Stężenie molowe (molarność) to liczba moli substancji w 1 dm3 roztworu. W zadaniu podano stężenie procentowe 96% oraz gęstość 1,84 g/cm3, więc najpierw trzeba przejść z danych masowych na liczbę moli w objętości 1 dm3.
Krok 1: masa 1 dm3 roztworu
1 dm3 = 1000 cm3. Jeśli gęstość wynosi 1,84 g/cm3, to masa 1000 cm3 roztworu wynosi:
m(roztworu) = 1,84 g/cm3 · 1000 cm3 = 1840 g.
Krok 2: masa czystego H2SO4 w tej objętości
Stężenie 96% (m/m) oznacza, że w 100 g roztworu jest 96 g substancji rozpuszczonej. Zatem w 1840 g roztworu masa kwasu to:
m(H2SO4) = 0,96 · 1840 g = 1766,4 g.
Krok 3: przeliczenie masy na mole
Masa molowa H2SO4 wynosi 98 g/mol (2·1 + 32 + 4·16). Liczba moli w 1 dm3 roztworu to:
n = 1766,4 g / 98 g/mol ≈ 18,02 mol.
Wniosek
W 1 dm3 badanego roztworu jest około 18,02 mola H2SO4, więc stężenie molowe wynosi 18,02 mol/dm3.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?
- "18,02 mol/cm3" ma błędną jednostkę: mol/cm3 oznaczałoby wartość 1000 razy większą niż mol/dm3, co jest nielogiczne dla typowo podawanej molarności.
- "1,80 mol/dm3" jest zaniżone o rząd wielkości; zwykle wynika to z pomylenia przeliczenia cm3→dm3 albo z użycia 1,84 g/dm3 zamiast 1,84 g/cm3.
- "0,18 mol/dm3" jest jeszcze bardziej zaniżone i najczęściej pojawia się po błędnym potraktowaniu 96% jako 0,096 lub po wielokrotnym błędzie jednostek.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze wykonuj "kontrolę sensowności" wyniku. Roztwór 96% o dużej gęstości powinien dać dużą molarność (kilkanaście mol/dm3), a nie ułamki mola.
