- Jak przebiega rozcieńczanie?
- Rozumowanie teoretyczne
- Podanie
- Proces
- Szeregowe rozcieńczenie
- Przykłady rozcieńczeń
- Ćwiczenia
- Ćwiczenie 1
- Ćwiczenie 2
- Ćwiczenie 3
- Bibliografia
Rozcieńczania jest procesem, w którym stężenie roztworu, na ogół zmniejsza się po dodaniu rozcieńczalnika. Jednak rozcieńczenie może również nastąpić w procesie, który usuwa substancję rozpuszczoną z roztworu.
Ta ostatnia procedura, choć brzmi dziwnie, jest rutynową praktyką w kuchni podczas dodawania ziemniaka do bardzo słonego potrawy w celu usunięcia nadmiaru soli. Potrawa będzie mniej słona, ponieważ ziemniaki wchłaniają zawartość soli.
Gdy wodny roztwór fenoloftaleiny jest rozcieńczany, jej kolor zanika. Źródło: Pxhere.
Przeprowadzone lub ma zostać przeprowadzone rozcieńczenie wyraża się w następujący sposób: 1/5. Oznacza to, że w celu wykonania rozcieńczenia pobiera się pewną objętość stężonego roztworu i dodaje cztery objętości rozcieńczalnika; zwykle woda. W tym przypadku liczba 5 oznacza współczynnik rozcieńczenia.
Współczynnik rozcieńczenia jest ilorazem początkowego stężenia roztworu i końcowego stężenia rozcieńczonego roztworu. Podobnie, współczynnik rozcieńczenia jest ilorazem objętości rozcieńczonego roztworu i objętości stężonego roztworu pobranego do wykonania rozcieńczenia.
Jak przebiega rozcieńczanie?
Rozumowanie teoretyczne
Aby przygotować rozcieńczenie, pobiera się pewną objętość stężonego roztworu i przenosi do pojemnika, dodając rozcieńczalnik, aż do osiągnięcia objętości obliczonej dla rozcieńczonego roztworu.
Masa substancji rozpuszczonej pobrana ze stężonego roztworu w celu sporządzenia rozcieńczenia jest dokładnie równa masie substancji rozpuszczonej umieszczonej w pojemniku używanym do rozcieńczenia.
m ja = m f
Gdzie m i jest masą substancji rozpuszczonej w stężonym roztworze użytym do sporządzenia rozcieńczenia, a m f jest masą substancji rozpuszczonej w rozcieńczonym roztworze. Wiemy również, że:
m i = v i c i
m f = v f c f
Następnie podstawiając:
v i c i = v f c f
Przepisując równanie:
c i / c f = v f / v i
c i / c f to współczynnik rozcieńczenia (ile razy trzeba rozcieńczyć stężony roztwór). Jednak v f / v i liczy się również jako współczynnik rozcieńczenia.
Podanie
Jeśli chcesz przygotować rozcieńczenie, musisz wiedzieć, ile razy stężony roztwór należy rozcieńczyć, aby uzyskać pożądane stężenie rozcieńczonego roztworu (współczynnik rozcieńczenia). Aby to zrobić, podziel stężenie stężonego roztworu przez stężenie rozcieńczonego roztworu.
Ale: Jaką objętość stężonego roztworu należy pobrać, aby wykonać rozcieńczenie? Jeśli znana jest końcowa objętość rozcieńczonego roztworu (v f ) i współczynnik rozcieńczenia, łatwo jest określić objętość stężonego roztworu (v i ), niezbędną do wykonania żądanego rozcieńczenia:
v i = v f / FD
Proces
Objętość obliczonego stężonego roztworu (v i ) mierzy się za pomocą wyskalowanej pipety lub cylindra i wlewa do kolby miarowej. Następnie dodaje się rozcieńczalnik, aby osiągnąć pojemność kolby, która wskazuje objętość rozcieńczonego roztworu (v f ).
Szeregowe rozcieńczenie
Ten typ rozcieńczania jest często używany w analizie wolumetrycznej. W tym celu probówki są układane szeregowo i do każdej z nich dodaje się taką samą objętość wody dejonizowanej; na przykład 2 ml.
Rozcieńczenie surowicy 1/5 można przygotować oddzielnie. Następnie 2 ml rozcieńczenia surowicy dodaje się do pierwszej probówki zawierającej 2 ml wody. Probówkę należy odpowiednio wstrząsnąć i 2 ml tej mieszaniny przenieść do probówki 2.
Następnie probówkę 2 dobrze miesza się i 2 ml jej zawartości przenosi do probówki 3 i tak dalej, aż seria probówek zostanie zakończona. Konsekwencją tej procedury są probówki z rozcieńczeniami surowicy 1/10, 1/20, 1/40 …
Przykłady rozcieńczeń
Oto kilka przykładów rozcieńczenia:
-Rozcieńczyć 5 M roztwór NaCl w stosunku 1/10, aby uzyskać 0,5 M roztwór NaCl.
-Dodanie do farby wody lub innego rozcieńczalnika w celu zmniejszenia intensywności zabarwienia lub zmniejszenia jej lepkości.
-Dodatek mleka do kawy w celu zmniejszenia koncentracji kawy i nadania jej gładszego i słodszego smaku.
-Rozcieńczyć lemoniadę wodą, aby zmniejszyć jej kwasowość.
-Rozcieńczenie surowicy w celu miareczkowania dowolnego obecnego w niej przeciwciała.
Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Ile razy należy rozcieńczyć 0,5 M roztwór NaCl, aby uzyskać 1 litr 0,025 M roztworu i jaka będzie objętość 0,5 M roztworu NaCl potrzebna do przygotowania tego rozcieńczonego roztworu?
Zaczynamy od współczynnika rozcieńczenia:
FD = c i / c f
Mamy wszystkie dane:
c i = stężenie początkowe (0,5 M)
c f = końcowy koncentrat (0,025 M)
Dlatego obliczamy FD:
FD = 0,5 M / 0,025 M.
= 20
Roztwór 0,5 M NaCl należy rozcieńczyć 20 razy, aby uzyskać 0,025 M roztwór NaCl.
Mając tę wartość DF, możemy teraz obliczyć początkową objętość, jaką należy pobrać ze stężonego roztworu do tego rozcieńczenia:
FD = v f / v i
Izolujemy v i i rozwiązujemy:
v i = 1 l / 20
= 0,05 l
= 50 ml
Dlatego do przygotowania jednego litra 0,025 M roztworu NaCl potrzeba 50 ml 0,5 M roztworu NaCl.
Ćwiczenie 2
Ile ml odczynnika kwasu siarkowego (H 2 SO 4 ) o stężeniu 95% (m / m) i gęstości 1,84 g / ml potrzeba do przygotowania 250 ml roztworu kwasu siarkowego do 0,5 M? Masa cząsteczkowa kwasu siarkowego: 98 g / mol.
Pierwszym krokiem jest obliczenie molarności stężonego kwasu siarkowego:
m = v d
Wyznaczamy masę H 2 SO 4 odpowiadającą roztworowi o podanej gęstości:
m = 1000 ml 1,84 g / ml
= 1840 g
Ponieważ kwas siarkowy ma czystość 95%, jego rzeczywistą masę należy obliczyć:
m = 1840 g (95/100)
= 1748 g
Ponieważ założono litr 95% roztworu H 2 SO 4 , mole obecne w tych gramach bezpośrednio dadzą nam molarność:
M = (1,748 g / l) / (98 g / mol)
= 17,83
Wiemy, że masa rozcieńczonego H 2 SO 4 jest taka sama przed i po rozcieńczeniu:
m ja = m f
c i v i = c f v f
v i = c f · v f / c i
I rozwiązujemy dla v i :
v i = 0,5 M 250 ml / 17,83 M
= 7,010 ml
Następnie, aby przygotować 250 ml 0,5 M roztworu kwasu siarkowego, część wody umieszcza się w kolbie miarowej w celu uniknięcia rozpryskiwania, dodaje 7,010 ml stężonego kwasu siarkowego i uzupełnia wodą do 250 ml.
Ćwiczenie 3
Ile ml wody należy dodać do 50 ml 0,25 M roztworu chlorku wapnia (CaCl 2 ), aby przygotować 0,0125 M roztwór CaCl 2 ?
Ponownie, nie ma utraty masy CaCl 2 po rozcieńczeniu:
v i c i = v f c f
Wyodrębniamy i rozwiązujemy dla v f :
v f = v i c i / c f
= 50 ml 0,25 M / 0,0125 M
= 1000 ml
Objętość wody do dodania = v f - v i
1000 ml - 50 ml = 950 ml
Dlatego konieczne jest dodanie 950 ml wody do 50 ml do 0,5 M roztworu chlorku wapnia W ten sposób zostanie przygotowane 1000 ml 0,0125 M roztworu chlorku wapnia.
Bibliografia
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
- Wikipedia. (2020). Rozcieńczenie (równanie). Odzyskane z: en.wikipedia.org
- Jessie A. Key. (sf). Rozcieńczenia i stężenia. Odzyskany z: opentextbc.ca
- ChemTeam. (sf). Rozcieńczenie: definicja i obliczenia. Odzyskany z: chemteam.info
- David R. Caprette. (2012). Dokonywanie rozcieńczeń. Odzyskany z: ruf.rice.edu