VERDUNNINGSFACTOR: WAARUIT HET BESTAAT, HOE U HET KUNT KRIJGEN, VOORBEELDEN - CHEMIE - 2026

De verdunningsfactor (DF) is een getal dat aangeeft hoe vaak een oplossing moet worden verdund om een ​​lagere concentratie te verkrijgen. De oplossing kan een vaste, vloeibare of gasvormige opgeloste stof bevatten. Daarom hangt de concentratie af van het aantal deeltjes van de opgeloste stof en het totale volume V.

Op het gebied van chemie worden veel uitdrukkingen van concentratie gebruikt: onder meer percentage, molair (M), normaal (N). Elk van hen is afhankelijk van een eindige hoeveelheid opgeloste stof; van gram, kilogram of mollen tot equivalenten. Bij het verlagen van dergelijke concentraties is de DF echter van toepassing op al deze uitdrukkingen.

Bron: door Geen machineleesbare auteur opgegeven. Leridant ~ commonswiki aangenomen (op basis van auteursrechtclaims). , via Wikimedia Commons

Een voorbeeld van een opeenvolgende verdunning van grenadine wordt getoond in de bovenstaande afbeelding. Merk op dat van links naar rechts de rode kleur lichter wordt; wat gelijk is aan een lagere concentratie grenadine.

Met de verdunningsfactor kunt u bepalen hoe verdund het laatste glas wordt vergeleken met het eerste. Dus in plaats van de simpele organoleptische eigenschappen, kan met FD het experiment worden herhaald uit dezelfde fles grenadine (stamoplossing); zodat op deze manier wordt verzekerd dat de concentraties van de nieuwe schepen gelijk zijn.

De concentratie grenadine kan in elke eenheid worden uitgedrukt; Het volume van de vaten is echter constant, en om de berekeningen te vergemakkelijken worden de volumes grenadine opgelost in water gewoon gebruikt. De som hiervan is gelijk aan V: het totale vloeistofvolume in het glas.

Net als bij de grenadine in het voorbeeld, gebeurt het in het laboratorium met elk ander reagens. Er worden geconcentreerde voorraadoplossingen bereid, waaruit aliquots worden genomen, en verdund om meer verdunde oplossingen te verkrijgen. Op deze manier probeert het de risico's in het laboratorium en het verlies van reagentia te verminderen.

Wat is de verdunningsfactor?

Verdunning

Verdunning is een procedure waarmee de concentratie van een oplossing of de dichtheid ervan kan worden verlaagd. Het verminderen van de intensiteit van de kleur in een oplossing van een kleurstof kan ook als een verdunning worden beschouwd.

Om een ​​oplossing met succes tot een bepaalde concentratie te verdunnen, is het eerste wat u moet doen, weten hoeveel keer de concentratie van de stamoplossing groter is dan de concentratie van de verdunde oplossing.

Het is dus bekend hoe vaak de oorspronkelijke oplossing moet worden verdund om een ​​oplossing met de gewenste concentratie te verkrijgen. Het aantal keren is wat bekend staat als de verdunningsfactor. En hierin bestaat het, in een dimensieloze fractie, wat duidt op een verdunning.

Factoren

Het is gebruikelijk om een ​​verdunning te vinden die bijvoorbeeld als volgt wordt uitgedrukt: 1/5, 1/10, 1/100, etc. Wat betekent dit? Het geeft eenvoudig aan dat om een ​​oplossing met de gewenste concentratie te verkrijgen, de voorraadoplossing zo vaak moet worden verdund als aangegeven door de noemer van de genoemde fractie.

Als bijvoorbeeld de 1/5 verdunning wordt gebruikt, moet de oorspronkelijke oplossing 5 keer worden verdund om een ​​oplossing met deze concentratie te verkrijgen. Daarom is het getal 5 de verdunningsfactor. Dit vertaalt zich als volgt: de 1/5 oplossing is vijf keer zo verdund als de moeder.

Hoe maak je zo'n oplossing klaar? Als 1 ml van de voorraadoplossing wordt ingenomen, moet dit volume worden vervijfvoudigd, zodat de concentratie van de opgeloste stof wordt verdund met een factor 1/5. Dus als het wordt verdund met water (zoals in het grenadinevoorbeeld), moet aan 1 ml van deze oplossing 4 ml water worden toegevoegd (1 + 4 = 5 ml eindvolume V _F ).

Vervolgens zullen we bespreken hoe u de DF kunt aftrekken en berekenen.

Hoe kom je aan de verdunningsfactor?

Aftrek

Om een ​​verdunning te bereiden, wordt een volume van een begin- of voorraadoplossing in een maatkolf gebracht, waar water wordt toegevoegd totdat de meetcapaciteit van de maatkolf is voltooid.

In dit geval wordt bij het toevoegen van water aan de maatkolf geen opgeloste massa toegevoegd. De massa van de opgeloste stof of oplossing blijft dus constant:

m _ik = m _f (1)

m _i = massa van de aanvankelijke opgeloste stof (in de geconcentreerde oplossing).

En m _f = massa van de uiteindelijke opgeloste stof (in de verdunde oplossing).

Maar m = V x C.Vervanging in vergelijking (1), hebben we:

V _ik X C _ik = V _f X C _f (2)

V _i = volume van de voorraad of initiële oplossing die werd gebruikt om de verdunning te maken.

C _i = concentratie van de voorraad of de oorspronkelijke oplossing.

V _f = volume van de verdunde oplossing die werd bereid.

C _f = concentratie van de verdunde oplossing.

Vergelijking 2 kan als volgt worden geschreven:

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

Twee geldige uitdrukkingen voor FD

Maar C _i / C _{f is} per definitie de verdunningsfactor , omdat het de tijden aangeeft dat de concentratie van de voorraad of de oorspronkelijke oplossing groter is in verhouding tot de concentratie van de verdunde oplossing. Daarom geeft het de verdunning aan die moet worden uitgevoerd om de verdunde oplossing uit de voorraadoplossing te bereiden.

Evenzo kan uit de waarneming van vergelijking 3 worden geconcludeerd dat de V _f / V _i-relatie een andere manier is om de verdunningsfactor te verkrijgen . Dat wil zeggen, elk van de twee uitdrukkingen (C _i / C _f , V _f / V _i ) is geldig om FD te berekenen. Het gebruik van de een of de ander hangt af van de beschikbare gegevens.

Voorbeelden

voorbeeld 1

Een 0,3 M NaCl-oplossing werd gebruikt om een ​​verdunde 0,015 M NaCl-oplossing te bereiden Bereken de waarde van de verdunningsfactor.

De verdunningsfactor is 20. Dit geeft aan dat om de verdunde 0,015 M NaCl-oplossing te bereiden, de 0,3 M NaCl-oplossing 20 keer moest worden verdund:

FD = C _ik / C _f

0,3 miljoen / 0,015 miljoen

twintig

Voorbeeld 2

Wetende dat de verdunningsfactor 15 is: welk volume water had aan 5 ml geconcentreerde glucoseoplossing moeten worden toegevoegd om de gewenste verdunning te verkrijgen?

Als eerste stap wordt het volume van de verdunde oplossing (V _f ) berekend . Eenmaal berekend, wordt hieruit het volume water dat wordt toegevoegd om de verdunning te maken, berekend.

FD = V _f / V _ik .

V _f = FD x V _ik

15 x 5 ml

75 ml

Toegevoegd volume water = 75 ml - 5 ml

70 ml

Om vervolgens de verdunde oplossing met een verdunningsfactor van 15 te bereiden, werd 70 ml water toegevoegd aan 5 ml van de geconcentreerde oplossing om het uiteindelijke volume van 75 ml te maken.

Voorbeeld 3

De concentratie van een fructose-stamoplossing is 10 g / l. Het is gewenst om er een fructose-oplossing van te bereiden met een concentratie van 0,5 mg / ml. 20 ml van de stockoplossing nemen om de verdunning te maken: wat moet het volume van de verdunde oplossing zijn?

De eerste stap bij het oplossen van het probleem is het berekenen van de verdunningsfactor (DF). Eenmaal verkregen, wordt het volume van de verdunde oplossing (V _f ) berekend .

Maar voordat u de voorgestelde berekening maakt, is het nodig om de volgende opmerking te maken: we moeten de hoeveelheden fructoseconcentraties in dezelfde eenheden plaatsen. In dit specifieke geval komt 10 g / L overeen met 10 mg / ml, deze situatie wordt geïllustreerd door de volgende transformatie:

(mg / ml) = (g / l) x (1.000 mg / g) x (l / 1.000 ml)

Dus:

10 g / l = 10 mg / ml

Verdergaan met de berekeningen:

FD = C _ik / C _f

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

vijftig

Maar aangezien V _f = FD x V _i

V _f = 50 x 20 mL

1.000 ml

Vervolgens werd 20 ml van de 10 g / l fructose-oplossing verdund tot 1 liter 0,2 g / l oplossing.

Voorbeeld 4

Een methode om seriële verdunningen te maken zal worden geïllustreerd. Er is een glucose-oplossing met een concentratie van 32 mg / 100 ml, en daaruit is het wenselijk om door verdunning een reeks glucoseoplossingen te bereiden met concentraties: 16 mg / 100 ml, 8 mg / 100 ml, 4 mg / 100 ml, 2 mg / 100 ml en 1 mg / 100 ml.

Werkwijze

5 reageerbuisjes zijn gelabeld voor elk van de concentraties die in de verklaring worden aangegeven. In elk van hen wordt bijvoorbeeld 2 ml water geplaatst.

Vervolgens wordt aan buis 1 met water 2 ml van de voorraadoplossing toegevoegd. De inhoud van buisje 1 wordt geschud en 2 ml van de inhoud wordt overgebracht naar buisje 2. Op zijn beurt wordt buisje 2 geschud en wordt 2 ml van de inhoud overgebracht naar buisje 3; ga op dezelfde manier te werk met buisjes 4 en 5.

Uitleg

2 ml water en 2 ml van de voorraadoplossing met een glucoseconcentratie van 32 mg / 100 ml worden toegevoegd aan buis 1. Dus de uiteindelijke glucoseconcentratie in deze buis is 16 mg / 100 ml.

Aan buis 2 wordt 2 ml water en 2 ml van de inhoud van buis 1 toegevoegd met een glucoseconcentratie van 16 mg / 100 ml. Vervolgens wordt in buis 2 de concentratie van buis 1 2 keer verdund (DF). De uiteindelijke glucoseconcentratie in deze buis is dus 8 mg / 100 ml.

2 ml water en 2 ml van de inhoud van buis 2 worden toegevoegd aan buis 3, met een glucoseconcentratie van 8 mg / 100 ml. En net als de andere twee buisjes is de concentratie in tweeën verdeeld: 4 mg / 100 ml glucose in buis 3.

Om de hierboven uiteengezette reden is de uiteindelijke glucoseconcentratie in buisjes 4 en 5 respectievelijk 2 mg / 100 ml en 1 mg / 100 ml.

De DF van buizen 1, 2, 3, 4 en 5, ten opzichte van de voorraadoplossing, zijn respectievelijk 2, 4, 8, 16 en 32.

Referenties

1. Aus e Tute. (sf). Verdunningsfactor Berekeningen. Genomen uit: ausetute.com.au
2. JT (zd). Verdunningsfactor. . Genomen uit: csus.edu
3. Verdunningen helpen. (sf). Genomen uit: uregina.ca
4. Joshua. (5 juni 2011). Verschil tussen verdunning en verdunningsfactor. DifferenceBetween.net. Hersteld van: differencebetween.net
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie. (8e ed.). CENGAGE Leren.
6. Innoveren. (11 maart 2014). Seriële verdunningen. Hersteld van: 3.uah.es