W zadaniu podano: objętość roztworu 200 cm3, gęstość roztworu 1,203 g/cm3 oraz stężenie 10%. Taki zapis stężenia w zadaniach laboratoryjnych standardowo oznacza stężenie procentowe masowe (m/m), czyli: 10 g substancji w 100 g roztworu.
Krok 1: masa całego roztworu
Najpierw trzeba policzyć, ile waży 200 cm3 roztworu o podanej gęstości. Korzystamy ze wzoru m = ρ·V:
m(roztworu) = 1,203 g/cm3 · 200 cm3 = 240,6 g
Krok 2: masa substancji rozpuszczonej przy 10% (m/m)
Jeśli roztwór ma 10% (m/m), to masa substancji stanowi 10% masy roztworu:
m(substancji) = 0,10 · 240,6 g = 24,06 g
Zatem poprawna jest odpowiedź: 24,06 g.
Dlaczego pozostałe wartości nie pasują?
- 18,40 g – odpowiadałoby zbyt małej masie roztworu lub błędnemu użyciu innej gęstości; często wynika z pominięcia gęstości i "zgadywania" masy roztworu.
- 20,00 g – to typowy wynik, gdy ktoś błędnie przyjmie, że 200 cm3 roztworu ma masę 200 g (czyli zakłada gęstość 1 g/cm3), a następnie liczy 10% z 200 g.
- 26,04 g – to wynik zawyżony; może wynikać z pomylenia 10% z inną wartością procentową albo z błędnego przeliczenia masy roztworu (np. użycia innej objętości).
Wskazówka egzaminacyjna: przy zadaniach z procentem i gęstością zawsze licz w tej kolejności: (1) masa roztworu z ρ i V, (2) masa substancji jako % masy roztworu. To minimalizuje ryzyko pomylenia % (m/m) z % (m/V).