- Hoe wordt een verdunning uitgevoerd?
- Theoretisch redeneren
- Toepassing
- Werkwijze
- Seriële verdunning
- Voorbeelden van verdunningen
- Opdrachten
- Oefening 1
- Oefening 2
- Oefening 3
- Referenties
De verdunning is een proces waarbij de concentratie van een oplossing in het algemeen afneemt met de toevoeging van een verdunningsmiddel. Verdunning kan echter ook plaatsvinden door een proces waarbij opgeloste stof uit de oplossing wordt verwijderd.
Deze laatste procedure, hoewel het vreemd klinkt, is een routine praktijk in de keuken om een aardappel toe te voegen aan een zeer zout gerecht om overtollig zout te verwijderen. Het eten smaakt minder zout omdat de aardappelen het zoutgehalte opnemen.
Als een waterige oplossing van fenolftaleïne wordt verdund, vervaagt de kleur. Bron: Pxhere.
De uit te voeren of uit te voeren verdunning wordt uitgedrukt in termen als: 1/5. Dit betekent dat om de verdunning uit te voeren, een volume van de geconcentreerde oplossing wordt genomen en vier volumes van het verdunningsmiddel worden toegevoegd; meestal water. In dit geval staat het getal 5 voor de verdunningsfactor.
De verdunningsfactor is het quotiënt tussen de beginconcentratie van de oplossing en de eindconcentratie van de verdunde oplossing. Evenzo is de verdunningsfactor het quotiënt tussen het volume van de verdunde oplossing en het volume van de geconcentreerde oplossing dat werd ingenomen om de verdunning te maken.
Hoe wordt een verdunning uitgevoerd?
Theoretisch redeneren
Om een verdunning te bereiden, wordt een bepaald volume van de geconcentreerde oplossing genomen en dit in een container gebracht, waarbij verdunningsmiddel wordt toegevoegd totdat het voor de verdunde oplossing berekende volume is bereikt.
De massa opgeloste stof die uit de geconcentreerde oplossing werd gehaald om de verdunning te maken, is exact gelijk aan de massa opgeloste stof die in de container wordt geplaatst die wordt gebruikt om de verdunning te maken.
m ik = m f
Waarbij m i de massa van opgeloste stof in de geconcentreerde oplossing gebruikt voor de verdunning te maken, en m f is de massa van opgeloste stof in de verdunde oplossing. We weten ook dat:
m ik = v ik c ik
m f = v f c f
Dan vervangend:
v ik c ik = v f c f
De vergelijking herschrijven:
c ik / c f = v f / v ik
c i / c f is de verdunningsfactor (hoe vaak is het nodig om de geconcentreerde oplossing te verdunnen). Echter, v f / v i telt ook als verdunningsfactor.
Toepassing
Als u een verdunning wilt bereiden, moet u weten hoe vaak de geconcentreerde oplossing moet worden verdund om de gewenste concentratie van de verdunde oplossing te verkrijgen (verdunningsfactor). Om dit te doen, deelt u de concentratie van de geconcentreerde oplossing door de concentratie van de verdunde oplossing.
Maar: welk volume van de geconcentreerde oplossing moet worden ingenomen om de verdunning te maken? Als het eindvolume van de verdunde oplossing (v f ) en de verdunningsfactor bekend zijn, is het gemakkelijk om het volume van de geconcentreerde oplossing (v i ) te kennen, nodig om de gewenste verdunning uit te voeren:
v ik = v f / FD
Werkwijze
Het volume van de berekende geconcentreerde oplossing (v i ) wordt gemeten met behulp van een maatpipet of cilinder, en in een maatkolf gegoten. Vervolgens wordt verdunningsmiddel toegevoegd totdat de capaciteit van de kolf is bereikt, wat het volume van de verdunde oplossing (v f ) aangeeft .
Seriële verdunning
Dit type verdunning wordt vaak gebruikt bij volumetrische analyse. Hiervoor worden reageerbuizen in serie gerangschikt en in elk van hen wordt hetzelfde volume gedeïoniseerd water toegevoegd; bijvoorbeeld 2 ml.
Een 1/5 serumverdunning kan afzonderlijk worden bereid. Vervolgens wordt 2 ml van de serumverdunning toegevoegd aan de eerste buis die 2 ml water bevat. De buis wordt goed geschud en 2 ml van dit mengsel wordt overgebracht naar buis 2.
Vervolgens wordt buis 2 goed gemengd en wordt 2 ml van de inhoud overgebracht naar buis 3, enzovoort totdat de reeks buisjes is voltooid. Als gevolg van deze procedure zijn er reageerbuisjes met serumverdunningen 1/10, 1/20, 1/40 …
Voorbeelden van verdunningen
Enkele voorbeelden van verdunning zijn:
-Verdun een 5 M NaCl-oplossing 1/10 om een 0,5 M NaCl-oplossing te verkrijgen.
-De toevoeging van water of een ander verdunningsmiddel aan de verf om de kleurintensiteit te verminderen of de viscositeit te verlagen.
-De toevoeging van melk aan de koffie om de concentratie van de koffie te verminderen en deze een zachtere en zoetere smaak te geven.
- Verdun een limonade met water om de zuurgraad te verminderen.
-Maak de verdunning van een serum om de titratie van elk antilichaam dat erin aanwezig is te maken.
Opdrachten
Oefening 1
Hoe vaak moet een 0,5 M NaCl-oplossing worden verdund om 1 liter van de 0,025 M-oplossing te verkrijgen, en wat is het volume van de 0,5 M NaCl-oplossing die nodig is om deze verdunde oplossing te bereiden?
We gaan uit van de verdunningsfactor:
FD = c ik / c f
We hebben alle gegevens:
c i = beginconcentratie (0,5 M)
c f = eindconcentraat (0,025 M)
En we berekenen daarom FD:
FD = 0,5 miljoen / 0,025 miljoen
= 20
De 0,5 M NaCl-oplossing moet 20 keer worden verdund om een 0,025 M NaCl-oplossing te verkrijgen.
Met deze waarde van DF kunnen we nu het aanvankelijke volume berekenen dat voor deze verdunning uit de geconcentreerde oplossing moet worden gehaald:
FD = v f / v ik
We isoleren v i en lossen op:
v ik = 1 L / 20
= 0,05 L
= 50 ml
Daarom is 50 ml van de 0,5 M NaCl-oplossing vereist om één liter van de 0,025 M NaCl-oplossing te bereiden.
Oefening 2
Hoeveel ml van een zwavelzuur (H 2 SO 4 ) -reagens met een concentratie van 95% (m / m) en een dichtheid van 1,84 g / ml is nodig om 250 ml van een oplossing van zwavelzuur aan de 0,5 miljoen? Molecuulgewicht zwavelzuur: 98 g / mol.
De eerste stap is om de molariteit van het geconcentreerde zwavelzuur te berekenen:
m = vd
We bepalen de massa van H 2 SO 4 die overeenkomt met de oplossing met de gegeven dichtheid:
m = 1.000 ml 1,84 g / ml
= 1.840 g
Omdat zwavelzuur voor 95% zuiver is, moet de werkelijke massa worden berekend:
m = 1840 g (95/100)
= 1748 g
Omdat werd uitgegaan van een liter van 95% H 2 SO 4- oplossing , geven de mollen die in deze grammen aanwezig zijn direct de molariteit:
M = (1748 g / l) / (98 g / mol)
= 17,83
We weten dat de massa van H 2 SO 4 die wordt verdund hetzelfde is voor en na verdunning:
m ik = m f
c ik v ik = c f v f
v ik = c f · v f / c ik
En we lossen op voor v i :
v ik = 0,5 M 250 ml / 17,83 M
= 7,010 ml
Om vervolgens 250 ml van een 0,5 M zwavelzuuroplossing te bereiden, wordt een portie water in de maatkolf gedaan om spatten te voorkomen, en wordt 7,010 ml geconcentreerd zwavelzuur toegevoegd en met water aangevuld tot 250 ml.
Oefening 3
Hoeveel ml water moet worden toegevoegd aan 50 ml aan een 0,25 M calciumchloride (CaCl 2 ) -oplossing om een 0,0125 M CaCl 2- oplossing te bereiden ?
Nogmaals, er is geen massaverlies van CaCl 2 als het eenmaal is verdund:
v ik c ik = v f c f
We isoleren en lossen op voor v f :
v f = v ik c ik / c f
= 50 ml 0,25 M / 0,0125 M
= 1.000 ml
Hoeveelheid toe te voegen water = v f - v i
1.000 ml - 50 ml = 950 ml
Daarom is het nodig om 950 ml water toe te voegen aan 50 ml aan de calciumchloride-oplossing van 0,5 M. Op deze manier wordt 1000 ml 0,0125 M calciumchloride-oplossing bereid.
Referenties
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
- Wikipedia. (2020). Verdunning (vergelijking). Hersteld van: en.wikipedia.org
- Jessie A. Key. (sf). Verdunningen en concentraties. Hersteld van: opentextbc.ca
- ChemTeam. (sf). Verdunning: definitie en berekeningen. Hersteld van: chemteam.info
- David R. Caprette. (2012). Verdunningen maken. Hersteld van: ruf.rice.edu