Aby obliczyć objętość kwasu solnego potrzebnego do całkowitego zobojętnienia roztworu wodorotlenku sodu, musimy najpierw zrozumieć reakcję chemiczną zachodzącą pomiędzy tymi substancjami. Reakcja ta przebiega zgodnie z równaniem: NaOH + HCl → NaCl + H2O. Oznacza to, że jeden mol wodorotlenku sodu reaguje z jednym molem kwasu solnego. Obliczamy ilość moli NaOH w 100 cm³ roztworu o stężeniu 0,4 mol/dm³. Używając wzoru: n = C * V, gdzie n to liczba moli, C to stężenie, a V to objętość w dm³, otrzymujemy: n(NaOH) = 0,4 mol/dm³ * 0,1 dm³ = 0,04 mol. Zgodnie z równaniem reakcji, potrzebujemy 0,04 mol HCl. Następnie obliczamy objętość HCl o stężeniu 0,5 mol/dm³: V = n/C = 0,04 mol / 0,5 mol/dm³ = 0,08 dm³, co daje 80 cm³. Tego rodzaju obliczenia są powszechnie stosowane w laboratoriach chemicznych oraz w przemyśle, gdzie precyzyjne przygotowanie roztworów ma kluczowe znaczenie dla jakości przeprowadzanych reakcji.
Niemal każda z niepoprawnych odpowiedzi opiera się na błędnych założeniach dotyczących obliczeń molowych lub objętości roztworów. Często zdarza się, że uczniowie nie uwzględniają pełnego kontekstu chemicznego reakcji, co prowadzi do niewłaściwego oszacowania ilości potrzebnego kwasu. Na przykład, wybór objętości 0,0160 cm³ może wynikać z błędnego przeliczenia stężenia, w którym uczniowie mylą jednostki, co prowadzi do rażąco małych wartości. Podobnie, odpowiedzi takie jak 8 cm³ lub 160 cm³ nie uwzględniają proporcji reakcji chemicznej, a ich wartości wskazują na brak zrozumienia równania reakcji oraz stosunku molowego. Równanie reakcji wskazuje na 1:1 stosunek molowy pomiędzy NaOH a HCl, stąd każdy mol wodorotlenku sodu wymaga dokładnie jednego mola kwasu solnego do całkowitego zauważenia. Nieprawidłowe podejście często prowadzi do błędnych oszacowań, ponieważ uczniowie mogą zapominać o konwersji jednostek lub o poprawnym obliczaniu objętości na podstawie stężenia. W dalszym prostej analizy, nawet jeśli stężenie kwasu solnego wydaje się wystarczające, niepoprawne wykorzystanie jednostek molowych może skutkować błędną interpretacją wymagań dotyczących objętości. W praktyce, właściwe zrozumienie obliczeń chemicznych ma kluczowe znaczenie w laboratoriach oraz w przemyśle chemicznym, gdzie błędy w proporcjach mogą prowadzić do niebezpiecznych sytuacji lub nieefektywności procesów produkcyjnych.