UTSPÄDNINGSFAKTOR: VAD DEN BESTÅR AV, HUR MAN FÅR DEN, EXEMPEL - KEMI - 2026

Den utspädningsfaktor (DF) är ett nummer som anger hur många gånger en lösning måste spädas för erhållande av en lägre koncentration. Lösningen kan ha antingen ett fast ämne, flytande eller ett gasformigt ämne upplöst. Därför beror dess koncentration på antalet partiklar i det lösta ämnet och den totala volymen V.

Inom kemiområdet används många uttryck för koncentration: procent, molär (M), normal (N), bland andra. Var och en av dem beror på en begränsad mängd lösta ämnen; från gram, kilogram eller mol till ekvivalenter. När man minskar sådana koncentrationer, gäller dock DF för alla dessa uttryck.

Källa: By Ingen maskinläsbar författare tillhandahålls. Leridant ~ commonswiki antog (baserat på upphovsrättsanspråk). , via Wikimedia Commons

Ett exempel på en successiv utspädning av grenadin visas i bilden ovan. Observera att från vänster till höger blir den röda färgen ljusare; vilket är lika med en lägre koncentration av grenadin.

Utspädningsfaktorn låter dig bestämma hur utspädd det sista glaset jämförs med det första. I stället för de enkla organoleptiska egenskaperna, med FD kan således experimentet upprepas från samma flaska grenadin (stamlösning); så att det på detta sätt säkerställs att koncentrationen av de nya fartygen är lika.

Koncentrationen av grenadin kan uttryckas i vilken enhet som helst; emellertid är fartygets volym konstant, och för att underlätta beräkningarna används volymerna av grenadin upplöst i vatten helt enkelt. Summan av dessa kommer att vara lika V: den totala vätskevolymen i glaset.

Som med grenadinen i exemplet, sker det i laboratoriet med något annat reagens. Koncentrerade stamlösningar framställs, från vilka alikvoter tas, och utspädes för att erhålla mer utspädda lösningar. På detta sätt försöker det minska riskerna i laboratoriet och förluster av reagens.

Vad är utspädningsfaktorn?

Utspädning

Utspädning är en procedur som tillåter reduktion av koncentrationen av en lösning eller densitet. Handlingen för att minska färgens intensitet i en lösning av ett färgämne kan också betraktas som en utspädning.

För att framgångsrikt späda en lösning till en viss koncentration är det första att göra veta hur många gånger koncentrationen av stamlösningen är större än koncentrationen av den utspädda lösningen.

Således är det känt hur många gånger den initiala lösningen måste spädas för att erhålla en lösning med den önskade koncentrationen. Antalet gånger är det som kallas utspädningsfaktorn. Och i detta består det, i en måttlös fraktion, som indikerar en utspädning.

faktorer

Det är vanligt att hitta en utspädning uttryckt till exempel enligt följande: 1/5, 1/10, 1/100, etc. Vad betyder det här? Det indikerar helt enkelt att för att erhålla en lösning med den önskade koncentrationen måste stamlösningen spädas så många gånger som nämnaren för den nämnda fraktionen indikerar.

Om exempelvis 1/5-utspädningen används måste den initiala lösningen spädas 5 gånger för att få en lösning med denna koncentration. Därför är numret 5 utspädningsfaktorn. Detta betyder följande: 1/5-lösningen är fem gånger mer utspädd än modern.

Hur förbereder jag en sådan lösning? Om 1 ml av stamlösningen tas, måste denna volym kvantifieras så att koncentrationen av det lösta ämnet späds ut med en faktor 1/5. Så, om det kommer att spädas med vatten (som i grenadin exempel), till 1 ml av denna lösning 4 ml vatten måste tillsättas (1 + 4 = 5 ml slutlig volym V _F ).

Därefter diskuterar vi hur du drar av och beräknar DF.

Hur får du utspädningsfaktorn?

Avdrag

För att framställa en utspädning tas en volym av en initial lösning eller en stamlösning till en volumetrisk kolv, där vatten tillsätts tills mätkapaciteten för den volymetriska kolven är klar.

I detta fall, när vatten tillsätts till den volumetriska kolven, tillsätts ingen löst massa. Så, massan av löst eller lösning förblir konstant:

m _i = m _f (1)

m _i = massan av det ursprungliga lösta ämnet (i den koncentrerade lösningen).

Och m _f = massan för det slutliga lösta ämnet (i den utspädda lösningen).

Men m = V x C. Att ersätta i ekvation (1) har vi:

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

V _i = volymen av beståndet eller den initiala lösningen som togs för att göra spädningen.

C _i = koncentrationen av lager eller initiala lösningen.

V _f = volymen av den utspädda lösning som framställdes.

C _f = koncentration av den utspädda lösningen.

Ekvation 2 kan skrivas på följande sätt:

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

Två giltiga uttryck för FD

Men, C _i / C _f per definition är spädningsfaktorn , eftersom det indikerar de tider som koncentrationen av lager eller initiala lösningen är större i förhållande till koncentrationen av den utspädda lösningen. Därför indikerar den utspädningen som ska utföras för att framställa den utspädda lösningen från stamlösningen.

På samma sätt kan man från observationen av ekvation 3 dra slutsatsen att _Vf / Vi- _{förhållandet} är ett annat sätt att få utspädningsfaktorn. Det vill säga, något av de två uttryck (C _i / C _f , V _f / V _i ) är giltigt för att beräkna FD. Användningen av det ena eller det andra kommer att bero på tillgängliga data.

exempel

Exempel 1

En 0,3 M NaCl-lösning användes för att framställa en utspädd 0,015 M NaCl-lösning Beräkna värdet på utspädningsfaktorn.

Utspädningsfaktorn är 20. Detta indikerar att 0,3 M NaCl-lösning måste spädas 20 gånger för att framställa den utspädda 0,015 M NaCl-lösningen:

FD = C _i / C _f

0,3M / 0,015M

tjugo

Exempel 2

Att veta att utspädningsfaktorn är 15: vilken volym vatten borde ha tillsatts till 5 ml av en koncentrerad glukoslösning för att göra den önskade utspädningen?

Som ett första steg beräknas volymen för den utspädda lösningen ( _Vf ). När beräkningen beräknats beräknas volymen vatten som tillsätts för att göra spädningen.

FD = V _f / V _i .

V _f = FD x V _i

15 x 5 ml

75 ml

Tillsatt vattenvolym = 75 ml - 5 ml

70 ml

För att framställa den utspädda lösningen med en utspädningsfaktor av 15 sattes 70 ml vatten till 5 ml av den koncentrerade lösningen för att göra den slutliga volymen på 75 ml.

Exempel 3

Koncentrationen av en fruktos stamlösning är 10 g / L. Det är önskvärt att från denna framställa en fruktoslösning med en koncentration av 0,5 mg / ml. Ta 20 ml av stamlösningen för att göra utspädningen: vad ska vara volymen på den utspädda lösningen?

Det första steget i att lösa problemet är att beräkna utspädningsfaktorn (DF). När den erhållits beräknas volymen för den utspädda lösningen ( _Vf ).

Men innan vi gör den föreslagna beräkningen är det nödvändigt att göra följande observationer: vi måste placera mängderna av fruktoskoncentrationer i samma enheter. I detta specifika fall är 10 g / L ekvivalent med 10 mg / ml, varvid denna situation illustreras av följande transformation:

(mg / ml) = (g / L) x (1 000 mg / g) x (L / 1 000 ml)

Således:

10 g / L = 10 mg / ml

Fortsätter med beräkningarna:

FD = C _i / C _f

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

femtio

Men eftersom V _f = FD x V _i

V _f = 50 x 20 ml

1 000 ml

Sedan späddes 20 ml av 10 g / l fruktoslösning till 1 liter 0,2 g / 1 lösning.

Exempel 4

En metod för att göra serieutspädningar kommer att illustreras. Det finns en glukoslösning med en koncentration av 32 mg / 100 ml, och ur denna är det önskvärt att genom utspädning framställa en uppsättning glukoslösningar med koncentrationer: 16 mg / 100 ml, 8 mg / 100 ml, 4 mg / 100 ml, 2 mg / 100 ml och 1 mg / 100 ml.

Bearbeta

5 provrör är märkta för var och en av de koncentrationer som anges i satsen. I var och en av dem, till exempel, placeras 2 ml vatten.

Sedan tillsätts 2 ml av stamlösningen till röret 1 med vatten. Innehållet i röret 1 skakas och 2 ml av dess innehåll överförs till röret 2. I sin tur skakas röret 2 och 2 ml av dess innehåll överförs till röret 3; fortsätter på samma sätt med rör 4 och 5.

Förklaring

2 ml vatten och 2 ml av stamlösningen med en glukoskoncentration av 32 mg / 100 ml sättes till rör 1. Så den slutliga glukoskoncentrationen i detta rör är 16 mg / 100 ml.

Till röret 2 tillsätts 2 ml vatten och 2 ml av innehållet i röret 1 med en glukoskoncentration av 16 mg / 100 ml. Därefter, i rör 2, utspäds koncentrationen av röret 2 gånger (DF). Så den slutliga glukoskoncentrationen i detta rör är 8 mg / 100 ml.

2 ml vatten och 2 ml av innehållet i röret 2 sättes till röret 3 med en glukoskoncentration av 8 mg / 100 ml. Och som de andra två rören är koncentrationen uppdelad i två: 4 mg / 100 ml glukos i rör 3.

Av anledningen som förklarats ovan är den slutliga glukoskoncentrationen i rören 4 respektive 5 2 mg / 100 ml och 1 mg / 100 ml.

DF för rör 1, 2, 3, 4 och 5 i förhållande till stamlösningen är: 2, 4, 8, 16 respektive 32.

referenser

1. Aus e Tute. (Sf). Utspädningsfaktorberäkningar. Hämtad från: ausetute.com.au
2. JT (nd). Utspädningsfaktor. . Hämtad från: csus.edu
3. Utspädningshjälp. (Sf). Hämtad från: uregina.ca
4. Joshua. (5 juni 2011). Skillnad mellan utspädning och utspädningsfaktor. DifferenceBetween.net. Återställd från: differencebetween.net
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
6. Innovera dig. (11 mars 2014). Seriella utspädningar. Återställd från: 3.uah.es