Ile zużyto środka pianotwórczego do wytworzenia wodnego roztworu środka pianotwórczego o stężeniu 5%, jeżeli wykorzystano 3 990 cm3 wody?
A. 210 cm3
B. 200 cm3
C. 400 cm3
D. 420 cm3
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2018 (arkusz Z.23-X-18.05).
W tym zadaniu najważniejsze jest rozumienie, do czego odnosi się stężenie 5%. Przy roztworach pianotwórczych 5% oznacza, że środek pianotwórczy stanowi 5% całej objętości gotowego wodnego roztworu, a nie 5% samej wody. Jeśli oznaczymy ilość środka pianotwórczego jako x, to całkowita objętość roztworu wynosi 3 990 cm³ + x. Układamy więc zależność: $x/(3990+x)=0{,}05$. Po przekształceniu wychodzi x = 210 cm³, czyli całego roztworu będzie 4 200 cm³. Sprawdzenie jest proste: 5% z 4 200 cm³ to właśnie 210 cm³, a pozostałe 95% to 3 990 cm³ wody. W praktyce pożarniczej ma to duże znaczenie, bo zbyt mała ilość koncentratu może pogorszyć jakość piany, jej trwałość i zdolność odcinania par palnych. Z kolei za duże stężenie to niepotrzebne zużycie środka i czasem gorsze parametry podawania. Moim zdaniem takie zadania dobrze uczą myślenia roboczego przy dozownikach i mieszaczach, gdzie trzeba pilnować proporcji zgodnie z zaleceniami producenta środka pianotwórczego oraz dobrą praktyką działań gaśniczych.
W tym pytaniu łatwo wpaść w pułapkę, bo intuicyjnie wiele osób liczy 5% bezpośrednio od podanej ilości wody. Wtedy wychodzi około 199,5 cm³, czyli po zaokrągleniu 200 cm³. Taki wynik wygląda rozsądnie, ale jest technicznie niepoprawny, bo stężenie roztworu odnosi się do objętości mieszaniny końcowej, a nie tylko do objętości składnika bazowego. W roztworze 5% środek pianotwórczy ma stanowić 5% całości, natomiast woda 95% całości. Skoro 3 990 cm³ to część wodna, czyli 95% gotowego roztworu, to całość wynosi 4 200 cm³, a koncentratu musi być 210 cm³. Wyniki 400 cm³ i 420 cm³ zwykle biorą się z pomylenia procentów albo z liczenia jakby chodziło o 10% całej mieszaniny czy prostą proporcję bez kontroli, co jest składnikiem, a co roztworem. W praktyce przy środkach pianotwórczych taka pomyłka nie jest tylko matematyczna. Może oznaczać źle ustawiony dozownik, zbyt bogatą albo zbyt ubogą mieszaninę, a to wpływa na spienienie, rozpływność piany, czas wykraplania i skuteczność zabezpieczenia powierzchni cieczy palnej. Z mojego doświadczenia najlepiej najpierw zapisać, co jest 95%, a co 5%, bo wtedy rachunek sam się prostuje i nie miesza się wody z gotowym roztworem.