Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 67.
Zmieszano dwa roztwory wodne wodorotlenku potasu (roztwór A i roztwór B) i otrzymano roztwór C. Roztwór A o gęstości d = 1,1818 g · cm−3 otrzymano przez rozpuszczenie 40 g stałego KOH w 160 g wody. Roztwór B o gęstości 1,2210 g · cm−3 i stężeniu procentowym KOH 24% masowych miał objętość 500 cm3.
Oblicz stężenie procentowe (w procentach masowych) roztworu C. Wynik podaj w zaokrągleniu do jedności.
Rozwiązanie
Przykłady poprawnych odpowiedzi
masa roztworu A:
40 g KOH (s) + 160 g H2O
dA = 1,1818 g · cm−3
roztwór B:
V = 500 cm3
dB = 1,2210 g · cm−3
cpB = 24%
cp roztworu C
Rozwiązanie:
I sposób
Obliczenie cpA = mKOHmKOH + mwody ⋅ 100% = 40 g40 g + 160 g ⋅ 100% = 20%
Obliczenie masy roztworu B (mB):
dB = mBVB ⇒ mB = dB · VB
mB = 1,2210 g · cm–3 · 500 cm3 = 610,5 g
W celu obliczenia stężenia procentowego roztworu C (cp) powstałego przez zmieszanie roztworu A z roztworem B wykorzystano regułę mieszania roztworów:
Wstawiono dane i obliczone stężenie roztworu A do podanego zapisu i obliczono stężenie cpC:
200 g610,5 g = 24% - cpCcpC - 20% ⇒ cpC = 22,998% = 23%
II sposób
Obliczenie cpA = mKOHmKOH + mwody ⋅ 100% = 40 g40 g + 160 g ⋅ 100% = 20%
Obliczenie masy roztworu B (mB):
dB = mBVB ⇒ mB = dB · VB
mB = 1,2210 g · cm–3 · 500 cm3 = 610,5 g
Obliczenie stężenia procentowego roztworu C (cp) powstałego przez zmieszanie roztworu A z roztworem B:
cpC = (40 g + 0,24 ⋅ 610,5 g) ⋅ 100%200 g + 610,5 g = 23%
Odpowiedź: W czasie opisanego doświadczenia otrzymano roztwór C o stężeniu procentowym cp = 23%.
Wskazówki
Aby poprawnie rozwiązać to zadanie, czyli obliczyć stężenie procentowe (w procentach masowych) roztworu C powstałego ze zmieszania roztworu A z roztworem B, należy obliczyć stężenie procentowe roztworu A. Masa roztworu A to suma masy stałego KOH oraz masy wody, w której rozpuszczono wodorotlenek potasu. Znając objętość oraz gęstość roztworu B, obliczamy jego masę. W następnym etapie możliwe są 2 sposoby obliczenia stężenia procentowego. W rozwiązaniu I korzystamy z reguły mieszania roztworów i obliczamy stężenie roztworu C. Wynik zaokrąglamy do jedności zgodnie z poleceniem do zadania. W rozwiązaniu II korzystamy ze wzoru na stężenie procentowe i obliczamy stosunek sumy masy stałego KOH w roztworach A i B i masy sumarycznej obu roztworów A i B, wyrażając go w procentach.
