1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii
  3. Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 68.

Kategoria: Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Stężenia roztworów Typ: Oblicz

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.

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001, s. 225.

Oblicz przybliżone stężenie molowe roztworu C. Wynik zaokrąglij do dwóch miejsc po przecinku. Przyjmij, że objętość roztworu C jest sumą objętości roztworów A i B.

Rozwiązanie

Przykład poprawnej odpowiedzi

Dane:
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%
Szukane:
cm roztworu C

Rozwiązanie:
Obliczenie objętości (VA) i stężenia molowego (cmA) roztworu A
mA = mKOH + mwody
mA = 40 g + 160 g = 200 g

VA = mAdA ⇒ VA = 200 g1,1818 g ⋅ cm–3 = 169,2 cm3

cmA = nAVA   nKOH = mM ⇒ nKOH = 40 g56 g ⋅ mol−1 = 0,7143 mola

cmA = 0,7143 mola0,1692 dm3 = 4,22 mol · dm–3

Obliczenie stężenia molowego (cmC) roztworu C

0,169230,500 = 5,23 − cmccmc − 4,22 ⇒ cmc = 4,97 mol · dm–3

Odpowiedź: W czasie opisanego doświadczenia otrzymano roztwór C o stężeniu molowym cm = 4,97 mol · dm–3 .

Wskazówki

Aby poprawnie rozwiązać to zadanie, czyli obliczyć stężenie molowe roztworu C powstałego ze zmieszania roztworu A o znanym stężeniu procentowym, znanej masie i znanej gęstości z roztworem B o znanej objętości i gęstości oraz stężeniu procentowym, najpierw należy obliczyć stężenie molowe roztworu A. W tym celu obliczamy liczbę moli wodorotlenku i objętość roztworu A. Następnie dokonujemy przeliczenia stężenia procentowego na molowe w roztworze B. Należy zwrócić uwagę na wartość liczbową i jednostkę gęstości podczas przeliczania stężeń. Wartość ta jest 1000 razy większa niż podana w zadaniu, ponieważ dotyczy gęstości wyrażonej w g · dm–3. Stężenie molowe roztworu C wyliczyć można, korzystając z reguły mieszania roztworów lub metodą klasyczną. W poleceniu do zadania poproszono o obliczenie przybliżonego stężenia molowego. Wynika to z tego, że podczas mieszania 2 roztworów stężonych może zachodzić zjawisko kontrakcji objętości.