Kwalifikacja: CHM.06 - Organizacja i kontrolowanie procesów technologicznych w przemyśle chemicznym
Jakie stężenie roztworu NaCl uzyskuje się, mieszając 125 g roztworu NaCl o stężeniu 10% z 125 g roztworu NaCl o stężeniu 30%?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 250 g roztworu NaCl o stężeniu 20% jest poprawna, ponieważ w wyniku zmieszania dwóch roztworów o różnych stężeniach, można obliczyć nowe stężenie na podstawie masy i stężenia składników. Roztwór o stężeniu 10% zawiera 12,5 g NaCl (10% z 125 g), natomiast roztwór o stężeniu 30% zawiera 37,5 g NaCl (30% z 125 g). Po zmieszaniu otrzymujemy łącznie 250 g roztworu i 50 g NaCl (12,5 g + 37,5 g). Stężenie nowego roztworu obliczamy, dzieląc masę NaCl przez masę roztworu: 50 g NaCl / 250 g roztworu = 0,20, co odpowiada 20%. Takie obliczenia są typowe w chemii analitycznej i są kluczowe w praktycznych zastosowaniach, takich jak przygotowywanie roztworów w laboratoriach chemicznych i farmaceutycznych. Wiedza ta jest niezbędna do obliczania stężeń w różnych procesach, co ma istotne znaczenie w kontekście prowadzenia badań oraz w przemyśle, gdzie koncentracje substancji chemicznych muszą być dokładnie kontrolowane.
Wybór stężenia 15% jest niepoprawny, ponieważ wynika z niewłaściwego obliczenia stężenia nowego roztworu. Przy zmieszaniu dwóch roztworów o różnych stężeniach, nie wystarcza jedynie prostego uśrednienia stężeń, co może prowadzić do błędnych wyników. Z kolei odpowiedź wskazująca na 125 g roztworu o stężeniu 15% jest również błędna, ponieważ nie uwzględnia faktu, że całkowita masa roztworu po zmieszaniu wynosi 250 g, a nie 125 g. Typowe błędy myślowe obejmują mylenie masy roztworu z masą rozpuszczonej substancji oraz przyjmowanie, że stężenia można sumować bez uwzględnienia całkowitej masy. W przypadku wyboru stężenia 40% brakuje również podstawowego zrozumienia, że maksymalne stężenie roztworu nie może być większe niż stężenie najbogatszego roztworu, czyli 30%. Kluczowe jest zrozumienie, że stężenie w nowym roztworze oblicza się na podstawie masy roztworu i masy rozpuszczonej substancji, co jest niezbędne w chemii, farmacji czy technologii żywności, gdzie precyzyjne stężenia mają ogromne znaczenie dla procesu produkcyjnego i bezpieczeństwa.