PRZYGOTOWANIE ROZWIĄZAŃ: JAK TO ZROBIĆ, PRZYKŁADY, ĆWICZENIA - CHEMIA - 2025

Przygotowanie rozwiązań jest jednym z najbardziej rozwiniętych działań wewnątrz i na zewnątrz nauk eksperymentalnych, zwłaszcza w odniesieniu do chemii, biologii, bioanalizie, medycyny i farmacji. W sferze komercyjnej wiele produktów, które kupujemy, czy to żywność, czy do łazienek, składa się z roztworów wodnych.

Roztwór w prostych słowach to jednorodna mieszanina składająca się z rozpuszczalnika, zwykle cieczy, i substancji rozpuszczonej. Jest to związane ze stężeniem, którego jednostki różnią się w zależności od celów, dla których zostało przygotowane, a także dokładności, z jaką wyrażane jest jego stężenie.

Roztwory są jednymi z najpowszechniejszych i najważniejszych elementów chemii i mają szereg zasad ich przygotowania. Źródło: Pxhere.

Zasada działania wszystkich preparatów roztworów jest zasadniczo taka sama: rozpuścić substancję rozpuszczoną w odpowiednim rozpuszczalniku lub zaczynając od roztworu stężonego (podstawowego), pobrać podwielokrotności, aby przygotować bardziej rozcieńczone. Ostatecznym celem jest uzyskanie wysokiej jednorodności i uzyskanie pożądanych właściwości rozwiązania.

W życiu codziennym roztwory przygotowywane są według kryterium smaku, czyli tego, jak intensywny powinien być smak napoju. Laboratoria lub branże wymagają jednak mniej subiektywnego parametru: określonej z góry koncentracji, którą osiąga się stosując szereg reguł i zwykle prostych obliczeń matematycznych.

Jak przygotowujesz rozwiązanie?

Poprzednie kroki

Przed przygotowaniem roztworu należy określić, jakie stężenie będzie miała jego substancja rozpuszczona lub każda z nich i jaki będzie rozpuszczalnik, który zostanie użyty. Czy chcesz, aby było to 1% m / v? Lub 30% m / v? Czy zostanie przygotowany w stężeniu 0,2 M czy 0,006 M? Trzeba też wiedzieć, do jakich celów będzie używany: analityczne, odczynniki, media, wskaźniki itp.

Ten ostatni punkt decyduje o tym, czy użycie kolb miarowych lub balonów będzie konieczne. Jeśli odpowiedź jest przecząca, roztwory można przygotować bezpośrednio w zlewce, dzięki czemu przygotowanie będzie prostsze i mniej skrupulatne.

Rozpuszczanie rozpuszczone

Niezależnie od stężenia lub jeśli chcesz, aby było jak najdokładniejsze, pierwszym krokiem w przygotowaniu roztworu jest zważenie substancji rozpuszczonej i rozpuszczenie jej w odpowiednim rozpuszczalniku. Czasami nawet jeśli substancja rozpuszczona jest rozpuszczalna w wybranym rozpuszczalniku, konieczne jest podgrzanie jej na talerzu lub użycie mieszadła magnetycznego.

W rzeczywistości substancja rozpuszczona jest czynnikiem, który powoduje wyraźną różnicę w sposobie przygotowania różnych roztworów. Z drugiej strony, jeśli rozpuszczalnik jest lotną cieczą, roztwór zostanie przygotowany pod wyciągiem.

Cały proces rozpuszczania substancji rozpuszczonej odbywa się w zlewce. Po rozpuszczeniu i za pomocą podpórki i lejka jego zawartość przenosi się do kolby miarowej lub balonu o żądanej objętości.

Jeśli zastosowano mieszadło, należy je odpowiednio umyć, aby żadne ślady substancji rozpuszczonej nie przylegały do ​​jego powierzchni; należy również zachować ostrożność podczas przenoszenia, w przeciwnym razie wytrząsarka wpadnie do balonu objętościowego. W tym celu wygodnie i bardzo przydatne jest pomóc sobie magnesem. Z drugiej strony zamiast mieszadła można również użyć szklanej pałeczki.

Napełnij kolbę miarową lub balonik

Rozpuszczając w ten sposób substancję rozpuszczoną, zapewniamy, że w kolbie miarowej nie ma zawieszonych ciał stałych, które będą trudne do rozpuszczenia i wpłyną na analityczną jakość końcowego roztworu.

Po wykonaniu tej czynności objętość balonu dopełnia się do poziomu lub uzupełnia rozpuszczalnikiem, aż powierzchnia cieczy pokryje się ze znakiem wskazanym na naczyniu szklanym.

Na koniec zamknięty balon lub kolba z odpowiednimi nasadkami jest kilkakrotnie wstrząsana, pozostawiając roztwór gotowy.

Przykłady rozwiązań

W laboratorium często przygotowuje się roztwory kwasów lub zasad. Najpierw należy je dodać do znacznej ilości rozpuszczalnika; na przykład woda. Nigdy nie należy tego robić odwrotnie: dodawać wodę do kwasów lub zasad, ale raczej do określonej ilości wody. Powodem jest to, że ich nawodnienie jest bardzo egzotermiczne i istnieje nawet ryzyko eksplozji zlewki.

Kwas Siarkowy

Załóżmy, że chcesz przygotować rozcieńczony roztwór kwasu siarkowego. Po ustaleniu, jaka podwielokrotność zostanie pobrana z roztworu podstawowego lub stężonego roztworu, zostanie ona przeniesiona do balonu wolumetrycznego, który będzie zawierał już pewną objętość wody.

Mimo to ciepło zostanie uwolnione i należy je bardzo powoli doprowadzić do kreski wodą, czekając, aż balon ostygnie lub nie będzie zbyt gorący.

Wodorotlenek sodu

Z drugiej strony, roztwór wodorotlenku sodu przygotowuje się przez zważenie drażetek NaOH w zlewce z wodą. Po rozpuszczeniu NaOH, z mieszadłem magnetycznym lub bez, alkaliczną wodę przenosi się do odpowiedniej kolby miarowej i uzupełnia do kreski wodą lub etanolem.

Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Chcesz przygotować litr 35% m / v roztworu chlorku sodu w wodzie. Ile soli należy zważyć i jak postępować?

Stężenie 35% m / v oznacza, że ​​na każde 100 ml wody mamy 35 g NaCl. Gdy proszą nas o litr roztworu, dziesięciokrotnie większą, zważymy 350 g soli, którą będziemy próbować rozpuścić w objętości jednego litra.

Tak więc w dużej zlewce odważono 350 g NaCl. Następnie dodaje się wystarczającą ilość wody (mniej niż jeden litr), aby rozpuścić sól za pomocą szklanej pałeczki. Ponieważ sól jest bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie, użycie mieszadła magnetycznego nie jest obowiązkowe.

Po rozpuszczeniu tych 350 g NaCl, słoną wodę przeniesiono do litrowej kolby miarowej i uzupełniono wodą do kreski; lub po prostu wlej litr wody do tej samej zlewki i kontynuuj mieszanie, aby zapewnić jednorodność soli. To ostatnie ma zastosowanie, gdy roztwór nie musi mieć dokładnego stężenia, ale przybliżonego.

Ćwiczenie 2

Chcesz przygotować 250 ml octu (5% v / v kwas octowy), zaczynając od butelki lodowatego kwasu octowego (100% czysty). Jaką objętość tej butelki należy pobrać?

Bez względu na to, jaka objętość lodowatego kwasu octowego jest mierzona, będzie miał stężenie 100%; jedna kropla, 2 ml, 10 ml itd. Jeśli podzielimy 100/5, otrzymamy 20, co wskazuje na nasz współczynnik rozcieńczenia; to znaczy objętość, którą odmierzymy z butelki, będziemy rozcieńczyć 20 razy. Dlatego 250 ml octu powinno odpowiadać tej objętości 20 razy większej.

Czyli 250/20 daje nam 12,5, co oznacza, że ​​z butelki z lodowatym kwasem octowym weźmiemy 12,5 ml i rozcieńczymy w 237,5 ml wody (250-12,5).

W tym celu zostanie użyta wyskalowana i wysterylizowana pipeta lub niewielka objętość lodowatego kwasu octowego zostanie przeniesiona do czystej zlewki, z której zostanie pobrana porcja 12,5 ml i zostanie dodana do 250 ml balonu pomiarowego z poprzednia i wystarczająca ilość wody. W ten sposób dodamy kwas do wody, a nie wodę do kwasu.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Joshua Halpern, Scott Sinex i Scott Johnson. (05 czerwca 2019). Przygotowywanie rozwiązań. Chemistry LibreTexts. Odzyskane z: chem.libretexts.org
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 września 2019). Jak przygotować rozwiązanie. Odzyskany z: thinkco.com
4. ChemPages Netorials. (sf). Moduł stechiometryczny: rozwiązania. Odzyskany z: chem.wisc.edu
5. The Science Company. (2020). Przygotowanie roztworów chemicznych. Odzyskany z: sciencecompany.com