Roztwór nasycony oznacza, że w danej temperaturze w określonej ilości wody rozpuściła się maksymalna możliwa ilość substancji. Krzywa rozpuszczalności pokazuje, jak ta maksymalna ilość (np. w g substancji na 100 g wody) zmienia się wraz z temperaturą.
W zadaniu przygotowano cztery roztwory nasycone w temperaturach 20°C, 40°C, 60°C i 80°C, przy czym w każdym znajduje się 100 g sacharozy. Aby ustalić, który roztwór zawiera najmniej wody, trzeba porównać, w jakiej temperaturze sacharoza jest najbardziej rozpuszczalna. Im większa rozpuszczalność, tym mniejsza masa wody jest potrzebna, aby rozpuścić tę samą masę sacharozy.
Dla większości substancji stałych (w tym sacharozy) rozpuszczalność w wodzie rośnie wraz z temperaturą. Zatem przy 80°C w 100 g wody może rozpuścić się więcej sacharozy niż przy 60°C, 40°C czy 20°C. Skoro potrzebujemy zmieścić w roztworze dokładnie 100 g sacharozy i roztwór ma być nasycony, to najmniej wody wystarczy właśnie w temperaturze, w której rozpuszczalność jest największa, czyli 80°C.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- 20°C – niższa temperatura oznacza niższą rozpuszczalność, więc do uzyskania roztworu nasyconego z 100 g sacharozy potrzeba więcej wody (roztwór jest "rzadszy" pod względem udziału wody w mieszaninie).
- 40°C – rozpuszczalność jest większa niż w 20°C, ale nadal mniejsza niż w 60°C i 80°C, więc ilość potrzebnej wody nie będzie najmniejsza.
- 60°C – sytuacja pośrednia: mniej wody niż przy 40°C i 20°C, ale więcej niż przy 80°C.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w pytaniu jest "w każdym roztworze ta sama masa substancji", to zwykle porównujesz odwrotność tego, co intuicyjnie się nasuwa: większa rozpuszczalność → mniej rozpuszczalnika dla tej samej masy substancji.
