Obliczenie masy odważki do sporządzenia roztworu przebiega w dwóch krokach: (1) wyznaczenie wymaganej liczby moli substancji w roztworze, (2) przeliczenie tej liczby moli na masę odważanej formy chemicznej (tu: hydratu).
Krok 1: liczba moli Na2CO3
Podane stężenie to 0,2 mol/dm3. Objętość 500 cm3 trzeba zamienić na dm3: 500 cm3=0,500 dm3. Następnie korzystamy z zależności:
n = c · V
n = 0,2 mol/dm3 · 0,5 dm3 = 0,1 mol. To oznacza, że w 500 cm3 roztworu ma znaleźć się 0,1 mola Na2CO3.
Krok 2: masa odważki hydratu
Pytanie dotyczy odważenia Na2CO3·10H2O. Jedna cząsteczka hydratu zawiera jeden "mol" Na2CO3 oraz 10 moli wody krystalizacyjnej, więc masa molowa hydratu jest większa niż bezwodnego węglanu sodu. Przybliżona masa molowa:
Na2CO3: 2·23 + 12 + 3·16 = 106 g/mol
10H2O: 10·18 = 180 g/mol
Razem: M ≈ 286 g/mol.
Teraz liczymy masę:
m = n · M
m = 0,1 mol · 286 g/mol = 28,6 g.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Wartość 21,2 g może wynikać z niepoprawnej masy molowej (np. błędnie policzona woda krystalizacyjna) albo z pomyłki w stężeniu/objętości.
- Wartość 10,6 g odpowiadałaby użyciu masy molowej bezwodnego Na2CO3 (0,1·106=10,6 g), czyli pominięciu faktu, że odważamy hydrat.
- Wartość 57,2 g jest w praktyce podwojeniem poprawnej masy i często wynika z błędu w objętości (np. przyjęcie 1 dm3 zamiast 0,5 dm3) lub błędnego przeliczenia jednostek.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy substancja jest bezwodna czy uwodniona (kropka i liczba H2O). To najczęstsza przyczyna różnic w wyniku.