W miareczkowaniu kwasowo-zasadowym kluczowe jest powiązanie liczby moli reagujących substancji ze stężeniem molowym i objętością roztworu: n = c · V.
Najpierw zapisujemy równanie reakcji zobojętniania:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Z równania wynika stosunek stechiometryczny 1:1, czyli w punkcie równoważnikowym liczba moli kwasu jest równa liczbie moli zasady: n(HCl) = n(NaOH).
Krok 1: konwersja objętości. Wzór na liczbę moli wymaga, aby objętość była w dm3 (litry):
20 cm3 = 0,020 dm3
25 cm3 = 0,025 dm3
Krok 2: obliczenie moli zużytego HCl.
n(HCl) = 0,1020 mol/dm3 · 0,020 dm3 = 0,00204 mol
Krok 3: przeniesienie stechiometrii na NaOH.
Skoro reakcja zachodzi 1:1, to n(NaOH) = 0,00204 mol.
Krok 4: obliczenie stężenia NaOH.
c(NaOH) = n/V = 0,00204 mol / 0,025 dm3 = 0,0816 mol/dm3.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- Wartość 0,0510 mol/dm3 może wynikać z pomylenia objętości (np. użycia 40 cm3 zamiast 20 cm3 lub błędnego dzielenia).
- Wartość 0,0082 mol/dm3 jest typowa dla błędu jednostek (np. podstawienia cm3 bez zamiany na dm3 albo przesunięcia przecinka).
- Wartość 0,1275 mol/dm3 może pojawić się po błędnym przyjęciu innego stosunku stechiometrycznego lub po użyciu niewłaściwej objętości próbki.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj jednostki i wykonuj szybki test sensowności: skoro użyto mniejszej objętości HCl (20 cm3) niż NaOH (25 cm3), to stężenie NaOH powinno być mniejsze niż stężenie HCl, co zgadza się z 0,0816 < 0,1020.