Aby obliczyć, ile gramów substancji stałej potrzeba do przygotowania roztworu o zadanym stężeniu molowym, łączymy dwie podstawowe zależności:
- Stężenie molowe: c = n/V, czyli równoważnie n = c·V, gdzie c jest w mol/L (mol/dm3), a V w litrach.
- Zależność masy od liczby moli: m = n·M, gdzie M to masa molowa w g/mol.
Krok 1: konwersja objętości. Podano 500 ml, a we wzorze na molarność objętość musi być w litrach: 500 ml = 0,5 L.
Krok 2: obliczenie liczby moli. Dla c = 0,2 mol/L oraz V = 0,5 L: n = 0,2 · 0,5 = 0,1 mol.
Krok 3: obliczenie masy substancji. Masa molowa wynosi 40 g/mol, więc: m = 0,1 mol · 40 g/mol = 4 g. Oznacza to, że do sporządzenia 500 ml roztworu 0,2 M należy odważyć 4 g substancji i dopełnić rozpuszczalnikiem do objętości 0,500 L.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "8 g" zwykle wynika z pominięcia czynnika 0,5 L lub błędnego założenia, że objętość wynosi 1 L.
- "16 g" może być skutkiem podwójnego błędu: niewłaściwej konwersji ml↔L albo pomylenia działań (np. mnożenia przez 2 i przez 40 bez kontroli jednostek).
- "20 g" często pojawia się, gdy ktoś błędnie traktuje 0,2 M jako 0,2 mola w 100 ml lub wykonuje obliczenie jak dla innej objętości/stężenia.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zapisuj jednostki przy każdym kroku. Jeśli po obliczeniu liczby moli masz wynik w "mol", a po pomnożeniu przez g/mol dostajesz "g", to znak, że tok rozumowania jest spójny jednostkowo.