WSPÓŁCZYNNIK ROZCIEŃCZENIA: Z CZEGO SIĘ SKŁADA, JAK TO ZDOBYĆ, PRZYKŁADY - CHEMIA - 2025

Współczynnik rozcieńczenia (DF) to liczba wskazująca, ile razy roztwór należy rozcieńczyć, aby uzyskać niższe stężenie. Roztwór może mieć rozpuszczoną substancję stałą, płynną lub gazową. Dlatego jego stężenie zależy od liczby cząstek substancji rozpuszczonej i całkowitej objętości V.

W chemii stosuje się wiele określeń stężenia: m.in. procent, molowy (M), normalny (N). Każdy z nich zależy od określonej ilości substancji rozpuszczonej; od gramów, kilogramów lub moli do ekwiwalentów. Jednak przy zmniejszaniu takich stężeń DF ma zastosowanie do wszystkich tych wyrażeń.

Źródło: przez: Nie podano autora do odczytu maszynowego. Zakłada się Leridant ~ commonswiki (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich). , za pośrednictwem Wikimedia Commons

Przykład kolejnego rozcieńczania grenadyny pokazano na powyższym obrazku. Zwróć uwagę, że od lewej do prawej kolor czerwony staje się jaśniejszy; co jest równe niższemu stężeniu grenadyny.

Współczynnik rozcieńczenia pozwala określić, jak rozcieńczona jest ostatnia szklanka w porównaniu z pierwszą. Zatem zamiast prostych właściwości organoleptycznych, w przypadku FD doświadczenie można powtórzyć z tej samej butelki grenadyny (roztwór podstawowy); aby w ten sposób zapewnić, że stężenia nowych naczyń są równe.

Stężenie grenadyny można wyrazić w dowolnej jednostce; jednakże objętość naczyń jest stała i dla ułatwienia obliczeń używa się po prostu objętości grenadyny rozpuszczonej w wodzie. Suma tych wartości będzie równa V: całkowitej objętości cieczy w szkle.

Podobnie jak w przypadku grenadyny w przykładzie, dzieje się to w laboratorium z każdym innym odczynnikiem. Przygotowuje się stężone roztwory podstawowe, z których pobiera się podwielokrotności i rozcieńcza, aby uzyskać bardziej rozcieńczone roztwory. W ten sposób stara się zmniejszyć ryzyko w laboratorium i straty odczynników.

Jaki jest współczynnik rozcieńczenia?

Roztwór

Rozcieńczanie to procedura, która pozwala na zmniejszenie stężenia roztworu lub jego gęstości. Działanie polegające na zmniejszeniu intensywności koloru w roztworze środka barwiącego można również uznać za rozcieńczenie.

Aby skutecznie rozcieńczyć roztwór do określonego stężenia, pierwszą rzeczą do zrobienia jest wiedzieć, ile razy stężenie roztworu podstawowego jest większe niż stężenie rozcieńczonego roztworu.

W ten sposób wiadomo, ile razy roztwór początkowy należy rozcieńczyć, aby uzyskać roztwór o pożądanym stężeniu. Liczba razy nazywana jest współczynnikiem rozcieńczenia. I na tym składa się z bezwymiarowej frakcji, która wskazuje na rozcieńczenie.

Czynniki

Często spotyka się rozcieńczenie wyrażone na przykład w następujący sposób: 1/5, 1/10, 1/100 itd. Co to znaczy? Wskazuje po prostu, że aby otrzymać roztwór o pożądanym stężeniu, roztwór podstawowy należy rozcieńczyć tyle razy, ile wskazuje mianownik określonej frakcji.

Jeśli, na przykład, stosuje się rozcieńczenie 1/5, roztwór początkowy należy rozcieńczyć 5 razy, aby uzyskać roztwór o takim stężeniu. Dlatego liczba 5 jest współczynnikiem rozcieńczenia. Przekłada się to następująco: roztwór 1/5 jest pięć razy bardziej rozcieńczony niż matka.

Jak przygotować takie rozwiązanie? Jeśli pobiera się 1 ml roztworu podstawowego, objętość tę należy zwiększyć pięciokrotnie, tak aby stężenie substancji rozpuszczonej rozcieńczyć o współczynnik 1/5. Jeśli więc ma być rozcieńczony wodą (jak w przykładzie z grenadyną), do 1 ml tego roztworu należy dodać 4 ml wody (1 + 4 = 5 ml końcowej objętości V _F ).

Następnie omówimy, jak odjąć i obliczyć DF.

Jak uzyskać współczynnik rozcieńczenia?

Odliczenie

W celu przygotowania rozcieńczenia objętość roztworu wyjściowego lub roztworu podstawowego należy przenieść do kolby miarowej, do której dodaje się wodę, aż do zakończenia pomiaru pojemności kolby miarowej.

W tym przypadku po dodaniu wody do kolby miarowej nie dodaje się żadnej substancji rozpuszczonej. Tak więc masa substancji rozpuszczonej lub roztworu pozostaje stała:

m _ja = m _f (1)

m _i = masa początkowej substancji rozpuszczonej (w stężonym roztworze).

A m _f = masa końcowej substancji rozpuszczonej (w rozcieńczonym roztworze).

Ale m = V x C.Zastępując w równaniu (1), otrzymujemy:

V _i x C _i = V _f x C _f (2)

V _i = objętość roztworu podstawowego lub roztworu początkowego, który pobrano do rozcieńczenia.

C _i = stężenie roztworu podstawowego lub roztworu początkowego.

V _f = objętość rozcieńczonego roztworu, który został przygotowany.

C _f = stężenie rozcieńczonego roztworu.

Równanie 2 można zapisać następująco:

C _i / C _f = V _f / V _i (3)

Dwa prawidłowe wyrażenia dla FD

Ale C _i / C _f z definicji jest współczynnikiem rozcieńczenia , ponieważ wskazuje czasy, w których stężenie roztworu podstawowego lub roztworu początkowego jest większe w stosunku do stężenia rozcieńczonego roztworu. W związku z tym wskazuje, jakie rozcieńczenie należy przeprowadzić w celu przygotowania rozcieńczonego roztworu z roztworu podstawowego.

Podobnie, z obserwacji równania 3 można wywnioskować, że _zależność V _f / V _i jest innym sposobem uzyskania współczynnika rozcieńczenia. Oznacza to, że do obliczenia FD można użyć dowolnego z dwóch wyrażeń (C _i / C _f , V _f / V _i ). Użycie jednego lub drugiego zależy od dostępnych danych.

Przykłady

Przykład 1

Do przygotowania rozcieńczonego roztworu 0,015 M NaCl użyto 0,3 M roztworu NaCl i obliczyć wartość współczynnika rozcieńczenia.

Współczynnik rozcieńczenia wynosi 20. Oznacza to, że aby przygotować rozcieńczony 0,015 M roztwór NaCl, 0,3 M roztwór NaCl należało rozcieńczyć 20 razy:

FD = C _i / C _f

0,3 mln / 0,015 mln

20

Przykład 2

Wiedząc, że współczynnik rozcieńczenia wynosi 15: jaką objętość wody należy dodać do 5 ml stężonego roztworu glukozy, aby uzyskać żądane rozcieńczenie?

W pierwszej kolejności obliczana jest objętość rozcieńczonego roztworu (V _f ). Po obliczeniu na tej podstawie obliczana jest objętość wody dodanej do rozcieńczenia.

FD = V _f / V _i .

V _f = FD x V _i

15 x 5 ml

75 ml

Dodana objętość wody = 75 ml - 5 ml

70 ml

Następnie, w celu przygotowania rozcieńczonego roztworu o współczynniku rozcieńczenia 15, do 5 ml stężonego roztworu dodano 70 ml wody, aby uzyskać końcową objętość 75 ml.

Przykład 3

Stężenie podstawowego roztworu fruktozy wynosi 10 g / l. Pożądane jest przygotowanie z niego roztworu fruktozy o stężeniu 0,5 mg / ml. Pobranie 20 ml roztworu podstawowego w celu wykonania rozcieńczenia: jaka powinna być objętość rozcieńczonego roztworu?

Pierwszym krokiem do rozwiązania problemu jest obliczenie współczynnika rozcieńczenia (DF). Po uzyskaniu obliczona zostanie objętość rozcieńczonego roztworu (V _f ).

Ale przed wykonaniem proponowanych obliczeń należy poczynić następującą obserwację: musimy umieścić ilości fruktozy w tych samych jednostkach. W tym konkretnym przypadku 10 g / l jest równoważne 10 mg / ml, co ilustruje następująca transformacja:

(mg / ml) = (g / l) x (1000 mg / g) x (l / 1000 ml)

A zatem:

10 g / l = 10 mg / ml

Kontynuacja obliczeń:

FD = C _i / C _f

DF = (10 mg / ml) / (0,2 mg / ml)

pięćdziesiąt

Ale ponieważ V _f = FD x V _i

V _F = 50 x 20 ml

1000 ml

Następnie 20 ml roztworu fruktozy 10 g / l rozcieńczono do 1 l roztworu 0,2 g / l.

Przykład 4

Przedstawiona zostanie metoda wykonywania seryjnych rozcieńczeń. Istnieje roztwór glukozy o stężeniu 32 mg / 100 ml, z którego należy przygotować przez rozcieńczenie zestawu roztworów glukozy o stężeniach: 16 mg / 100 ml, 8 mg / 100 ml, 4 mg / 100 ml, 2 mg / 100 ml i 1 mg / 100 ml.

Proces

Dla każdego ze stężeń wskazanych w oświadczeniu oznakowano 5 probówek. W każdym z nich umieszcza się np. 2 ml wody.

Następnie do probówki 1 z wodą dodaje się 2 ml roztworu podstawowego. Zawartość probówki 1 wytrząsa się i 2 ml jej zawartości przenosi się do probówki 2. Z kolei probówkę 2 wytrząsa się i 2 ml jej zawartości przenosi się do probówki 3; postępując w ten sam sposób z rurkami 4 i 5.

Wyjaśnienie

Do probówki 1 dodaje się 2 ml wody i 2 ml roztworu podstawowego o stężeniu glukozy 32 mg / 100 ml. Zatem końcowe stężenie glukozy w tej probówce wynosi 16 mg / 100 ml.

Do probówki 2 dodaje się 2 ml wody i 2 ml zawartości probówki 1 o stężeniu glukozy 16 mg / 100 ml. Następnie w probówce 2 stężenie w probówce 1 rozcieńcza się 2 razy (DF). Zatem końcowe stężenie glukozy w tej probówce wynosi 8 mg / 100 ml.

2 ml wody i 2 ml zawartości probówki 2 dodaje się do probówki 3, przy stężeniu glukozy 8 mg / 100 ml. I podobnie jak w pozostałych dwóch probówkach, stężenie jest podzielone na dwie: 4 mg / 100 ml glukozy w probówce 3.

Z powodów wyjaśnionych powyżej, końcowe stężenie glukozy w probówkach 4 i 5 wynosi odpowiednio 2 mg / 100 ml i 1 mg / 100 ml.

DF probówek 1, 2, 3, 4 i 5, w stosunku do roztworu podstawowego, wynosi odpowiednio: 2, 4, 8, 16 i 32.

Bibliografia

1. Aus e Tute. (sf). Obliczenia współczynnika rozcieńczenia. Zaczerpnięte z: ausetute.com.au
2. JT (nd). Współczynnik rozcieńczenia. . Zaczerpnięte z: csus.edu
3. Pomoc w rozcieńczeniach. (sf). Zaczerpnięte z: uregina.ca
4. Joshua. (5 czerwca 2011). Różnica między rozcieńczeniem a współczynnikiem rozcieńczenia. DifferenceBetween.net. Odzyskany z: Differencebetween.net
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.
6. Wprowadzaj innowacje. (11 marca 2014). Seryjne rozcieńczenia. Odzyskane z: 3.uah.es