UTSPÄDNING: KONCEPT, HUR MAN GÖR DET, EXEMPEL, ÖVNINGAR - KEMI

Den utspädning är en process där koncentrationen av en lösning, i allmänhet minskar med tillsatsen av ett utspädningsmedel. Emellertid kan utspädning också ske genom en process som tar bort lösta ämnen från lösningen.

Denna sista procedur, även om det låter konstigt, är en rutinmässig praxis i köket när man lägger en potatis till en mycket salt mat för att ta bort överskott av salt. Maten kommer att smaka mindre salt eftersom potatiserna absorberar saltinnehållet.

När en vattenhaltig lösning av fenolftalein utspädes, bleknar dess färg. Källa: Pxhere.

Den utspädning som genomförs eller ska utföras uttrycks i termer som: 1/5. Detta innebär att för att utföra utspädningen, tas en volym av den koncentrerade lösningen och fyra volymer av utspädningsmedlet tillsätts; vanligtvis vatten. I detta fall representerar numret 5 utspädningsfaktorn.

Utspädningsfaktorn är kvoten mellan den initiala koncentrationen av lösningen och den slutliga koncentrationen av den utspädda lösningen. På samma sätt är utspädningsfaktorn kvoten mellan volymen av den utspädda lösningen och volymen av den koncentrerade lösningen som togs för att framställa utspädningen.

Hur görs en utspädning?

Teoretiskt resonemang

För att framställa en utspädning tas en viss volym av den koncentrerade lösningen, och den föras till en behållare, tillsätt utspädningsmedel tills volymen beräknat för den utspädda lösningen har uppnåtts.

Massan av löst ämne som togs från den koncentrerade lösningen för att framställa utspädningen är exakt lika med massan av löst ämne som placeras i behållaren som används för att framställa utspädningen.

m _i = m _f

Där m _{i är} massan av löst ämne i den koncentrerade lösningen som används för att framställa utspädningen, och m _{f är} massan av löst ämne i den utspädda lösningen. Vi vet också att:

m _i = v _i c _i

m _f = v _f c _f

Därefter ersätter:

v _i c _i = v _f c _f

Omskrivning av ekvationen:

c _i / c _f = v _f / v _i

c _i / c _f är utspädningsfaktorn (hur många gånger det är nödvändigt att späda den koncentrerade lösningen). Emellertid räknar v _f / v _i också som en utspädningsfaktor.

Ansökan

Om du vill bereda en utspädning måste du veta hur många gånger den koncentrerade lösningen måste spädas för att få den önskade koncentrationen av den utspädda lösningen (utspädningsfaktor). För att göra detta, dela koncentrationen av den koncentrerade lösningen med koncentrationen av den utspädda lösningen.

Men: Vilken volym av den koncentrerade lösningen måste tas för att göra spädningen? Om den slutliga volymen av den utspädda lösningen (v _f ) och utspädningsfaktorn är känd, är det lätt att veta volymen för den koncentrerade lösningen (v _i ), nödvändig för att utföra den önskade utspädningen:

v _i = v _f / FD

Bearbeta

Volymen av den beräknade koncentrerade lösningen (v _i ) mäts med hjälp av en graderad pipett eller cylinder och hälls i en volymkolv. Därefter tillsättes utspädningsmedel tills kolvans kapacitet uppnås, vilket indikerar volymen för den utspädda lösningen (v _f ).

Seriell utspädning

Denna typ av utspädning används ofta i volymetrisk analys. För detta är provrören anordnade i serie och i var och en av dem tillsätts samma volym avjoniserat vatten; till exempel 2 ml.

En 1/5 serumutspädning kan beredas separat. Därefter tillsättes 2 ml av serumutspädningen till det första röret innehållande 2 ml vatten. Röret skakas ordentligt och 2 ml av denna blandning överförs till röret 2.

Därefter blandas röret 2 väl och 2 ml av dess innehåll överförs till röret 3, och så vidare tills serien av rören är klar. Som en konsekvens av detta förfarande finns det provrör med serumutspädningar 1/10, 1/20, 1/40 …

Exempel på utspädningar

Några exempel på utspädning är:

- Späd ut en 5 M NaCl-lösning 1/10 för att erhålla en 0,5 M NaCl-lösning.

-Tillsats av vatten eller annat utspädningsmedel till färgen för att minska färgens intensitet eller för att minska dess viskositet.

-Tillsatsen av mjölk till kaffet för att minska koncentrationen av kaffet och ge det en mjukare och sötare smak.

-Späd ut en saft med vatten för att minska dess surhetskoncentration.

-Gör utspädningen av ett serum för att göra titreringen av antikroppar som finns i den.

övningar

Övning 1

Hur många gånger måste en 0,5 M NaCl-lösning spädas för att erhålla 1 liter av 0,025 M-lösningen, och vad blir volymen av 0,5 M NaCl-lösning som krävs för att framställa denna utspädda lösning?

Vi börjar från utspädningsfaktorn:

FD = c _i / c _f

Vi har alla uppgifter:

c _i = initial koncentration (0,5 M)

c _f = slutliga koncentratet (0,025 M)

Och vi beräknar därför FD:

FD = 0,5M / 0,025M

= 20

0,5 M NaCl-lösningen måste spädas 20 gånger för att erhålla en 0,025 M NaCl-lösning.

Med detta värde på DF kan vi nu beräkna den initiala volymen som ska tas från den koncentrerade lösningen för denna utspädning:

FD = v _f / v _i

Vi isolerar v _i och löser:

v _i = 1 L / 20

= 0,05 L

= 50 ml

Därför krävs 50 ml av 0,5 M NaCl-lösningen för att framställa en liter av 0,025 M NaCl-lösningen.

Övning 2

Hur många ml av en svavelsyra (H ₂ SO ₄ ) reagens med en koncentration av 95% (m / m) och en densitet av 1,84 g / ml erfordras för att framställa 250 ml av en lösning av svavelsyra till 0,5 M? Svavelsyramolekylvikt: 98 g / mol.

Det första steget är att beräkna molariteten för den koncentrerade svavelsyran:

m = v d

Vi bestämma massan av H ₂ SO ₄ motsvarande till lösningen med given densitet:

m = 1 000 ml 1,84 g / ml

= 1 840 g

Eftersom svavelsyra är 95% ren, måste dess faktiska massa beräknas:

m = 1 840 g (95/100)

= 1,748 g

Eftersom en liter 95% H ₂ SO ₄ lösningen antogs , molema presentera i dessa gram direkt kommer att ge oss den molaritet:

M = (1 748 g / L) / (98 g / mol)

= 17,83

Vi vet att massan av H ₂ SO ₄ som späds är densamma före och efter utspädning:

m _i = m _f

c _i v _i = c _f v _f

v _i = c _f · v _f / c _i

Och vi löser för v _i :

v _i = 0,5 M 250 ml / 17,83 M

= 7,010 ml

För att framställa 250 ml av en 0,5 M svavelsyralösning placeras sedan en del vatten i den volumetriska kolven för att undvika stänk, och 7,010 ml koncentrerad svavelsyra tillsättes och kompenseras till 250 ml med vatten.

Övning 3

Hur många ml vatten måste tillsättas till 50 ml till en 0,25 M kalciumklorid (CaCl ₂ ) lösning för att framställa en 0,0125 M CaCl ₂ lösning ?

Återigen, det finns ingen massförlust CaCl ₂ när det späds:

v _i c _i = v _f c _f

Vi isolerar och löser för v _f :

v _f = v _i c _i / c _f

= 50 ml 0,25 M / 0,0125 M

= 1 000 ml

Vattenvolym som ska tillsättas = v _{f -} v _i

1 000 ml - 50 ml = 950 ml

Det är därför nödvändigt att tillsätta 950 ml vatten till 50 ml till 0,5 M kalciumkloridlösning. På detta sätt kommer 1 000 ml 0,0125 M kalciumkloridlösning att beredas.

referenser

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
Wikipedia. (2020). Utspädning (ekvation). Återställd från: en.wikipedia.org
Jessie A. Key. (Sf). Utspädningar och koncentrationer. Återställd från: opentextbc.ca
ChemTeam. (Sf). Utspädning: Definition och beräkningar. Återställs från: chemteam.info
David R. Caprette. (2012). Att göra utspädningar. Återställd från: ruf.rice.edu

UTSPÄDNING: KONCEPT, HUR MAN GÖR DET, EXEMPEL, ÖVNINGAR - KEMI - 2025