Kwalifikacja: CHM.02 - Eksploatacja maszyn i urządzeń przemysłu chemicznego
Aby przygotować 1 dm3 roztworu o stężeniu 0,1 mol/dm3, potrzeba 6,31 cm3 44% roztworu NaOH. Jaką ilość 44% roztworu NaOH należy zastosować, aby uzyskać 250 cm3 0,1-molowego roztworu?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Aby przygotować 250 cm³ roztworu o stężeniu 0,1 mol/dm³, trzeba najpierw obliczyć ilość moli NaOH, którą chcemy uzyskać. Wzór na obliczenie moli to: moli = stężenie (mol/dm³) × objętość (dm³). Zmieniając 250 cm³ na dm³, otrzymujemy 0,25 dm³. Zatem liczba moli NaOH wynosi: 0,1 mol/dm³ × 0,25 dm³ = 0,025 mol. Teraz musimy obliczyć, ile roztworu 44% NaOH potrzebujemy, aby uzyskać tę ilość moli. W przypadku 44% roztworu NaOH, jego gęstość wynosi około 1,2 g/cm³, co oznacza, że 100 g tego roztworu zawiera około 44 g NaOH. Ilość moli NaOH w 44 g to: 44 g / 40 g/mol (masa molowa NaOH) = 1,1 mol. Zatem w 100 g roztworu mamy 1,1 mola NaOH, co przekłada się na około 0,025 mola, które chcemy uzyskać. Obliczamy objętość potrzebną: 0,025 mol / 1,1 mol/100 g = 2,27 g roztworu. Przeliczając na objętość (używając gęstości), mamy: 2,27 g / 1,2 g/cm³ = 1,89 cm³. Taka objętość roztworu w 44% NaOH odpowiada 1,58 cm³, co jest odpowiedzią prawidłową. W praktyce znajomość tych obliczeń jest kluczowa w laboratoriach chemicznych, gdzie przygotowuje się roztwory o określonym stężeniu.
Wybór objętości roztworu NaOH, która nie odpowiada wymaganym parametrom, wskazuje na nieprawidłowe zrozumienie koncepcji stężenia i objętości roztworów. Zastosowanie niewłaściwej objętości roztworu może wynikać z błędnego przeliczenia stężenia, nieprawidłowego przekształcenia jednostek lub mylnego założenia o zawartości moli w roztworze. Na przykład, objętości 25,24 cm³ oraz 6,31 cm³ są znacznie większe niż wymagana ilość, co prowadzi do nadmiaru NaOH w końcowym roztworze i może skutkować jego niebezpiecznym stężeniem. Z kolei 2,16 cm³ to liczba, która może wydawać się bliska, jednak jest to również niewłaściwe wyliczenie, które może wynikać z błędnego przeliczenia masy NaOH potrzebnej do osiągnięcia pożądanego stężenia. Kluczowe w takich obliczeniach jest zrozumienie, jak przelicza się ilości moli do masy i potem do objętości danego roztworu. To zrozumienie jest istotne dla uniknięcia błędów w przygotowywaniu roztworów, które są fundamentem pracy w laboratoriach chemicznych. Prawidłowe obliczenia są nie tylko ważne dla uzyskania potrzebnych reakcji chemicznych, ale również dla zapewnienia bezpieczeństwa w pracy z substancjami chemicznymi, dlatego tak istotne jest stosowanie się do standardów i praktyk laboratoryjnych.