W rozdzielaczu znajduje się 10 dm3 zawiesiny masy włóknistej o koncentracji 1%. Oblicz, jaką ilość wody trzeba dodać, aby uzyskać stężenie 0,2%.
A. 40 dm3
B. 20 dm3
C. 30 dm3
D. 10 dm3
Aby obliczyć, ile wody należy dodać do 10 dm³ zawiesiny o stężeniu 1%, aby uzyskać stężenie 0,2%, najpierw musimy obliczyć ilość masy włóknistej w początkowej zawiesinie. Przy stężeniu 1% w 10 dm³ mamy 0,1 kg masy włóknistej (1% z 10 dm³). Następnie chcemy uzyskać zawiesinę o stężeniu 0,2%. Stężenie to oznacza, że 0,2% całkowitej masy zawiesiny powinno stanowić 0,1 kg masy włóknistej. Z równania: 0,1 kg = 0,002 * V, gdzie V to objętość całkowita, otrzymujemy V = 50 dm³. Skoro zaczynamy z 10 dm³, to potrzebujemy dodać 40 dm³ wody, aby uzyskać pożądaną objętość. Takie podejście jest standardem w obliczeniach dotyczących stężeń, a znajomość sposobu przeliczania stężeń i objętości jest niezbędna w praktyce chemicznej i przemyśle przetwórczym.
Wybór innej odpowiedzi niż 40 dm³ wody może wynikać z kilku błędów myślowych. Przede wszystkim, wiele osób może przyjąć, że wystarczy dodać pewną ilość wody bez przeprowadzenia obliczeń związanych z proporcjonalnością stężenia. Na przykład, przy wyborze 20 dm³, można sądzić, że podwajając objętość wody, zmniejszymy stężenie do oczekiwanego poziomu, co jest jednak błędne. Należy pamiętać, że przy dodaniu 20 dm³ otrzymamy 30 dm³ całkowitej objętości, co obniży stężenie tylko do około 0,33%, a nie 0,2%. Ponadto, przy wyborze 30 dm³, podobnie jak w poprzednim przypadku, objętość całkowita wyniesie 40 dm³, co wciąż nie osiągnie wymaganego stężenia. Kluczowe w takich obliczeniach jest zrozumienie, że stężenie procentowe jest miarą ilości substancji w jednostce objętości. Dlatego nie wystarczy jedynie dodawać określonej ilości wody, ale należy dokładnie obliczyć, jaka objętość jest potrzebna, aby osiągnąć pożądane stężenie. To podejście znajduje zastosowanie nie tylko w chemii, ale również w wielu procesach przemysłowych, gdzie precyzyjne stężenia są kluczowe dla jakości i bezpieczeństwa produktów.