Zadanie: sporządź $500$ centymetrów sześciennych wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu molowym $\mathrm{0,2}$ mola na decymetr sześcienny. Następnie, z takiego gotowego roztworu, przygotuj $300$ centymetrów sześciennych wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu molowym $\mathrm{0,05}$ mola na decymetr sześcienny.

Problem badawczy: W jaki sposób sporządzić roztwór o określonym stężeniu molowym?

Hipoteza: Możliwe jest sporządzenie roztworu o określonym stężeniu molowym.

Sprzęt laboratoryjny: waga – urządzenie do odmierzania masy substancji chemicznych; naczynko wagowe – $1$. – sprzęt laboratoryjny służący do dokładnego odważania substancji stałych; pipeta miarowa – wąska rurka do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy za pomocą ssawki; kolby miarowe $500$ centymetrów sześciennych, $300$ centymetrów sześciennych – szklane naczynia laboratoryjne stosowane do sporządzania roztworów mianowanych; lejek – sprzęt w kształcie stożka zakończonego rurką, służy do przelewania płynów, przesypywania proszków oraz do sączenia; cylinder miarowy – naczynie laboratoryjne przeznaczone do odmierzania określonej ilości cieczy; łyżeczka – długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu zakończony z jednej strony łyżeczką. Służy do nabierania sypkich substancji chemicznych.

Odczynniki chemiczne: wodorotlenek sodu, woda destylowana.

Przebieg eksperymentu: Odważono odpowiednią ilość wodorotlenku sodu. Dodano wodorotlenek sodu do kolby miarowej $500$ centymetrów sześciennych i uzupełniono wodą destylowaną do kreski miarowej. Z tak przygotowanego roztworu pobrano odpowiednią ilość i dodano do kolby miarowej 300 centymetrów sześciennych oraz uzupełniono wodą destylowaną do kreski.

Obliczenia:

$\text{I}$ roztwór

Korzystamy ze wzoru: $C_{\mathrm{m}}=\frac{n}{V_{\mathrm{r}}}$

$M_{\text{NaOH}}=40 \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

$C_{\mathrm{m}}=\mathrm{0,2} \frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}$

$V_{\mathrm{r}}=500 {\mathrm{cm}}^3=\mathrm{0,5} {\mathrm{dm}}^3$

$n=C_{\mathrm{m}}·V_{\mathrm{r}}=\mathrm{0,2} \frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}·\mathrm{0,5} {\mathrm{dm}}^3=\mathrm{0,1} \mathrm{mol}$

Korzystamy ze wzoru: $n=\frac{m}{M}$

$m=n·M=\mathrm{0,1} \mathrm{mol}·40 \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=4 \mathrm{g}$

Należy odważyć 4g wodorotlenku sodu.

$\text{II}$ roztwór

$C_{\mathrm{m}}=\mathrm{0,05} \frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}$

$V_{\mathrm{r}}=\mathrm{0,3} {\mathrm{dm}}^3$

$n=C_{\mathrm{m}}·V_{\mathrm{r}}=\mathrm{0,05} \frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}·\mathrm{0,3} {\mathrm{dm}}^3=\mathrm{0,015} \mathrm{mol}$

Z proporcji obliczamy objętość, jaką należy pobrać, aby przygotować roztwór o określonym stężeniu.

$500 {\mathrm{cm}}^3 — \mathrm{0,1} \mathrm{mol}$

$x — \mathrm{0,015} \mathrm{mol}$

$x=75 {\mathrm{cm}}^3$

Wyniki i wnioski: Aby przygotować $500$ centymetrów sześciennych roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu $\mathrm{0,2}$ mola na decymetr sześcienny, należy odważyć $4$ gramy wodorotlenku sodu, dodać do kolby miarowej ($500$ centymetrów sześciennych) i uzupełnić wodą do kreski. Następnie, aby z tak przygotowanego roztworu uzyskać roztwór o stężeniu $\mathrm{0,05}$ mola na decymetr sześcienny, należy pobrać $75$ centymetrów sześciennych i dodać do kolby miarowej ($300$ centymetrów sześciennych) oraz uzupełnić wodą destylowaną do kreski.