Zadanie rozwiążemy korzystając ze wzoru na stężenie procentowe:
Cp = (ms×100%)/mr
Gdzie:
Cp - stężenie procentowe, %
ms - masa substancji, g
mr - masa roztworu, g
Jednakże zanim będziemy w stanie obliczyć stężenie % naszego roztworu, potrzebujemy masy substancji oraz masy całego roztworu.
Nasz roztwór składa się z etanolu oraz wody. Etanol jest substancją rozpuszczoną, a masa wody i masa etanolu stanowią masę roztworu.
• Obliczanie masy cząsteczkowej etanolu
Etanol to alkohol o wzorze sumarycznym C2H5OH. Masa cząsteczkowa tego alkoholu jest sumą mas atomowych pierwiastków wchodzących w skład tego związku.
M(H)=1u
M(C)=12u
M(O)=16u
M(C2H5OH) = 2M(C) + 6M(H) + M(O)
M(C2H5OH) = 2×12u + 6×1u + 16u
M(C2H5OH) = 24u + 6u + 16u
M(C2H5OH) = 46u
Skoro jest to nasza substancja rozpuszczona, to:
M(C2H5OH) = ms
• Obliczanie masy cząsteczkowej wody
Masę cząsteczkową wody obliczymy tak samo, jak masę etanolu. Wzór sumaryczny wody: H2O
M(H)=1u
M(O)=16u
M(H2O) = 2M(H) + M(O)
M(H2O) = 2×1u + 16u
M(H2O) = 18u
• Obliczanie masy roztworu
Roztwór składa się z etanolu oraz wody wymieszanych w stosunku 1:3. Na jedną masę cząsteczkową alkoholu przypadają trzy masy cząsteczkowe wody ("Do masy wody = 3*masa cząsteczkowa wody").
mr = M(C2H5OH) + 3M(H2O)
mr = 46u + 3×18u
mr = 46u + 54u
mr = 100u
• Obliczanie stężenia % roztworu
Wypiszemy teraz dane. Masę substancji (ms) obliczyliśmy w pierwszym kroku, natomiast masę roztworu (mr) w poprzednim kroku.
Dane:
ms = 46u
mr = 100u
Podstawiamy dane pod wzór na stężenie procentowe:
Cp = (ms×100%)/mr
Cp = (46u×100%)/100u
Cp = 46%
Odp. Stężenie alkoholu w mieszaninie wynosi 46% (odp. C).