Kwalifikacja: CHM.03 - Przygotowywanie sprzętu, odczynników chemicznych i próbek do badań analitycznych
Zawód: Technik analityk
W jakim stosunku objętościowym należy połączyć roztwór o stężeniu 5 mol/dm3 z wodą destylowaną, aby uzyskać roztwór o stężeniu 3 mol/dm3?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Aby obliczyć stosunek objętościowy roztworu o stężeniu 5 mol/dm³ do wody destylowanej, który pozwoli uzyskać roztwór o stężeniu 3 mol/dm³, możemy zastosować zasadę rozcieńczania. Z definicji stężenia molowego wynika, że ilość moli substancji rozpuszczonej w danej objętości roztworu jest kluczowa. Z równania: C1V1 = C2V2, gdzie C1 to stężenie początkowe (5 mol/dm³), C2 to stężenie końcowe (3 mol/dm³), a V1 i V2 to odpowiednie objętości roztworów, możemy przekształcić wzór, aby znaleźć stosunek objętości V1 (roztwór 5 mol/dm³) do V2 (woda destylowana). Przekształcając wzory, otrzymujemy stosunek V1:V2 równy 3:2. Taki sposób przygotowania roztworu jest standardowo stosowany w laboratoriach chemicznych oraz w przemyśle, gdzie precyzyjne stężenia roztworów mają kluczowe znaczenie w procesach chemicznych i biologicznych. Przykładem może być przygotowanie buforów czy roztworów do analiz spektroskopowych.
Wybór nieprawidłowych stosunków objętościowych może wynikać z kilku typowych błędów myślowych, które są powszechne w obliczeniach związanych z rozcieńczaniem roztworów. Jednym z najczęstszych błędów jest nieprawidłowe przekształcanie wzorów, gdzie uczniowie mogą źle zrozumieć, jak stosunek objętościowy wpływa na stężenie końcowe. Na przykład, niektórzy mogą błędnie założyć, że stosunek 3:5 spowoduje odpowiednie rozcieńczenie, jednak w rzeczywistości prowadzi to do uzyskania stężenia znacznie niższego niż zakładane 3 mol/dm³. Innym problemem jest mylenie pojęcia stężenia z ilością substancji, co może prowadzić do błędnych wniosków przy obliczaniu wymaganych objętości. Stężenie roztworu zależy bowiem nie tylko od ilości rozpuszczonej substancji, ale także od całkowitej objętości roztworu. Należy pamiętać, że proces rozcieńczania polega na dodawaniu wody do roztworu, co skutkuje zwiększeniem objętości roztworu oraz zmniejszeniem stężenia substancji rozpuszczonej. Kluczem jest zatem zrozumienie zasadniczego równania, które łączy te zależności, oraz praktyka w obliczeniach. Użycie odpowiednich proporcji i przekształceń za pomocą równania C1V1 = C2V2 jest niezbędne dla uzyskania pożądanych rezultatów w praktyce laboratoryjnej.