ปัจจัยการเจือจาง: ประกอบด้วยอะไรบ้างวิธีการรับตัวอย่าง - เคมี

ปัจจัยที่ทำให้เจือจาง (DF) เป็นตัวเลขที่แสดงจำนวนครั้งการแก้ปัญหาจะต้องมีการปรับลดเพื่อให้ได้ความเข้มข้นต่ำกว่า สารละลายอาจมีทั้งของแข็งของเหลวหรือตัวถูกละลายที่เป็นก๊าซละลาย ดังนั้นความเข้มข้นของมันขึ้นอยู่กับจำนวนอนุภาคของตัวถูกละลายและปริมาตรรวม V.

ในสาขาเคมีใช้นิพจน์ของความเข้มข้นหลายอย่าง ได้แก่ เปอร์เซ็นต์โมลาร์ (M) ปกติ (N) และอื่น ๆ แต่ละตัวขึ้นอยู่กับตัวถูกละลายจำนวน จำกัด ตั้งแต่กรัมกิโลกรัมหรือโมลจนถึงเทียบเท่า อย่างไรก็ตามเมื่อลดความเข้มข้นดังกล่าว DF จะใช้กับนิพจน์เหล่านี้ทั้งหมด

ที่มา: โดยไม่มีผู้เขียนที่อ่านได้จากเครื่อง Leridant ~ commonswiki สันนิษฐาน (ขึ้นอยู่กับการร้องเรียนการละเมิดลิขสิทธิ์) , ผ่าน Wikimedia Commons

ตัวอย่างของการเจือจางอย่างต่อเนื่องของเกรนาดีนแสดงอยู่ในภาพด้านบน สังเกตว่าจากซ้ายไปขวาสีแดงจะจางลง ซึ่งเท่ากับความเข้มข้นต่ำกว่าของเกรนาดีน

ปัจจัยการเจือจางช่วยให้คุณระบุได้ว่าแก้วสุดท้ายเจือจางอย่างไรเมื่อเทียบกับแก้วแรก ดังนั้นแทนที่จะเป็นคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสที่เรียบง่ายด้วย FD การทดลองสามารถทำซ้ำได้จาก grenadine ขวดเดียวกัน (สารละลายสต็อก) ดังนั้นจึงมั่นใจได้ว่าความเข้มข้นของภาชนะใหม่จะเท่ากัน

ความเข้มข้นของเกรนาดีนสามารถแสดงเป็นหน่วยใดก็ได้ อย่างไรก็ตามปริมาตรของภาชนะจะคงที่และเพื่อความสะดวกในการคำนวณจึงใช้ปริมาตรของเกรนาดีนที่ละลายในน้ำ ผลรวมของสิ่งเหล่านี้จะเท่ากับ V: ปริมาตรทั้งหมดของของเหลวในแก้ว

เช่นเดียวกับเกรนาดีนในตัวอย่างมันเกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการพร้อมกับรีเอเจนต์อื่น ๆ มีการเตรียมสารละลายสต็อกเข้มข้นซึ่งจะนำมาผสมและเจือจางเพื่อให้ได้สารละลายเจือจางมากขึ้น ด้วยวิธีนี้จะพยายามลดความเสี่ยงในห้องปฏิบัติการและการสูญเสียน้ำยา

ปัจจัยเจือจางคืออะไร?

เจือจาง

การเจือจางเป็นขั้นตอนที่ช่วยลดความเข้มข้นของสารละลายหรือความหนาแน่น การลดความเข้มของสีในสารละลายของสีถือได้ว่าเป็นการเจือจาง

ในการเจือจางสารละลายให้มีความเข้มข้นที่แน่นอนสิ่งแรกที่ต้องทำคือต้องทราบว่าความเข้มข้นของสารละลายสต็อกมีค่ามากกว่าความเข้มข้นของสารละลายเจือจางกี่เท่า

ดังนั้นจึงทราบว่าต้องเจือจางสารละลายเริ่มต้นกี่ครั้งเพื่อให้ได้สารละลายที่มีความเข้มข้นที่ต้องการ จำนวนครั้งคือสิ่งที่เรียกว่าปัจจัยการเจือจาง และในนี้ประกอบด้วยเศษส่วนไร้มิติซึ่งบ่งบอกถึงการเจือจาง

ปัจจัย

เป็นเรื่องปกติที่จะพบการเจือจางที่แสดงออกตัวอย่างเช่น 1/5, 1/10, 1/100 เป็นต้น สิ่งนี้หมายความว่า? เพียงแค่บ่งบอกว่าในการได้สารละลายที่มีความเข้มข้นที่ต้องการสารละลายสต็อกจะต้องเจือจางหลาย ๆ ครั้งตามที่ระบุโดยตัวส่วนของเศษส่วนที่ระบุชื่อ

ตัวอย่างเช่นหากใช้การเจือจาง 1/5 สารละลายเริ่มต้นจะต้องเจือจาง 5 เท่าเพื่อให้ได้สารละลายที่มีความเข้มข้นนี้ ดังนั้นเลข 5 คือปัจจัยเจือจาง ซึ่งแปลได้ดังนี้: สารละลาย 1/5 มีความเจือจางมากกว่าแม่ห้าเท่า

เตรียมวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวอย่างไร? หากใช้สารละลายสต็อก 1 มล. ปริมาตรนี้จะต้องเป็นสี่เท่าเพื่อให้ความเข้มข้นของตัวถูกเจือจางลงโดยปัจจัย 1/5 ดังนั้นถ้าจะเจือจางด้วยน้ำ (ดังตัวอย่างเกรนาดีน) ต้องเติมน้ำ 4 มล. ลงในสารละลายนี้ 1 มล. (1 + 4 = 5 มล. ของปริมาตรสุดท้าย V _F )

ต่อไปเราจะพูดถึงวิธีการหักและคำนวณ DF

คุณได้รับปัจจัยการเจือจางอย่างไร?

การหัก

ในการเตรียมการเจือจางปริมาตรของสารละลายเริ่มต้นหรือสต็อกจะถูกนำไปยังขวดวัดปริมาตรโดยเติมน้ำเข้าไปจนกว่าความสามารถในการวัดของขวดวัดปริมาตรจะเสร็จสมบูรณ์

ในกรณีนี้เมื่อเติมน้ำเข้าไปในขวดวัดปริมาตรจะไม่มีการเติมมวลตัวถูกละลาย ดังนั้นมวลของตัวถูกละลายหรือสารละลายจึงคงที่:

ม_ผม = ม_f (1)

m _i = มวลของตัวถูกละลายเริ่มต้น (ในสารละลายเข้มข้น)

และ m _f = มวลของตัวถูกละลายสุดท้าย (ในสารละลายเจือจาง)

แต่ m = V x C การแทนที่ในสมการ (1) เรามี:

V _ผม x C _ผม = V _f x C _f (2)

V _i = ปริมาตรของสต็อกหรือสารละลายเริ่มต้นที่นำไปทำการเจือจาง

C _i = ความเข้มข้นของสต็อกหรือสารละลายเริ่มต้น

V _f = ปริมาตรของสารละลายเจือจางที่เตรียมไว้

C _f = ความเข้มข้นของสารละลายเจือจาง

สมการ 2 สามารถเขียนได้ดังนี้:

C _ฉัน / C _f = V _f / V _ฉัน (3)

สองนิพจน์ที่ถูกต้องสำหรับ FD

แต่ C _i / C _fตามความหมายคือDilution Factorเนื่องจากระบุเวลาที่ความเข้มข้นของสต็อกหรือสารละลายเริ่มต้นมีค่ามากกว่าเมื่อเทียบกับความเข้มข้นของสารละลายเจือจาง ดังนั้นจึงบ่งชี้ถึงการเจือจางที่ต้องดำเนินการเพื่อเตรียมสารละลายเจือจางจากสารละลายสต็อก

ในทำนองเดียวกันจากการสังเกตของสมการ 3 สามารถสรุปได้ว่าความสัมพันธ์ V _f / V _iเป็นอีกวิธีหนึ่งในการได้รับปัจจัยการเจือจาง นั่นคือหนึ่งในสองนิพจน์ (C _i / C _f , V _f / V _i ) ใช้ได้ในการคำนวณ FD การใช้อย่างใดอย่างหนึ่งจะขึ้นอยู่กับข้อมูลที่มีอยู่

ตัวอย่าง

ตัวอย่าง 1

ใช้สารละลาย NaCl 0.3 M เพื่อเตรียมสารละลาย NaCl 0.015 M แบบเจือจางคำนวณหาค่าของปัจจัยการเจือจาง

ปัจจัยการเจือจางคือ 20 ซึ่งบ่งชี้ว่าในการเตรียมสารละลาย 0.015 M NaCl เจือจางสารละลาย 0.3 M NaCl จะต้องเจือจาง 20 เท่า:

FD = C _i / C _ฉ

0.3 ม. / 0.015 ม

ยี่สิบ

ตัวอย่าง 2

เมื่อทราบว่าปัจจัยการเจือจางคือ 15: ควรเติมน้ำในปริมาตรเท่าใดลงในสารละลายน้ำตาลกลูโคสเข้มข้น 5 มิลลิลิตรเพื่อทำให้เจือจางตามต้องการ

ในขั้นตอนแรกจะคำนวณปริมาตรของสารละลายเจือจาง (V _f ) เมื่อคำนวณแล้วจากนี้จะคำนวณปริมาตรน้ำที่เติมเพื่อทำการเจือจาง

FD = V _f / V _i .

V _f = FD x V _i

15 x 5 มล

75 มล

เพิ่มปริมาตรน้ำ = 75 มล. - 5 มล

70 มล

จากนั้นในการเตรียมสารละลายเจือจางด้วยปัจจัยเจือจาง 15 ให้เติมน้ำ 70 มล. ลงในสารละลายเข้มข้น 5 มล. เพื่อให้ได้ปริมาตรสุดท้าย 75 มล.

ตัวอย่างที่ 3

ความเข้มข้นของสารละลายสต็อกฟรุกโตสคือ 10 กรัม / ลิตร เป็นที่ต้องการในการเตรียมสารละลายฟรุกโตสที่มีความเข้มข้น 0.5 มก. / มล. นำสารละลายสต็อก 20 มล. มาทำการเจือจางปริมาตรของสารละลายเจือจางควรเป็นเท่าใด?

ขั้นตอนแรกในการแก้ปัญหาคือการคำนวณปัจจัยการเจือจาง (DF) เมื่อได้มาแล้วจะคำนวณปริมาตรของสารละลายเจือจาง (V _f )

แต่ก่อนที่จะทำการคำนวณที่เสนอจำเป็นต้องทำการสังเกตต่อไปนี้: เราต้องวางปริมาณความเข้มข้นของฟรุกโตสไว้ในหน่วยเดียวกัน ในกรณีนี้ 10 g / L เทียบเท่ากับ 10 mg / mL สถานการณ์นี้แสดงโดยการเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้:

(mg / mL) = (g / L) x (1,000 mg / g) x (L / 1,000 mL)

ดังนั้น:

10 ก. / ลิตร = 10 มก. / มล

ดำเนินการต่อด้วยการคำนวณ:

FD = C _i / C _ฉ

DF = (10 มก. / มล.) / (0.2 มก. / มล.)

ห้าสิบ

แต่เนื่องจาก V _f = FD x V _i

V _f = 50 x 20 มล

1,000 มล

จากนั้น 20 มล. ของสารละลายฟรุกโตส 10g / L เจือจางเป็น 1L ของสารละลาย 0.2g / L

ตัวอย่างที่ 4

จะมีการแสดงวิธีการเจือจางแบบอนุกรม มีสารละลายกลูโคสที่มีความเข้มข้น 32 มก. / 100 มล. และจากนั้นควรเตรียมโดยการเจือจางชุดของสารละลายน้ำตาลกลูโคสที่มีความเข้มข้น: 16 มก. / 100 มล., 8 มก. / 100 มล., 4 มก. / 100 มล. 2 มก. / 100 มล. และ 1 มก. / 100 มล.

กระบวนการ

มีฉลากหลอดทดลอง 5 หลอดสำหรับแต่ละความเข้มข้นที่ระบุไว้ในแถลงการณ์ ในแต่ละอย่างจะมีน้ำ 2 มล.

จากนั้นใส่น้ำ 1 หลอดลงในสารละลายสต็อก 2 มล. เนื้อหาของหลอด 1 ถูกเขย่าและ 2 มล. ของเนื้อหาจะถูกถ่ายโอนไปยังหลอด 2 ในทางกลับกันหลอด 2 จะถูกเขย่าและ 2 มล. ของเนื้อหาจะถูกถ่ายโอนไปยังหลอด 3 ดำเนินการในลักษณะเดียวกันกับท่อ 4 และ 5

คำอธิบาย

เพิ่มน้ำ 2 มล. และสารละลายสต็อก 2 มล. ที่มีความเข้มข้นของกลูโคส 32 มก. / 100 มล. ลงในหลอด 1 ดังนั้นความเข้มข้นของกลูโคสสุดท้ายในหลอดนี้คือ 16 มก. / 100 มล.

ในหลอด 2 น้ำ 2 มล. และ 2 มล. ของเนื้อหาของหลอด 1 จะถูกเพิ่มด้วยความเข้มข้นของกลูโคส 16 มก. / 100 มล. จากนั้นในหลอด 2 ความเข้มข้นของท่อ 1 จะเจือจาง 2 เท่า (DF) ดังนั้นความเข้มข้นของกลูโคสสุดท้ายในหลอดนี้คือ 8 มก. / 100 มล.

เพิ่มน้ำ 2 มล. และ 2 มล. ของหลอด 2 ลงในท่อ 3 โดยมีความเข้มข้นของกลูโคส 8 มก. / 100 มล. และเช่นเดียวกับอีกสองหลอดความเข้มข้นจะแบ่งออกเป็นสอง: 4 มก. / 100 มล. ของกลูโคสในหลอด 3

ด้วยเหตุผลที่อธิบายไว้ข้างต้นความเข้มข้นของกลูโคสสุดท้ายในท่อที่ 4 และ 5 คือ 2 มก. / 100 มล. และ 1 มก. / 100 มล.

DF ของท่อ 1, 2, 3, 4 และ 5 ที่สัมพันธ์กับสารละลายสต็อกคือ 2, 4, 8, 16 และ 32 ตามลำดับ

อ้างอิง

Aus e Tute. (เอสเอฟ) การคำนวณปัจจัยเจือจาง นำมาจาก: ausetute.com.au
JT (nd). ปัจจัยการเจือจาง . นำมาจาก: csus.edu
ช่วยเจือจาง (เอสเอฟ) นำมาจาก: uregina.ca
โจชัว (5 มิถุนายน 2554). ความแตกต่างระหว่างการเจือจางและปัจจัยการเจือจาง DifferenceBetween.net ดึงมาจาก: differencebetween.net
Whitten, Davis, Peck & Stanley เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
สร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ ให้คุณ (11 มีนาคม 2557). การเจือจางแบบอนุกรม กู้คืนจาก: 3.uah.es

ปัจจัยการเจือจาง: ประกอบด้วยอะไรบ้างวิธีการรับตัวอย่าง - เคมี - 2025