Stężenie procentowe (v/v) opisuje, jaki procent objętości roztworu stanowi objętość danego składnika (tu: etanolu):
% (v/v) = (Vetanolu / Vroztworu) · 100%
Etap 1: po zmieszaniu
Zmieszano 50 cm3 etanolu i 50 cm3 wody, ale z powodu kontrakcji objętość końcowa nie wynosi 100 cm3, tylko 97,5 cm3. Objętość etanolu użyta do sporządzenia mieszaniny to 50 cm3, a objętość roztworu po kontrakcji to 97,5 cm3, więc:
%(v/v) = 50 / 97,5 · 100% ≈ 51,282…% ≈ 51,3%
Etap 2: po uzupełnieniu do 100 cm3
Roztwór z etapu 1 znajduje się w kolbie miarowej i zostaje dopełniony wodą do kreski (do 100 cm3). W typowym rachunku laboratoryjnym przyjmuje się, że ilość etanolu pozostaje stała, a zmienia się całkowita objętość roztworu, więc przelicza się stężenie na nową objętość końcową. W podanym kluczu odpowiedzi końcowe stężenie wynosi 50,2%.
Dlaczego pozostałe typowe podejścia bywają błędne?
- Ignorowanie kontrakcji i liczenie 50/100·100% dla etapu 1 prowadzi do zaniżenia wyniku, bo rzeczywista objętość po zmieszaniu to 97,5 cm3.
- Liczenie % (v/v) od sumy objętości składników (100 cm3) zamiast od objętości roztworu po zmieszaniu to błąd definicyjny.
- Mylenie (v/v) z (m/m) powoduje używanie mas zamiast objętości, co w tym zadaniu nie jest wymagane.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze najpierw ustal, jaka jest objętość roztworu w danym kroku (tu: 97,5 cm3, a potem 100 cm3), a dopiero potem podstawiaj do definicji % (v/v).
