تركيز السائل الحمضي: التحديات والحلول

الكمية المطلوبة من الماء لتركيز 27 لترًا من السائل الحمضي بتركيز 40٪ إلى سائل حمضي بتركيز 60٪ يمكن حسابها باستخدام النسب الكتلية والكميات النهائية والأولية. لنقم بتحليل هذه المسألة بالتفصيل.

لنعتبر x كمية الماء التي يجب إضافتها (باللتر)، وبناءً على ذلك، سيكون الحجم النهائي للسائل (27 + x) لترًا. يمكننا كتابة معادلة لتوازن الكميات الحمضية في السائل بناءً على نسب الكتلة.

كمية الحمض الأولية = كمية الحمض النهائية
(كمية الحمض في السائل الأولي) = (كمية الحمض في السائل النهائي)

(27 لتر × 40٪) = (27 + x لتر × 60٪)

الآن دعنا نقوم بحساب القيم:

(0.4 × 27) = (0.6 × (27 + x))

10.8 = 16.2 + 0.6x

ثم نقوم بطرح 16.2 من الطرفين:

0.6x = -5.4

الآن نقوم بقسمة كل طرف على 0.6 لحساب قيمة x:

x = -5.4 ÷ 0.6

الناتج هو:

x = -9

نعتبر القيمة السالبة غير منطقية في هذا السياق، لأنه لا يمكن أن تكون كمية الماء سالبة. لذا، يكون الحل غير واقعي في هذه الحالة. يشير هذا الناتج إلى أنه من غير الممكن تحقيق تركيز 60٪ من الحمض باستخدام 27 لترًا من السائل الحمضي بتركيز 40٪.

لحل هذه المسألة، سنستخدم قاعدة الحفاظ على الكتلة وقاعدة الحفاظ على الكمية. سنستخدم أيضًا النسب الكتلية لتحديد كمية المادة (الحمض) في كل سائل. لنركز على الكميات النهائية والأولية للحمض في السائل.

للبداية، نعلم أن الكمية الكلية للحمض في السائل الأولي تساوي الكمية الكلية في السائل النهائي. وهي تحتفظ بالكمية:

$\text{كمية الحمض الأولية} = \text{كمية الحمض النهائية}$

نستخدم النسب الكتلية لتحديد كمية الحمض في السائل الأولي والنهائي:

$\text{كمية الحمض} = \text{النسبة الكتلية} \times \text{الحجم}$

للسائل الأولي:

$\text{كمية الحمض في السائل الأولي} = 0.4 \times 27$ (40٪ من 27 لتر)

للسائل النهائي:

$\text{كمية الحمض في السائل النهائي} = 0.6 \times (27 + x)$ (60٪ من الحجم النهائي الذي يتكون من 27 لترًا و x لتر من الماء)

بتعويض هذه القيم في المعادلة الأولى:

$0.4 \times 27 = 0.6 \times (27 + x)$

الآن، نقوم بحساب هذه المعادلة للحصول على قيمة x.

بعد الحسابات، سنحصل على:

$x = \frac{-5.4}{0.6}$

$x = -9$

الناتج هو قيمة سالبة، وهو يشير إلى أن الحل غير واقعي في هذا السياق. لا يمكن أن يكون لدينا كمية ماء سالبة. يعني ذلك أنه من غير الممكن تحقيق تركيز 60٪ من الحمض باستخدام 27 لترًا من السائل الحمضي بتركيز 40٪.