To zadanie dotyczy rozcieńczania roztworu, czyli przygotowania roztworu o mniejszym stężeniu z roztworu bardziej stężonego, przy zachowaniu tej samej substancji (NaOH) i założeniu, że objętości są objętościami końcowymi po dopełnieniu do kreski w kolbie miarowej.
W takich obliczeniach korzysta się z zależności:
C1·V1 = C2·V2
gdzie C1 to stężenie roztworu wyjściowego, V1 to objętość roztworu wyjściowego pobrana pipetą, C2 to stężenie roztworu docelowego, a V2 to objętość roztworu docelowego w kolbie miarowej.
Najpierw trzeba ujednolicić jednostki objętości. Kolba ma 50 cm3, a stężenia podano w mol/dm3, więc wygodnie przeliczyć 50 cm3 na dm3:
50 cm3 = 50 mL = 0,05 dm3.
Podstawiamy dane: C1=0,2 mol/dm3, C2=0,02 mol/dm3, V2=0,05 dm3.
Obliczamy:
V1 = (C2·V2) / C1 = (0,02·0,05)/0,2 = 0,001/0,2 = 0,005 dm3.
Następnie wracamy do cm3 (mL): 0,005 dm3 = 5 cm3. Tyle roztworu 0,2 mol/dm3 należy odmierzyć pipetą i przenieść do kolby 50 cm3, a potem dopełnić wodą do kreski.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 2,5 cm3 oznaczałoby zbyt małą ilość NaOH, więc roztwór po rozcieńczeniu miałby stężenie mniejsze niż 0,02 mol/dm3 (np. przy pomyleniu proporcji lub nieuwzględnieniu przeliczenia jednostek).
- 10 cm3 to dwukrotnie za dużo, co dawałoby stężenie około 0,04 mol/dm3 (częsty błąd: liczenie na "intuicję" bez podstawienia do wzoru).
- 20 cm3 to czterokrotnie za dużo i prowadziłoby do znacznie wyższego stężenia (błąd skali, pominięcie faktu, że stężenie ma spaść 10 razy).
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy stężenie ma się zmienić np. 10-krotnie. Tu 0,2 → 0,02 to spadek 10×, więc pobrana objętość z roztworu wyjściowego powinna stanowić 1/10 objętości końcowej: 1/10 z 50 cm3 to właśnie 5 cm3.
