Oblicz Stężenie Procentowe Roztworu Powstałego Przez Rozpuszczenie 20g

Dzień dobry, klaso! Widzę, że mamy kilka pytań dotyczących obliczania stężenia procentowego roztworów. Skupmy się dziś na przykładzie, gdzie rozpuszczamy 20g substancji. Omówimy szczegółowo wszystkie kroki, abyście doskonale zrozumieli tę koncepcję.

Zacznijmy od definicji stężenia procentowego (Cp). Stężenie procentowe roztworu to liczba gramów substancji rozpuszczonej w 100 gramach roztworu. Matematycznie wyraża się to wzorem:

Cp = (masa substancji / masa roztworu) * 100%

Kluczowe jest tutaj zrozumienie, czym jest masa roztworu. Masa roztworu to suma masy substancji rozpuszczonej i masy rozpuszczalnika. Zatem:

masa roztworu = masa substancji + masa rozpuszczalnika

Rozważmy teraz konkretny przypadek. Mamy 20g substancji, powiedzmy chlorku sodu (NaCl), który rozpuszczamy w pewnej ilości wody (H2O). Aby obliczyć stężenie procentowe, potrzebujemy znać masę roztworu. Ale zaraz, nie mamy podanej masy wody! Załóżmy więc na początek, że rozpuściliśmy te 20g NaCl w 80g wody. Wtedy:

masa substancji (NaCl) = 20g masa rozpuszczalnika (H2O) = 80g

masa roztworu = 20g + 80g = 100g

Teraz możemy obliczyć stężenie procentowe:

Cp = (20g / 100g) * 100% = 20%

W tym konkretnym przypadku, stężenie procentowe roztworu wynosi 20%. Oznacza to, że w każdych 100 gramach tego roztworu znajduje się 20 gramów chlorku sodu.

Jednakże, bardzo ważne jest, abyście zawsze uważali na treść zadania. Często zadania są sformułowane w inny sposób, na przykład: "Oblicz stężenie procentowe roztworu powstałego przez rozpuszczenie 20g substancji w dostatecznej ilości wody, aby otrzymać 200g roztworu." W takim przypadku, masa roztworu jest już podana, więc:

masa substancji = 20g masa roztworu = 200g

Cp = (20g / 200g) * 100% = 10%

Zauważcie, jak bardzo zmienia się wynik w zależności od tego, co jest podane w zadaniu! W drugim przypadku stężenie procentowe wynosi 10%.

Co, jeśli w zadaniu podano tylko gęstość roztworu i objętość? Załóżmy, że mamy roztwór o objętości 250 cm³ i gęstości 1,08 g/cm³. Nadal rozpuszczamy 20g substancji.

Najpierw musimy obliczyć masę roztworu, korzystając ze wzoru:

masa = gęstość * objętość

masa roztworu = 1,08 g/cm³ * 250 cm³ = 270g

Teraz możemy obliczyć stężenie procentowe:

Cp = (20g / 270g) * 100% ≈ 7,41%

Jak widzicie, w każdym przypadku kluczowe jest dokładne zrozumienie, co jest podane w zadaniu i co musimy obliczyć. Zawsze zwracajcie uwagę na jednostki i upewnijcie się, że są one spójne. Jeśli mamy objętość w cm³ i gęstość w g/cm³, to wynikowa masa będzie w gramach.

Złożone Przykłady i Pułapki

Idźmy dalej i rozważmy bardziej złożony przykład. Załóżmy, że mamy roztwór o stężeniu 15% i masie 300g. Dodajemy do niego 10g substancji. Jakie będzie nowe stężenie procentowe?

Najpierw obliczamy masę substancji w początkowym roztworze:

masa substancji (początkowa) = (15% / 100%) * 300g = 45g

Następnie dodajemy 10g substancji, więc nowa masa substancji wynosi:

masa substancji (nowa) = 45g + 10g = 55g

Dodajemy tylko substancję, więc masa roztworu również wzrasta o 10g:

masa roztworu (nowa) = 300g + 10g = 310g

Teraz możemy obliczyć nowe stężenie procentowe:

Cp (nowe) = (55g / 310g) * 100% ≈ 17,74%

Widzicie, że dodanie substancji nie tylko zwiększa masę substancji, ale także masę całego roztworu!

Kolejna pułapka, na którą musicie uważać, to zadania, w których podawane są masy hydratów. Hydraty to związki chemiczne, które zawierają w swojej strukturze cząsteczki wody. Na przykład, siarczan miedzi(II) pięciowodny (CuSO₄·5H₂O). Jeśli w zadaniu mamy, że rozpuszczamy 24,97g CuSO₄·5H₂O, to musimy najpierw obliczyć, ile to jest czystego CuSO₄, a ile wody.

Masa molowa CuSO₄ = 63,5 + 32 + 416 = 159,5 g/mol Masa molowa H₂O = 21 + 16 = 18 g/mol Masa molowa CuSO₄·5H₂O = 159,5 + 5*18 = 249,5 g/mol

Udział masowy CuSO₄ w CuSO₄·5H₂O = 159,5 / 249,5 ≈ 0,639 Udział masowy H₂O w CuSO₄·5H₂O = (5*18) / 249,5 ≈ 0,361

Masa CuSO₄ w 24,97g CuSO₄·5H₂O = 0,639 * 24,97g ≈ 15,96g Masa H₂O w 24,97g CuSO₄·5H₂O = 0,361 * 24,97g ≈ 9,01g

Teraz, jeśli rozpuścimy te 24,97g CuSO₄·5H₂O w, powiedzmy, 100g wody, to masa roztworu będzie wynosić:

masa roztworu = 100g + 24,97g = 124,97g

A masa substancji (czystego CuSO₄) wynosi 15,96g. Zatem stężenie procentowe wynosi:

Cp = (15,96g / 124,97g) * 100% ≈ 12,77%

Pamiętajcie, aby zawsze uwzględniać wodę pochodzącą z hydratu w masie roztworu! To bardzo częsty błąd.

Mam nadzieję, że teraz rozumiecie, jak obliczać stężenie procentowe roztworów w różnych sytuacjach. Kluczem do sukcesu jest dokładne czytanie treści zadania, identyfikowanie danych i stosowanie odpowiednich wzorów. Pamiętajcie o uwzględnianiu masy rozpuszczalnika, zwłaszcza wody pochodzącej z hydratów. Ćwiczcie rozwiązywanie różnych zadań, a stężenie procentowe nie będzie miało przed wami żadnych tajemnic! Powodzenia!