Συντελεστής αραίωσης σε αυτό που συνίσταται, πώς γίνεται, παραδείγματα

Το παράγοντα αραίωσης (FD) είναι ένας αριθμός που υποδεικνύει τις χρονικές στιγμές που ένα διάλυμα πρέπει να αραιωθεί για να επιτευχθεί χαμηλότερη συγκέντρωση. Το διάλυμα μπορεί να έχει διαλυθεί είτε σε στερεή, υγρή ή αέρια διαλυτή ουσία. Συνεπώς, η συγκέντρωσή του εξαρτάται από τον αριθμό των σωματιδίων της διαλελυμένης ουσίας και του συνολικού όγκου V.

Στον τομέα της χημείας χρησιμοποιούνται πολλές εκφράσεις συγκέντρωσης: ποσοστό, μοριακή (Μ), κανονική (Ν), μεταξύ άλλων. Κάθε ένα από αυτά εξαρτάται από μια πεπερασμένη ποσότητα διαλυμένης ουσίας. από γραμμάρια, χιλιόγραμμα ή γραμμομόρια σε ισοδύναμα. Ωστόσο, όταν πρόκειται να μειωθούν τέτοιες συγκεντρώσεις, το FD ισχύει για όλες αυτές τις εκφράσεις.

Στην παραπάνω εικόνα υπάρχει ένα παράδειγμα μιας διαδοχικής αραίωσης της γρεναδίνης. Σημειώστε ότι από τα αριστερά προς τα δεξιά το κόκκινο χρώμα γίνεται πιο καθαρό. τι ισοδυναμεί με χαμηλότερη συγκέντρωση γρεναδίνης.

Ο συντελεστής αραίωσης επιτρέπει να προσδιοριστεί πόσο αραιωμένο είναι το τελευταίο σκάφος σε σχέση με το πρώτο. Έτσι, αντί για τις απλές οργανοληπτικές ιδιότητες, με το FD το πείραμα μπορεί να επαναληφθεί από την ίδια φιάλη γρεναδίνης (μητρικό διάλυμα). έτσι ώστε να διασφαλίζεται ότι οι συγκεντρώσεις των νέων σκαφών είναι ίσες.

Η συγκέντρωση της γρεναδίνης μπορεί να εκφραστεί σε οποιαδήποτε μονάδα. Ωστόσο, ο όγκος των δοχείων είναι σταθερός και για να διευκολυνθούν οι υπολογισμοί, οι όγκοι της διαλυμένης στο νερό γρεναδίνης χρησιμοποιούνται απλά. Το άθροισμα αυτών θα είναι ίσο με V: ο συνολικός όγκος υγρού στο σκάφος.

Όπως και με το παράδειγμα grenadine συμβαίνει στο εργαστήριο με οποιαδήποτε άλλα αντιδραστήρια. Τα συμπυκνωμένα διαλύματα παρακαταθήκης, από το οποίο λαμβάνονται και αραιώνονται δείγματα για περισσότερο αραιά διαλύματα παρασκευάζονται. Με τον τρόπο αυτό επιδιώκεται η μείωση των κινδύνων στο εργαστήριο και οι απώλειες των αντιδραστηρίων.

Ευρετήριο

• 1 Ποιος είναι ο συντελεστής αραίωσης;?
  • 1.1 Αραίωση
  • 1.2 Παράγοντες
• 2 Πώς να πάρετε τον παράγοντα αραίωσης?
  • 2.1 Αφαίρεση
  • 2.2 Δύο έγκυρες εκφράσεις για FD
• 3 Παραδείγματα
  • 3.1 Παράδειγμα 1
  • 3.2 Παράδειγμα 2
  • 3.3 Παράδειγμα 3
  • Παράδειγμα 4
• 4 Αναφορές

Ποιος είναι ο συντελεστής αραίωσης?

Αραίωση

Η αραίωση είναι μια διαδικασία που επιτρέπει τη μείωση της συγκέντρωσης ενός διαλύματος ή της πυκνότητάς του. Η δράση της μείωσης της έντασης του χρώματος σε ένα διάλυμα βαφής μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως αραίωση.

Για να αραιωθεί με επιτυχία ένα διάλυμα σε μια ορισμένη συγκέντρωση, το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να μάθετε πόσες φορές η συγκέντρωση του μητρικού διαλύματος είναι μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση του αραιωμένου διαλύματος..

Έτσι, είναι γνωστό ότι το αρχικό διάλυμα πρέπει να αραιωθεί για να ληφθεί ένα διάλυμα με την επιθυμητή συγκέντρωση. Ο αριθμός των φορών είναι αυτός που είναι γνωστός ως συντελεστής αραίωσης. Και σε αυτό αποτελείται, σε ένα αδιάστατο κλάσμα, που δείχνει μια αραίωση.

Παράγοντες

Είναι σύνηθες να βρείτε μια αραίωση που εκφράζεται, για παράδειγμα, ως εξής: 1/5, 1/10, 1/100 κ.λπ. Τι σημαίνει αυτό; Απλώς υποδεικνύει ότι για να ληφθεί ένα διάλυμα με την επιθυμητή συγκέντρωση, το μητρικό διάλυμα θα πρέπει να αραιώνεται όσες φορές υποδεικνύεται από τον παρονομαστή του κλάσματος που ονομάζεται.

Εάν, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται η αραίωση 1/5, το αρχικό διάλυμα πρέπει να αραιωθεί 5 φορές για να ληφθεί ένα διάλυμα με αυτή τη συγκέντρωση. Συνεπώς, ο αριθμός 5 είναι ο συντελεστής αραίωσης. Αυτό μεταφράζεται ως εξής: η λύση 1/5 είναι πενταπλάσια αραιωμένη από τη μητέρα.

Πώς να προετοιμάσετε το εν λόγω διάλυμα; Εάν πάρετε 1 mL διαλύματος αποθέματος, ο όγκος αυτός θα πρέπει να αυξηθεί στο πενταπλάσιο, έτσι ώστε η συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας αραιώνεται κατά έναν παράγοντα 1/5. Στη συνέχεια, αν είναι να αραιωθεί με νερό (όπως στο Παράδειγμα γρεναδίνη), σε 1 ml αυτού του διαλύματος θα πρέπει να προστεθούν 4 mL ύδατος (1 + 4 = 5 mL τελικός όγκος V_F).

Στη συνέχεια, θα συζητήσουμε πώς μπορούμε να συμπεράνουμε και να υπολογίσουμε το FD.

Πώς παίρνετε το συντελεστή αραίωσης?

Αφαίρεση

Για την παρασκευή μιας αραίωσης, ένας όγκος ενός αρχικού διαλύματος ή μητέρας λαμβάνεται σε ογκομετρική φιάλη, όπου προστίθεται ύδωρ έως ότου ολοκληρωθεί η μέτρηση της ογκομετρικής φιάλης.

Σε αυτή την περίπτωση, όταν προστίθεται νερό στην ογκομετρική φιάλη, δεν προστίθεται μάζα της διαλελυμένης ουσίας. Στη συνέχεια, η μάζα της διαλυμένης ουσίας ή του διαλύματος παραμένει σταθερή:

m_i = m_στ     (1)

m_i = μάζα της αρχικής διαλυμένης ουσίας (στο συμπυκνωμένο διάλυμα).

Και m_στ = μάζα της τελικής διαλυμένης ουσίας (στο αραιωμένο διάλυμα).

Αλλά, m = V x C. Αντικαθιστώντας στην εξίσωση (1), έχουμε:

V_i x C_i = V_στ x C_στ   (2)

V_i = όγκος της μητέρας ή αρχικό διάλυμα που ελήφθη για να γίνει η αραίωση.

Γ_i = συγκέντρωση της μητέρας ή του αρχικού διαλύματος.

V_στ = όγκος του αραιωμένου διαλύματος που παρασκευάστηκε.

Γ_στ = συγκέντρωση του αραιωμένου διαλύματος.

Μπορείτε να γράψετε την εξίσωση 2 με τον ακόλουθο τρόπο:

Γ_i / C_στ = V_στ / V_i    (3)

Δύο εκφράσεις ισχύουν για FD

Αλλά, Γ_i / C_στ  εξ ορισμού είναι το Παράγοντας αραιώσεως, δεδομένου ότι δείχνει τους χρόνους που η συγκέντρωση της μητέρας ή του αρχικού διαλύματος είναι μεγαλύτερη σε σχέση με τη συγκέντρωση του αραιωμένου διαλύματος. Επομένως, υποδεικνύει την αραίωση που πρέπει να γίνει για την παρασκευή του αραιωμένου διαλύματος από το μητρικό διάλυμα.

Επίσης, από την παρατήρηση της εξίσωσης 3 μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η σχέση V_στ / V_i είναι ένας άλλος τρόπος για να πάρετε το Παράγοντας αραιώσεως. Δηλαδή, οποιαδήποτε από τις δύο εκφράσεις (C_i/ C_στ, V_στ/ V_i) ισχύουν για τον υπολογισμό του FD. Η χρήση του ενός ή του άλλου, θα εξαρτηθεί από τα διαθέσιμα δεδομένα.

Παραδείγματα

Παράδειγμα 1

Ένα διάλυμα από 0,3Μ ΝβΟΙ χρησιμοποιήθηκε για την παρασκευή ενός αραιού διαλύματος 0,015 Μ NaCl Υπολογίστε την τιμή του συντελεστή αραίωσης.

Ο συντελεστής αραίωσης είναι 20. Αυτό δείχνει ότι για την παρασκευή του αραιωμένου διαλύματος NaCI 0,015 Μ, το διάλυμα 0,3 Μ NaCl έπρεπε να αραιωθεί 20 φορές:

FD = C_i / C_στ

0,3 Μ / 0,015 Μ

20

Παράδειγμα 2

Γνωρίζοντας ότι ο συντελεστής αραίωσης είναι 15: ποιος όγκος νερού θα έπρεπε να είχε προστεθεί σε 5 ml ενός συμπυκνωμένου διαλύματος γλυκόζης για να γίνει η επιθυμητή αραίωση?

Το πρώτο βήμα είναι ο υπολογισμός του όγκου του αραιωμένου διαλύματος (V_στ). Μόλις υπολογιστεί, υπολογίζεται ο όγκος του νερού που προστίθεται για να γίνει η αραίωση.

FD = V_στ / V_i.

V_στ = FD x V_i

15 χ 5 ml

75 ml

Προστέθηκε όγκος νερού = 75 ml - 5 ml

70 ml

Στη συνέχεια, για να παρασκευαστεί το αραιωμένο διάλυμα με συντελεστή αραίωσης 15, στα 5 ml του συμπυκνωμένου διαλύματος προστέθηκαν 70 ml νερού για να συμπληρωθεί ο τελικός όγκος των 75 ml.

Παράδειγμα 3

Η συγκέντρωση ενός αποθεματικού διαλύματος φρουκτόζης είναι 10 g / L. Είναι επιθυμητό να παρασκευαστεί από αυτό ένα διάλυμα φρουκτόζης με συγκέντρωση 0,5 mg / mL. Λαμβάνοντας 20 ml από το μητρικό διάλυμα για να γίνει η αραίωση: ποιος πρέπει να είναι ο όγκος του αραιωμένου διαλύματος?

Το πρώτο βήμα για την επίλυση του προβλήματος είναι ο υπολογισμός του συντελεστή αραίωσης (FD). Μόλις ληφθεί, ο όγκος του αραιωμένου διαλύματος θα υπολογιστεί (V_στ).

Αλλά προτού προβείτε στον προτεινόμενο υπολογισμό, είναι απαραίτητο να κάνετε την ακόλουθη παρατήρηση: είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε τις ποσότητες των συγκεντρώσεων φρουκτόζης στις ίδιες μονάδες. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, 10 g / L ισούται με 10 mg / mL, η κατάσταση αυτή απεικονίζεται από τον ακόλουθο μετασχηματισμό:

(mg / mL) = (g / L) χ (1.000 mg / g) χ (L / 1.000 mL)

Επομένως:

10 g / L = 10 mg / mL

Συνεχίζοντας με τους υπολογισμούς:

FD = C_i / C_στ

FD = (10 mg / mL) / (0,2 mg / mL)

50

 Αλλά ως V_στ = FD x V_i

V_στ = 50 χ 20 mL

1,000 mL

Στη συνέχεια, 20 mL από το διάλυμα φρουκτόζης 10 g / L αραιώθηκαν σε 1 λίτρο διαλύματος 0,2 g / L.

Παράδειγμα 4

Θα απεικονισθεί μία μέθοδος εκτέλεσης σειριακών αραιώσεων. Έχει ένα διάλυμα γλυκόζης με μία συγκέντρωση 32 mg / 100mL, και από αυτό, είναι επιθυμητή η παρασκευή δι 'αραιώσεως ενός σετ των διαλυμάτων γλυκόζης με συγκεντρώσεις: 16 mg / 100 ml, 8 mg / 100 ml, 4 mg / 100 ml, 2 mg / 100 ml και 1 mg / 100 ml.

Διαδικασία

Ετικέτα 5 δοκιμαστικών σωλήνων για καθεμία από τις συγκεντρώσεις που αναφέρονται στη δήλωση. Σε κάθε μία από αυτές, τοποθετούνται, για παράδειγμα, 2 mL νερού.

Στη συνέχεια, ο σωλήνας 1 με νερό προστίθενται 2 mL του διαλύματος παρακαταθήκης. το περιεχόμενο του σωλήνα 1 αναδεύεται και 2 κ.εκ. περιεχόμενά του μεταφέρονται σε σωλήνα 2. Με τη σειρά του, ο σωλήνας 2 αναδεύεται και 2mL του περιεχομένου του μεταφέρεται στο σωλήνα 3? προχωρώντας με τον ίδιο τρόπο με τους σωλήνες 4 και 5.

Επεξήγηση

Στον σωλήνα 1 προστίθενται 2 κ.εκ. ύδατος και 2 κ.εκ. του αποθέματος διαλύματος με συγκέντρωση γλυκόζης 32 χλστγρ. / 100 κ.εκ. Έτσι, η τελική συγκέντρωση γλυκόζης σε αυτό το σωλήνα είναι 16 mg / 100mL.

Στο σωλήνα 2 προστίθενται 2 mL νερού και 2 mL περιεχομένου του σωλήνα 1 με συγκέντρωση γλυκόζης 16 mg / 100 mL. Στη συνέχεια, στον σωλήνα 2 η συγκέντρωση του σωλήνα 1 αραιώνεται 2 φορές (FD). Έτσι, η τελική συγκέντρωση γλυκόζης σε αυτό το σωλήνα είναι 8 mg / 100mL.

Στον σωλήνα 3 προστίθενται 2 mL νερού και 2 mL των περιεχομένων του σωλήνα 2, με συγκέντρωση γλυκόζης 8 mg / 100 mL. Και όπως οι άλλοι δύο σωλήνες, η συγκέντρωση χωρίζεται σε δύο: 4 mg / 100 mL γλυκόζης στον σωλήνα 3.

Για τον λόγο που εξηγήθηκε παραπάνω, η τελική συγκέντρωση γλυκόζης στους σωλήνες 4 και 5 είναι αντίστοιχα 2mg / 100mL και 1mg / 100mL.

Η FD των σωλήνων 1, 2, 3, 4 και 5 σε σχέση με το αποθεματικό διάλυμα είναι: 2, 4, 8, 16 και 32 αντίστοιχα.

Αναφορές

1. Aus e Tute. (s.f) Υπολογισμοί Παράγοντα Αραίωσης. Από: ausetute.com.au
2. J.T. (s.f.). Παράγοντας αραιώσεως. [PDF] Λήψη από: csus.edu
3. Βοήθεια αραιώσεων. (s.f.). Λαμβάνεται από: uregina.ca
4. Joshua. (5 Ιουνίου 2011). Διαφορά μεταξύ παράγοντα αραιώσεως και αραίωσης. DifferenceBetween.net. Ανακτήθηκε από: differencebetween.net
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Μάθηση.
6. Καινοτομία (11 Μαρτίου 2014). Σειριακές αραιώσεις. Ανάκτηση από: 3.uah.es