W tym zadaniu kluczowe jest poprawne zrozumienie, co oznacza stężenie procentowe roztworu i zachowanie masy substancji rozpuszczonej podczas rozcieńczania. Mamy 100 g roztworu NaOH o stężeniu 30%. To znaczy, że 30% tej masy to czysty NaOH, a reszta to woda. Obliczamy więc masę NaOH: 0,30 × 100 g = 30 g NaOH. Ta ilość NaOH się nie zmienia przy rozcieńczaniu – dokładamy tylko wodę, nie dodajemy więcej zasady. Docelowo chcemy otrzymać 300 g roztworu o stężeniu 10%. Sprawdzamy, ile NaOH powinno być w takim roztworze: 0,10 × 300 g = 30 g NaOH. Widzimy, że ilość substancji rozpuszczonej już się zgadza – mamy dokładnie 30 g NaOH na początku i tyle samo potrzebujemy w roztworze końcowym. Brakuje nam tylko odpowiedniej ilości wody, żeby całkowita masa roztworu wzrosła do 300 g. Skoro startujemy ze 100 g roztworu, a chcemy mieć 300 g, to musimy dodać 300 g − 100 g = 200 g wody. To jest właśnie poprawna odpowiedź. W praktyce technologicznej takie obliczenia są codziennością, np. przy przygotowaniu ługów sodowych do mycia instalacji, roztworów do regulacji pH czy kąpieli myjących w przemyśle spożywczym. Standardem jest, że najpierw oblicza się masę substancji aktywnej (tu NaOH), a potem planuje się rozcieńczenie tak, by uzyskać wymagane stężenie robocze zgodne z kartą techniczną i instrukcją zakładową. Moim zdaniem warto zawsze kontrolnie sprawdzić: czy masa NaOH przed i po rozcieńczaniu jest taka sama i czy masa końcowa roztworu zgadza się z założeniem. To prosta, ale bardzo praktyczna dobra praktyka w obliczeniach technologicznych.
W tego typu zadaniach najczęstszy problem polega na tym, że ktoś skupia się tylko na zmianie stężenia procentowego, a zapomina o tym, że ilość substancji rozpuszczonej pozostaje stała. Rozcieńczając roztwór, nie zmieniamy masy NaOH, dokładamy tylko wodę i przez to zmniejszamy stężenie. Tu punktem wyjścia jest zawsze policzenie, ile gramów NaOH mamy na początku. W 100 g roztworu 30% oznacza 30 g NaOH i 70 g wody. Przy każdej poprawnej metodzie obliczeń ta wartość 30 g musi pojawić się jako stała, która się nie zmienia. Błędne odpowiedzi zwykle biorą się z intuicyjnego „zgadywania” typu: jak stężenie spada z 30% do 10%, to może wystarczy dodać trochę wody, np. 100 g, bo 10% to trzy razy mniej niż 30%. Tyle że to rozumowanie pomija całkowitą masę roztworu. Gdyby dodać tylko 100 g wody, mielibyśmy łącznie 200 g roztworu z 30 g NaOH, czyli stężenie wyniosłoby 30/200 = 15%, a nie 10%. Podobnie przy dodaniu 80 g wody powstaje 180 g roztworu, a stężenie to 30/180 ≈ 16,7%. Z kolei pomysł dodania 300 g wody kończy się nadmiernym rozcieńczeniem: mamy 400 g roztworu, a 30/400 = 7,5%. Widać, że każda z tych dróg prowadzi do stężenia niezgodnego z założeniem. Typowy błąd myślowy polega też na myleniu proporcji masy z proporcją stężeń, jakby 30% dało się „mechanicznie” podzielić na 10% przez samo dodanie takiej samej masy wody co roztworu startowego. W obliczeniach technologicznych, zgodnie z dobrą praktyką, trzeba zawsze jasno zapisać: masa substancji przed = masa substancji po, a następnie wyprowadzić równanie na masę końcową roztworu. Dopiero z tego wynika, ile wody należy dodać. Z mojego doświadczenia widać, że gdy ktoś zaczyna systematycznie od ilości substancji rozpuszczonej, takie zadania przestają być kłopotliwe, a w pracy w laboratorium czy na produkcji pozwala to unikać poważnych pomyłek przy przygotowywaniu roztworów roboczych.