การเจือจาง: แนวคิดวิธีการทำตัวอย่างแบบฝึกหัด - เคมี

การเจือจางเป็นกระบวนการที่ความเข้มข้นของสารละลายโดยทั่วไปจะลดลงเมื่อเติมตัวเจือจาง อย่างไรก็ตามการเจือจางอาจเกิดขึ้นได้โดยกระบวนการที่เอาตัวถูกละลายออกจากสารละลาย

ขั้นตอนสุดท้ายนี้แม้จะฟังดูแปลก แต่ก็เป็นกิจวัตรประจำวันในครัวเมื่อใส่มันฝรั่งลงในอาหารที่มีรสเค็มมากเพื่อขจัดเกลือส่วนเกิน อาหารจะมีรสเค็มน้อยลงเนื่องจากมันฝรั่งดูดซับเกลือไว้

เนื่องจากสารละลายฟีนอฟทาลีนที่เป็นน้ำจะถูกเจือจางสีของมันจึงจางลง ที่มา: pxhere.

การเจือจางที่ดำเนินการหรือที่จะดำเนินการแสดงในรูปแบบเช่น 1/5 ซึ่งหมายความว่าในการเจือจางจะมีการใช้ปริมาตรของสารละลายเข้มข้นและเพิ่มตัวเจือจางสี่ปริมาตร มักจะเป็นน้ำ ในกรณีนี้เลข 5 แสดงถึงปัจจัยการเจือจาง

ปัจจัยการเจือจางคือผลหารระหว่างความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลายและความเข้มข้นสุดท้ายของสารละลายเจือจาง ในทำนองเดียวกันปัจจัยการเจือจางคือผลหารระหว่างปริมาตรของสารละลายที่เจือจางและปริมาตรของสารละลายเข้มข้นที่ถูกนำไปทำการเจือจาง

การเจือจางทำได้อย่างไร?

การให้เหตุผลเชิงทฤษฎี

ในการเตรียมการเจือจางจะต้องนำสารละลายเข้มข้นปริมาตรหนึ่งไปยังภาชนะบรรจุโดยเติมตัวเจือจางจนกระทั่งถึงปริมาตรที่คำนวณได้สำหรับสารละลายที่เจือจาง

มวลของตัวถูกละลายที่นำมาจากสารละลายเข้มข้นเพื่อทำให้เจือจางเท่ากับมวลของตัวถูกละลายที่อยู่ในภาชนะที่ใช้ในการทำให้เจือจาง

ม_ผม = ม_ฉ

โดยที่ m _{i คือ}มวลของตัวถูกละลายในสารละลายเข้มข้นที่ใช้ในการทำให้เจือจางและ m _{f คือ}มวลของตัวถูกละลายในสารละลายเจือจาง เรารู้ด้วยว่า:

m _ฉัน v = _ฉันค_ฉัน

ม_f = v _f c _f

จากนั้นแทนที่:

v _ฉัน c _ฉัน = v _f c _f

การเขียนสมการใหม่:

c _ผม / c _f = v _f / v _i

c _i / c _fคือปัจจัยการเจือจาง (จำเป็นต้องเจือจางสารละลายเข้มข้นกี่ครั้ง) อย่างไรก็ตาม v _f / v _iยังนับเป็นปัจจัยเจือจาง

ใบสมัคร

หากต้องการเตรียมการเจือจางคุณต้องทราบว่าต้องเจือจางสารละลายเข้มข้นกี่ครั้งจึงจะได้ความเข้มข้นที่ต้องการของสารละลายเจือจาง (ปัจจัยการเจือจาง) ในการทำเช่นนี้ให้แบ่งความเข้มข้นของสารละลายเข้มข้นด้วยความเข้มข้นของสารละลายที่เจือจาง

แต่: ต้องใช้สารละลายเข้มข้นในปริมาตรเท่าใดจึงจะเจือจางได้? หากทราบปริมาตรสุดท้ายของสารละลายเจือจาง (v _f ) และปัจจัยการเจือจางจะสามารถทราบปริมาตรของสารละลายเข้มข้นได้ง่าย (v _i ) ซึ่งจำเป็นต่อการเจือจางที่ต้องการ:

v _ผม = v _f / FD

กระบวนการ

ปริมาตรของสารละลายเข้มข้นที่คำนวณได้ (v _i ) วัดโดยใช้ปิเปตหรือทรงกระบอกที่สำเร็จการศึกษาแล้วเทลงในขวดวัดปริมาตร จากนั้นจึงเติมสารเจือจางลงไปจนกระทั่งถึงความจุของขวดซึ่งระบุปริมาตรของสารละลายเจือจาง (v _f )

การเจือจางแบบอนุกรม

การเจือจางประเภทนี้มักใช้ในการวิเคราะห์เชิงปริมาตร สำหรับสิ่งนี้หลอดทดลองจะถูกจัดเรียงเป็นอนุกรมและในแต่ละหลอดจะมีการเติมน้ำปราศจากไอออนในปริมาตรเดียวกัน ตัวอย่างเช่น 2 มล.

สามารถเตรียมการเจือจางในซีรั่ม 1/5 แยกกันได้ จากนั้นเติมซีรั่มเจือจาง 2 มล. ลงในหลอดแรกที่มีน้ำ 2 มล. หลอดถูกเขย่าอย่างถูกต้องและ 2 มล. ของส่วนผสมนี้จะถูกถ่ายโอนไปยังหลอด 2

จากนั้นให้ผสมหลอด 2 ให้เข้ากันและ 2 มล. ของเนื้อหาจะถูกถ่ายโอนไปยังหลอด 3 และต่อไปจนกว่าจะครบชุดของหลอด อันเป็นผลมาจากขั้นตอนนี้จึงมีหลอดทดลองที่มีการเจือจางในซีรั่ม 1/10, 1/20, 1/40 …

ตัวอย่างของการเจือจาง

ตัวอย่างของการเจือจาง ได้แก่ :

- เจือจางสารละลาย NaCl 5 M 1/10 เพื่อให้ได้สารละลาย 0.5 M NaCl

- การเติมน้ำหรือสารเจือจางอื่น ๆ ลงในสีเพื่อลดความเข้มของสีหรือเพื่อลดความหนืด

- การเติมนมลงในกาแฟเพื่อลดความเข้มข้นของกาแฟและให้รสชาติที่นุ่มนวลและหวานขึ้น

- เจือจางน้ำมะนาวด้วยน้ำเพื่อลดความเข้มข้นของความเป็นกรด

- ทำให้ซีรั่มเจือจางเพื่อทำการไตเตรทของแอนติบอดีที่มีอยู่

การออกกำลังกาย

แบบฝึกหัด 1

ต้องเจือจางสารละลาย 0.5 M NaCl กี่ครั้งจึงจะได้สารละลาย 0.025 M 1 ลิตรและปริมาตรของสารละลาย 0.5 M NaCl ที่ต้องใช้ในการเตรียมสารละลายเจือจางนี้จะเป็นเท่าใด

เราเริ่มจากปัจจัยการเจือจาง:

FD = c _i / c _ฉ

เรามีข้อมูลทั้งหมด:

c _i = ความเข้มข้นเริ่มต้น (0.5 M)

c _f = สมาธิขั้นสุดท้าย (0.025 M)

ดังนั้นเราจึงคำนวณ FD:

FD = 0.5M / 0.025M

= 20

สารละลาย 0.5 M NaCl ต้องเจือจาง 20 เท่าเพื่อให้ได้สารละลาย 0.025 M NaCl

ด้วยค่า DF นี้เราสามารถคำนวณปริมาตรเริ่มต้นที่จะนำมาจากสารละลายเข้มข้นสำหรับการเจือจางนี้:

FD = v _f / v _i

เราแยก v _iและแก้ปัญหา:

v _ผม = 1 L / 20

= 0.05 ล

= 50 มล

ดังนั้นจึงต้องใช้สารละลาย 0.5 M NaCl 50 มล. เพื่อเตรียมสารละลาย 0.025 M NaCl หนึ่งลิตร

แบบฝึกหัด 2

ต้องใช้รีเอเจนต์กรดซัลฟิวริก (H ₂ SO ₄ ) กี่มล. ที่มีความเข้มข้น 95% (m / m) และความหนาแน่น 1.84 g / mL เพื่อเตรียมสารละลายกรดซัลฟิวริก 250 มล. 0.5 ม.? น้ำหนักโมเลกุลของกรดซัลฟิวริก: 98 ก. / โมล

ขั้นตอนแรกคือการคำนวณโมลาริตีของกรดซัลฟิวริกเข้มข้น:

m = v ง

เรากำหนดมวลของ H ₂ SO _{4 ที่}สอดคล้องกับสารละลายด้วยความหนาแน่นที่กำหนด:

m = 1,000 มล. 1.84 ก. / มล

= 1,840 ก

เนื่องจากกรดซัลฟิวริกมีความบริสุทธิ์ 95% จึงต้องคำนวณมวลที่แท้จริง:

ม. = 1,840 ก. (95/100)

= 1,748 ก

เนื่องจากมีการสันนิษฐานสารละลาย95% H ₂ SO ₄หนึ่งลิตรโมลที่มีอยู่ในกรัมเหล่านี้จะให้โมลาริตีแก่เราโดยตรง:

M = (1,748 ก. / ล.) / (98 ก. / โมล)

= 17.83

เรารู้ว่ามวลของ H ₂ SO ₄ที่เจือจางนั้นเท่ากันก่อนและหลังการเจือจาง:

ม_ผม = ม_ฉ

c _i v _i = c _f v _f

v _i = c _f · v _f / c _i

และเราแก้ปัญหาสำหรับ v _i :

v _ผม = 0.5 M 250 mL / 17.83 M

= 7.010 มล

จากนั้นในการเตรียมสารละลายกรดซัลฟิวริก 0.5 ม. 250 มล. น้ำส่วนหนึ่งจะถูกวางไว้ในขวดวัดปริมาตรเพื่อป้องกันการกระเด็นและเติมกรดซัลฟิวริกเข้มข้น 7.010 มล. และเติมน้ำได้ถึง 250 มล.

แบบฝึกหัด 3

ต้องเติมน้ำใน 50 มล. ลงในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์0.25 ม. (CaCl ₂ ) กี่มล. เพื่อเตรียมสารละลาย0.0125 M CaCl ₂

อีกครั้งไม่มีการสูญเสียมวลของ CaCl ₂เมื่อเจือจาง:

v _ฉัน c _ฉัน = v _f c _f

เราแยกและแก้ปัญหาสำหรับ v _f :

v _f = v _i c _i / c _ฉ

= 50 มล. 0.25 ม. / 0.0125 ม

= 1,000 มล

ปริมาตรน้ำที่เติม = v _{f -} v _i

1,000 มล. - 50 มล. = 950 มล

จึงจำเป็นต้องเติมน้ำ 950 มล. ถึง 50 มล. ลงในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ 0.5 ม. ด้วยวิธีนี้จะเตรียมสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ 0.0125 ม. 1,000 มล.

อ้างอิง

Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
วิกิพีเดีย (2020) การเจือจาง (สมการ) สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
เจสซี่อ. คีย์ (เอสเอฟ) การเจือจางและความเข้มข้น ดึงมาจาก: opentextbc.ca
ChemTeam (เอสเอฟ) การเจือจาง: ความหมายและการคำนวณ กู้คืนจาก: chemteam.info
เดวิดอาร์. Caprette (2012) การทำให้เจือจาง กู้คืนจาก: ruf.rice.edu

การเจือจาง: แนวคิดวิธีการทำตัวอย่างแบบฝึกหัด - เคมี - 2025