FORTYNDING: KONCEPT, HVORDAN MAN GØR DET, EKSEMPLER, ØVELSER - KEMI

Den fortynding er en proces, hvor koncentrationen af en opløsning, generelt falder med tilsætning af et fortyndingsmiddel. Fortynding kan imidlertid også ske ved en proces, der fjerner opløst stof fra opløsningen.

Denne sidste procedure, selvom den lyder mærkelig, er en rutinemæssig praksis i køkkenet, når man tilsætter en kartoffel til en meget salt mad for at fjerne overskydende salt. Fødevarer vil smage mindre salt, fordi kartoflerne optager dets saltindhold.

Når en vandig opløsning af phenolphthalein fortyndes, falder dens farve. Kilde: Pxhere.

Den fortyndede eller udførte fortynding udtrykkes som: 1/5. Dette betyder, at der til udførelse af fortynding tages et volumen af den koncentrerede opløsning, og fire volumener af fortyndingsmidlet tilsættes; normalt vand. I dette tilfælde repræsenterer tallet 5 fortyndingsfaktoren.

Fortyndingsfaktoren er kvotienten mellem den oprindelige koncentration af opløsningen og den endelige koncentration af den fortyndede opløsning. Ligeledes er fortyndingsfaktoren kvoten mellem volumenet af den fortyndede opløsning og volumenet af den koncentrerede opløsning, der blev taget for at fremstille fortynding.

Hvordan gøres en fortynding?

Teoretisk begrundelse

For at fremstille en fortynding udtages et vist volumen af den koncentrerede opløsning, og det føres til en beholder, hvor der tilsættes fortyndingsmiddel, indtil det beregnede volumen beregnes for den fortyndede opløsning.

Massen af opløst stof, der blev taget fra den koncentrerede opløsning for at fremstille fortynding, er nøjagtigt lig med massen af opløst stof, der anbringes i beholderen, der blev anvendt til at fremstille fortynding.

m _i = m _f

Hvor m _{i er} massen af opløst stof i den koncentrerede opløsning, der anvendes til at fremstille fortynding, og m _{f er} massen af opløst stof i den fortyndede opløsning. Vi ved også, at:

m _i = v _i c _i

m _f = v _f c _f

Så erstattes:

v _i c _i = v _f c _f

Omskrivning af ligningen:

c _i / c _f = v _f / v _i

c _i / c _f er fortyndingsfaktoren (hvor mange gange det er nødvendigt at fortynde den koncentrerede opløsning). Imidlertid tæller v _f / v _i også som en fortyndingsfaktor.

Ansøgning

Hvis du vil fremstille en fortynding, skal du vide, hvor mange gange den koncentrerede opløsning skal fortyndes for at opnå den ønskede koncentration af den fortyndede opløsning (fortyndingsfaktor). For at gøre dette, dividerer koncentrationen af den koncentrerede opløsning med koncentrationen af den fortyndede opløsning.

Men: Hvilket volumen af den koncentrerede opløsning skal tages for at fremstille fortynding? Hvis det endelige volumen af den fortyndede opløsning (v _f) og fortyndingsfaktoren er kendt, er det let at vide volumenet af den koncentrerede opløsning (v _i), som er nødvendigt for at udføre den ønskede fortynding:

v _i = v _f / FD

Behandle

Volumenet af den beregnede koncentrerede opløsning (v _i) måles ved hjælp af en gradueret pipette eller cylinder og hældes i en volumetrisk kolbe. Derefter tilsættes fortyndingsmiddel for at nå den kolbeevne, der angiver volumen af den fortyndede opløsning (v _f).

Seriefortynding

Denne type fortynding bruges ofte i volumetrisk analyse. Til dette er prøverørene arrangeret i serie, og i hver af dem tilsættes det samme volumen deioniseret vand; for eksempel 2 ml.

En 1/5 serumfortynding kan fremstilles separat. Derefter sættes 2 ml serumfortynding til det første rør indeholdende 2 ml vand. Røret rystes korrekt, og 2 ml af denne blanding overføres til røret 2.

Derefter blandes rør 2 godt, og 2 ml af dets indhold overføres til rør 3 og så videre, indtil serien med rør er afsluttet. Som en konsekvens af denne procedure er der reagensglas med serumfortynding 1/10, 1/20, 1/40…

Eksempler på fortyndinger

Nogle eksempler på fortynding er:

-Fortynd en 5 M NaCl-opløsning 1/10 for at opnå en 0,5 M NaCI-opløsning.

-Tilsætningen af vand eller et andet fortyndingsmiddel til malingen for at reducere farvenes intensitet eller for at reducere dens viskositet.

-Tilsætningen af mælk til kaffen for at reducere koncentrationen af kaffen og give den en jævnere og sødere smag.

- Fortynd en limonade med vand for at reducere dens surhedsindhold.

- Lav fortynding af et serum for at foretage titrering af ethvert antistof der er til stede i det.

Øvelser

Øvelse 1

Hvor mange gange skal en 0,5 M NaCl-opløsning fortyndes for at opnå 1 liter af 0,025 M-opløsningen, og hvad er volumenet af den 0,5 M NaCl-opløsning, der er nødvendigt for at fremstille denne fortyndede opløsning?

Vi starter fra fortyndingsfaktoren:

FD = c _i / c _f

Vi har alle dataene:

c _i = begyndelseskoncentration (0,5 M)

c _f = endelig koncentrat (0,025 M)

Og vi beregner derfor FD:

FD = 0,5M / 0,025M

= 20

0,5 M NaCl-opløsning skal fortyndes 20 gange for at opnå en 0,025 M NaCl-opløsning.

Med denne værdi af DF kan vi nu beregne det oprindelige volumen, der skal tages fra den koncentrerede opløsning til denne fortynding:

FD = v _f / v _i

Vi isolerer v _i og løser:

v _i = 1 l / 20

= 0,05 L

= 50 ml

Derfor kræves 50 ml af 0,5 M NaCI-opløsningen til fremstilling af en liter 0,025 M NaCI-opløsning.

Øvelse 2

Hvor mange ml af en svovlsyre (H ₂ SO ₄) reagens med en koncentration på 95% (m / m) og en densitet på 1,84 g / ml kræves til fremstilling af 250 ml af en opløsning af svovlsyre til 0,5 M? Svovlsyremolekylvægt: 98 g / mol.

Det første trin er at beregne molariteten af den koncentrerede svovlsyre:

m = vd

Vi bestemme massen af H ₂ SO ₄ svarende til opløsningen med den givne densitet:

m = 1.000 ml 1,84 g / ml

= 1.840 g

Da svovlsyre er 95% ren, skal dens faktiske masse beregnes:

m = 1.840 g (95/100)

= 1.748 g

Fordi en liter 95% H ₂ SO ₄ opløsning blev antaget, mol stede i disse gram umiddelbart giver os molariteten:

M = (1.748 g / L) / (98 g / mol)

= 17,83

Vi ved, at massen af H ₂ SO ₄, der fortyndes er den samme før og efter fortynding:

m _i = m _f

c _i v _i = c _f v _f

v _i = c _f · v _f / c _i

Og vi løser for v _i:

v _i = 0,5 M 250 ml / 17,83 M

= 7,010 ml

For at fremstille 250 ml af en 0,5 M svovlsyreopløsning anbringes derefter en portion vand i den volumetriske kolbe for at undgå sprøjt, og 7,010 ml koncentreret svovlsyre tilsættes og fyldes op til 250 ml med vand.

Øvelse 3

Hvor mange ml vand skal tilsættes til 50 ml til en 0,25 M calciumchlorid (CaClz ₂) opløsning til fremstilling af en 0,0125 M CaCl ₂ opløsning ?

Igen er der ingen masse tab af CaCl ₂, når den fortyndes:

v _i c _i = v _f c _f

Vi isolerer og løser for v _f:

v _f = v _i c _i / c _f

= 50 ml 0,25 M / 0,0125 M

= 1.000 ml

Mængde vand, der skal tilsættes = v _{f -} v _i

1.000 ml - 50 ml = 950 ml

Det er derfor nødvendigt at tilsætte 950 ml vand til 50 ml til 0,5 M calciumchloridopløsningen. På denne måde fremstilles 1.000 ml 0,0125 M calciumchloridopløsning.

Referencer

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
Wikipedia. (2020). Fortynding (ligning). Gendannet fra: en.wikipedia.org
Jessie A. Key. (Sf). Fortyndinger og koncentrationer. Gendannes fra: opentextbc.ca
ChemTeam. (Sf). Fortynding: Definition og beregninger. Gendannes fra: chemteam.info
David R. Caprette. (2012). Lav fortynding. Gendannes fra: ruf.rice.edu

FORTYNDING: KONCEPT, HVORDAN MAN GØR DET, EKSEMPLER, ØVELSER - KEMI - 2025