500 cm3 0.1 mol/dm3 koncentrációjú sósav oldat készítéséhez hány cm3 koncentrált sósavat (36.23 tömeg%-os, 1.18 g/cm3 sűrűségű) kell hígítani?

Ilyen feladatokban nem baj, hanem látjuk előre, hogy hogyan jutunk el a megoldásig, elég, ha elindulunk arra, amerre tudunk, és a kapott részeredmények majd továbbvezetnek bennünket. Itt például a térfogat és a koncentráció összeszorzásával megkapjuk az oldott anyag anyagmennyiségét. (Természetesen a szorzás előtt a mértékegységeket megfelelően át kell váltani, hogy egymással kompatibilisek legyenek.):

V=500 cm^3 = 0,5 dm^3 Ugye tudjuk, hogy a mérőszám és a mértékegység között fordított arányosság van, tehát ha növelem a mértékegységet, akkor a mérőszámot csökkentenem kell, ha pedig csökkenteném a mértékegységet, akkor a mérőszámot kellene növelnem. És a dm és a cm között csak 10 a váltószám, de ezt a 10-et is a 3-adik hatványra kell emelni, és akkor az már 1000, mert 10*10*10=1000. És mivel a mértékegység az 1000-szeresére nő, ezért a mérőszámot osztani kell 1000-rel.

Most már elvégezhető a szorzás:

n=c*V=0,1 mol/dm^3 * 0,5 dm^3 = 0,05 mol.

Mivel hígításnál csak az oldószer (ami itt ugye a víz) mennyisége változik, ezért akkora térfogatú töményebb sósavból (hidrogén-klorid oldatból) kell kiindulni, ami ugyanennyi oldott anyagot (HCl-t) tartalmaz, és ehhez kell annyi vizet adni, hogy a térfogata a végén 0,5 dm^3 legyen.

Vagyis azt kell tehát kiszámolnunk, hogy mekkora térfogatú 36.23 tömeg%-os sósavban van 0,05 mol tiszta hidrogén-klorid (oldott anyag).

Mivel tömeg%-ról van szó, ezért ki kell számolni a 0,05 mol oldott anyag tömegét:

m=n*M=0,05 mol * 36,5 g/mol = 1,825 g. Ehhez ugye tudni kell a HCl moláris tömegét (ami 36,5 g/mol), de ezt össze tudjuk rakni a képlete és a periódusos rendszer alapján, mert a klóré 35,5 a hidrogéné meg 1, és a kettőt csak össze kell adni.

Most azt kell kiszámolni, hogy mekkora annak az oldatnak a tömeg, amely 36,23 tömeg%-os, és 1,825 g HCl-t tartalmaz.

m(oldat tömege)=m(oldott anyag tömege) / (tömeg%/100%) = 1,825 g / 0,3623 = 5,04 g

És most hogy már tudjuk az oldat tömegét, és meg van adva a sűrűsége, így ebből már a térfogatát is ki tudjuk számolni:

V=m/ró=5,04 g / 1,18 g/cm^3 = 4,27 cm^3.

Vagyis a válasz a feladat kérdésére ez, hogy tehát 4,27 cm^3 (36.23 tömeg%-os, 1.18 g/cm3 sűrűségű) sósavat kell hígítani.

Ez nagyon kicsi térfogatnak tűnik, de mivel ez nagyon tömény, a hígított pedig nagyon híg, ezért több mint a 100-szorosára kell növelni a térfogatát.

Ezt már nem kérdezni a feladat, viszont jó, ha tudod, hogy hígítás során térfogatváltozás (általában csökkenés) következik be, tehát nem biztos, hogy pontosan 500-4,27=495,73 cm^3 vizet kell hozzákeverni, hanem valószínűleg ennél valamivel többet kell, mert a hígulás során térfogatváltozás történhet. Ezt a gyakorlatban úgy kell kivitelezni, hogy a mérőhengerben folyamatos kevergetés közben kell ellenőrizni a térfogatot, és pontosan 500 cm^3-re kell beállítani. És ekkor nem is fontos az, hogy pontosan mennyi vizet adtunk hozzá, mert a koncentráció csak az oldott anyag mennyiségétől, és a végtérfogattól függ.

Tehát a térfogatokat nem szabad összeadni, a tömegeket, anyagmennyiségeket viszont igen.

Remélem érthető voltam, és hasznos volt a válaszom, és kapok zöld kezet. :)