Rozcieńczanie to proces rozrzedzania stężonego roztworu. Istnieje wiele powodów, dla których ktoś może chcieć zrobić rozcieńczenie, od poważnych po proste. Na przykład biochemicy rozcieńczają roztwory ze stężonych form, aby uzyskać nowe roztwory do wykorzystania w eksperymentach, podczas gdy z drugiej strony barmani często rozcieńczają alkohol napojami bezalkoholowymi lub sokami, aby koktajle były smaczniejsze. Ogólny wzór na obliczenie rozcieńczenia to C1V1 = C2V2, z C1 i C2 reprezentuje odpowiednio początkowe i końcowe stężenie roztworu, a V1 i V2 reprezentuje objętość.
Krok
Metoda 1 z 2: Dokładne rozcieńczanie koncentratów za pomocą równania rozcieńczania
Krok 1. Ustal, co wiesz, a czego nie
Rozcieńczanie w chemii zwykle oznacza wzięcie niewielkiej ilości roztworu, którego stężenie znasz, a następnie dodanie neutralnej cieczy (takiej jak woda), aby uzyskać nowy roztwór o większej objętości, ale niższym stężeniu. Bardzo często odbywa się to w laboratoriach chemicznych, ponieważ ze względu na skuteczność odczynniki są często przechowywane w bardzo wysokich stężeniach, które następnie są rozcieńczane do wykorzystania w eksperymentach. Zwykle w większości rzeczywistych sytuacji będziesz znać stężenie początkowego roztworu i stężenie lub objętość, jaką chcesz osiągnąć, ale nie objętość początkowego roztworu, która jest potrzebna do uzyskania ostatecznego rozwiązania.
- Jednak w innych sytuacjach (zwłaszcza w problemach szkolnych) może być konieczne znalezienie innych elementów układanki – na przykład możesz otrzymać początkową objętość i stężenie, a następnie poprosić o znalezienie ostatecznego stężenia, jeśli rozcieńczysz roztwór. do żądanej głośności. W każdym przypadku rozcieńczenia, przed rozpoczęciem warto zanotować znane i nieznane zmienne.
-
Zakończmy przykładowe pytania. Załóżmy, że poproszono nas o rozcieńczenie 5 M roztworu wodą, aby uzyskać 1 litr 1. roztworu mM. W tym przypadku znamy stężenie naszego roztworu początkowego oraz objętość i stężenie końcowe, które chcemy, ale nie ilość roztworu początkowego, którą musimy dodać z wodą, aby osiągnąć pożądany rezultat.
Przypomnienie: W chemii M jest miarą stężenia o nazwie Molarity, która oznacza liczbę moli substancji na litr
Krok 2. Podłącz swoje wartości do wzoru C1V1 = C2V2.
W tym wzorze C1 to początkowe stężenie roztworu, V1 to objętość roztworu początkowego, C2 jest stężeniem końcowym roztworu, a V2 to objętość ostatecznego rozwiązania. Wstawienie znanych wartości do tego równania pomoże Ci z mniejszym trudem znaleźć nieznane wartości.
- Pomocne może okazać się umieszczenie znaku zapytania przed jednostką, którą chcesz wyszukać, aby pomóc Ci ją rozwiązać.
-
Kontynuujmy nasz przykład. Znane nam wartości wprowadzimy w następujący sposób:
- C1V1 = C2V2
- (5M)V1 = (1 mM) (1 l). Nasze dwa stężenia mają różne jednostki. Zatrzymajmy się tutaj i przejdźmy do następnego kroku.
Krok 3. Rozważ wszelkie różnice jednostek
Ponieważ rozwiązania wiążą się ze zmianami stężenia (które czasami mogą być dość duże), nie jest niczym niezwykłym, że dwie zmienne w twoim równaniu mają różne jednostki. Chociaż łatwo to przeoczyć, nierówne jednostki w twoim równaniu mogą spowodować, że twoja odpowiedź będzie nieprawidłowa. Przed zakończeniem przelicz wszystkie wartości z różnymi jednostkami stężenia i/lub objętości.
-
W naszym przykładzie używamy różnych jednostek dla stężeń M (molowe) i mM (milimolowe). Zmieńmy nasz drugi pomiar na M:
- 1 mM × 1 m/1000 mM
- = 0,001 mln
Krok 4. Zakończ
Gdy wszystkie jednostki są równe, rozwiąż swoje równanie. Prawie zawsze można to zrobić za pomocą prostej algebry.
-
Tutaj zatrzymujemy nasz przykładowy problem: (5 M)V1 = (1 mM) (1 l). Znajdźmy wartość V1 z naszą nową jednostką.
- (5M)V1 = (0,001 mln) (1 l)
- V1 = (0,001 M)(1 L)/(5 M).
-
V1 = 0,0002 l lub 0,2 ml.
Krok 5. Zrozum, jak poprawnie używać odpowiedzi
Załóżmy, że znalazłeś brakującą wartość, ale nie masz pewności, jak wykorzystać te nowe informacje w faktycznym rozcieńczeniu, które musisz zrobić. To zrozumiałe – język matematyki i nauk ścisłych czasami nie pasuje do prawdziwego świata. Kiedy znasz cztery wartości w równaniu C1V1 = C2V2, wykonaj rozcieńczenie w następujący sposób:
- Zmierz objętość V1 z roztworu o stężeniu C1. Następnie dodaj wystarczającą ilość rozcieńczalnika (woda itp.), aby uzyskać całkowitą objętość V2. To nowe rozwiązanie będzie miało żądaną koncentrację (C2).
- W naszym przykładzie na przykład najpierw odmierzamy 0,2 ml roztworu 5 M. Następnie dodamy tyle wody, aby zwiększyć objętość roztworu do 1 l: 1 l – 0,0002 l = 0,9998 l lub 999, 8 ml. Innymi słowy, do naszego roztworu małej próbki dodamy 999,8 ml wody. Nasz nowy, rozcieńczony roztwór ma stężenie 1 mM, które jest naszym pożądanym stężeniem.
Metoda 2 z 2: Tworzenie prostego i praktycznego rozwiązania do rozcieńczania
Krok 1. Przeczytaj informacje na opakowaniu
Istnieje wiele powodów, dla których warto przygotować roztwór rozcieńczający w domu, w kuchni lub w innym laboratorium niechemicznym. Na przykład zrobienie soku pomarańczowego z prostego koncentratu to rozcieńczenie. W wielu przypadkach produkt, który należy rozcieńczyć, zawiera informację o rozcieńczeniu, które należy wykonać, gdzieś na opakowaniu. Mogą mieć dokładne instrukcje, których należy przestrzegać. Oto kilka rzeczy, na które należy zwrócić uwagę, szukając informacji:
- Użyta objętość produktu
- Zastosowana objętość rozcieńczalnika
- Rodzaj stosowanego rozcieńczalnika (zwykle woda)
- Specjalne instrukcje mieszania
- Możesz nie widzieć informacji o dokładnym stężeniu użytego płynu. Ta informacja nie jest przydatna dla przeciętnego konsumenta.
Krok 2. Dodaj substancję, która działa jako rozcieńczalnik do stężonego roztworu
W przypadku prostych domowych rozcieńczeń, takich jak te, które możesz zrobić w kuchni, tak naprawdę musisz tylko znać objętość koncentratu, którego używasz i przybliżone ostateczne stężenie, które chcesz, zanim zaczniesz. Rozcieńczyć koncentrat odpowiednią ilością rozcieńczalnika, którą ustala się w zależności od objętości użytego koncentratu wyjściowego. Zobacz poniżej:
- Na przykład, gdybyśmy chcieli rozcieńczyć 1 szklankę koncentratu soku pomarańczowego do 1/4 jego początkowego stężenia, dołożylibyśmy 3 filiżanki woda do koncentratu. Nasza końcowa mieszanka będzie miała 1 szklankę koncentratu w 4 szklankach całego płynu - 1/4 jego początkowego stężenia.
- Oto bardziej skomplikowany przykład: gdybyśmy chcieli rozcieńczyć 2/3 szklanki koncentratu do 1/4 jego początkowego stężenia, dodalibyśmy 2 szklanki wody, ponieważ 2/3 szklanki to 1/4 razy 2 i 2/3 szklanki cały płyn.
- Pamiętaj, aby dodać swoją substancję do pojemnika wystarczająco dużego, aby pomieścić ostateczną objętość, jaką chcesz - dużą miskę lub podobny pojemnik.
Krok 3. W większości przypadków zignoruj objętość proszku
Dodanie proszku (na przykład niektórych mieszanek do napojów) do płynu zwykle nie jest uważane za rozcieńczenie. Zmiana objętości wynikająca z dodania niewielkiej ilości proszku do cieczy jest zwykle na tyle mała, że można ją pominąć. Innymi słowy, dodając niewielką ilość proszku do płynu, po prostu dodaj proszek do pożądanej końcowej objętości płynu i wymieszaj.
Ostrzeżenie
- Postępuj zgodnie z wszelkimi wytycznymi dotyczącymi bezpieczeństwa dostarczonymi przez producenta lub wymaganymi przez Twoją firmę. Jest to szczególnie ważne, jeśli musisz rozcieńczyć roztwór kwasu.
- Praca z roztworami kwasowymi może wymagać bardziej szczegółowych środków bezpieczeństwa i wytycznych niż w przypadku roztworów niekwaśnych.
