stanowi 100 g z 125 g, czyli 80%, a nie 75%. To pokazuje, że samo intuicyjne „uzupełnianie do stu” bywa zdradliwe. Z kolei 2,5% zwykle wynika z przesunięcia przecinka, błędnej zamiany jednostek albo potraktowania 100 cm³ jak 1000 g czy 1 dm³ roztworu bez uzasadnienia. W zadaniu podano gęstość wody właśnie po to, żeby przeliczyć objętość na masę: 100 cm³ × 1 g/cm³ = 100 g. Z mojego doświadczenia najlepiej zawsze zapisać trzy rzeczy: masa substancji, masa rozpuszczalnika, masa roztworu. Dopiero potem liczyć procent. Taka prosta procedura jest zgodna z dobrą praktyką laboratoryjną i mocno zmniejsza ryzyko pomyłek przy sporządzaniu odczynników.