VERDÜNNUNG: KONZEPT, WIE ES GEHT, BEISPIELE, ÜBUNGEN - CHEMIE - 2025

Die Verdünnung ist ein Prozess, bei dem die Konzentration einer Lösung im Allgemeinen mit der Zugabe eines Verdünnungsmittels abnimmt. Die Verdünnung kann jedoch auch durch ein Verfahren erfolgen, bei dem gelöster Stoff aus der Lösung entfernt wird.

Diese letzte Prozedur ist, obwohl sie seltsam klingt, eine Routinepraxis in der Küche, wenn einem sehr salzigen Lebensmittel eine Kartoffel hinzugefügt wird, um überschüssiges Salz zu entfernen. Das Essen schmeckt weniger salzig, weil die Kartoffeln ihren Salzgehalt aufnehmen.

Wenn eine wässrige Lösung von Phenolphthalein verdünnt wird, verblasst ihre Farbe. Quelle: Pxhere.

Die vorgenommene oder durchzuführende Verdünnung wird ausgedrückt in Begriffen wie: 1/5. Dies bedeutet, dass zur Durchführung der Verdünnung ein Volumen der konzentrierten Lösung entnommen und vier Volumina des Verdünnungsmittels zugegeben werden; normalerweise Wasser. In diesem Fall steht die Zahl 5 für den Verdünnungsfaktor.

Der Verdünnungsfaktor ist der Quotient zwischen der Anfangskonzentration der Lösung und der Endkonzentration der verdünnten Lösung. Ebenso ist der Verdünnungsfaktor der Quotient zwischen dem Volumen der verdünnten Lösung und dem Volumen der konzentrierten Lösung, die zur Herstellung der Verdünnung entnommen wurde.

Wie erfolgt eine Verdünnung?

Theoretische Argumentation

Zur Herstellung einer Verdünnung wird ein bestimmtes Volumen der konzentrierten Lösung entnommen und in einen Behälter gegeben, wobei Verdünnungsmittel zugesetzt wird, bis das für die verdünnte Lösung berechnete Volumen erreicht ist.

Die Masse des gelösten Stoffes, die aus der konzentrierten Lösung zur Herstellung der Verdünnung entnommen wurde, ist genau gleich der Masse des gelösten Stoffs, die in den zur Herstellung der Verdünnung verwendeten Behälter gegeben wird.

m _i = m _f

Wobei m _i die Masse des gelösten Stoffes in der zur Herstellung der Verdünnung verwendeten konzentrierten Lösung ist und m _f die Masse des gelösten Stoffes in der verdünnten Lösung ist. Wir wissen auch, dass:

m _i = v _i c _i

m _f = v _f c _f

Dann ersetzen:

v _i c _i = v _f c _f

Umschreiben der Gleichung:

c _i / c _f = v _f / v _i

c _i / c _f ist der Verdünnungsfaktor (wie oft muss die konzentrierte Lösung verdünnt werden). V _f / v _i zählt jedoch auch als Verdünnungsfaktor.

Anwendung

Wenn Sie eine Verdünnung herstellen möchten, müssen Sie wissen, wie oft die konzentrierte Lösung verdünnt werden muss, um die gewünschte Konzentration der verdünnten Lösung zu erhalten (Verdünnungsfaktor). Teilen Sie dazu die Konzentration der konzentrierten Lösung durch die Konzentration der verdünnten Lösung.

Aber: Welches Volumen der konzentrierten Lösung muss zur Verdünnung entnommen werden? Wenn das Endvolumen der verdünnten Lösung (v _f ) und der Verdünnungsfaktor bekannt sind, ist es leicht, das Volumen der konzentrierten Lösung (v _i ) zu kennen, das zur Durchführung der gewünschten Verdünnung erforderlich ist:

v _i = v _f / FD

Prozess

Das Volumen der berechneten konzentrierten Lösung (v _i ) wird mit einer Messpipette oder einem Messzylinder gemessen und in einen Messkolben gegossen. Dann wird Verdünnungsmittel zugegeben, bis die Kapazität des Kolbens erreicht ist, was das Volumen der verdünnten Lösung (v _f ) anzeigt .

Serienverdünnung

Diese Art der Verdünnung wird häufig in der Volumenanalyse verwendet. Hierzu sind Reagenzgläser in Reihe angeordnet und in jedes von ihnen wird das gleiche Volumen an entionisiertem Wasser gegeben; zum Beispiel 2 ml.

Eine 1/5-Serumverdünnung kann separat hergestellt werden. Dann werden 2 ml der Serumverdünnung in das erste Röhrchen gegeben, das 2 ml Wasser enthält. Das Röhrchen wird richtig geschüttelt und 2 ml dieser Mischung werden in Röhrchen 2 überführt.

Als nächstes wird Röhrchen 2 gut gemischt und 2 ml seines Inhalts werden in Röhrchen 3 überführt und so weiter, bis die Reihe von Röhrchen abgeschlossen ist. Infolge dieses Verfahrens gibt es Reagenzgläser mit Serumverdünnungen 1/10, 1/20, 1/40 …

Beispiele für Verdünnungen

Einige Beispiele für die Verdünnung sind:

- Verdünne eine 5 M NaCl-Lösung 1/10, um eine 0,5 M NaCl-Lösung zu erhalten.

-Die Zugabe von Wasser oder einem anderen Verdünnungsmittel zur Farbe, um die Intensität der Färbung oder ihre Viskosität zu verringern.

-Die Zugabe von Milch zum Kaffee, um die Konzentration des Kaffees zu verringern und ihm einen weicheren und süßeren Geschmack zu verleihen.

- Eine Limonade mit Wasser verdünnen, um die Säurekonzentration zu verringern.

- Verdünnen Sie ein Serum, um den darin enthaltenen Antikörper zu titrieren.

Übungen

Übung 1

Wie oft muss eine 0,5 M NaCl-Lösung verdünnt werden, um 1 Liter der 0,025 M Lösung zu erhalten, und wie groß ist das Volumen der 0,5 M NaCl-Lösung, das zur Herstellung dieser verdünnten Lösung erforderlich ist?

Wir gehen vom Verdünnungsfaktor aus:

FD = c _i / c _f

Wir haben alle Daten:

c _i = Anfangskonzentration (0,5 M)

c _f = Endkonzentrat (0,025 M)

Und deshalb berechnen wir FD:

FD = 0,5 M / 0,025 M.

= 20

Die 0,5 M NaCl-Lösung muss 20-mal verdünnt werden, um eine 0,025 M NaCl-Lösung zu erhalten.

Mit diesem DF-Wert können wir nun das Anfangsvolumen berechnen, das der konzentrierten Lösung für diese Verdünnung entnommen werden soll:

FD = v _f / v _i

Wir isolieren v _i und lösen:

v _i = 1 l / 20

= 0,05 l

= 50 ml

Daher sind 50 ml der 0,5 M NaCl-Lösung erforderlich, um einen Liter der 0,025 M NaCl-Lösung herzustellen.

Übung 2

Wie viele ml eines Schwefelsäure (H ₂ SO ₄ ) -Reagens mit einer Konzentration von 95% (m / m) und einer Dichte von 1,84 g / ml sind erforderlich, um 250 ml einer Schwefelsäurelösung bei herzustellen 0,5 M & le; Molekulargewicht der Schwefelsäure: 98 g / mol.

Der erste Schritt besteht darin, die Molarität der konzentrierten Schwefelsäure zu berechnen:

m = vd

Wir bestimmen die Masse von H ₂ SO ₄ entsprechend der Lösung mit der angegebenen Dichte:

m = 1.000 ml 1,84 g / ml

= 1.840 g

Da Schwefelsäure zu 95% rein ist, muss ihre tatsächliche Masse berechnet werden:

m = 1.840 g (95/100)

= 1.748 g

Da ein Liter 95% ige H ₂ SO ₄ -Lösung angenommen wurde , geben die in diesen Gramm enthaltenen Mol direkt die Molarität:

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

= 17,83

Wir wissen, dass die Masse von H ₂ SO ₄ , die verdünnt wird, vor und nach der Verdünnung dieselbe ist:

m _i = m _f

c _i v _i = c _f v _f

v _i = c _f · v _f / c _i

Und wir lösen für v _i :

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

= 7,010 ml

Um 250 ml einer 0,5 M Schwefelsäurelösung herzustellen, wird eine Portion Wasser in den Messkolben gegeben, um ein Verspritzen zu vermeiden, und 7,010 ml konzentrierte Schwefelsäure werden zugegeben und mit Wasser auf 250 ml aufgefüllt.

Übung 3

Wie viele ml Wasser müssen zu 50 ml zu einer 0,25 M Calciumchlorid (CaCl ₂ ) -Lösung gegeben werden, um eine 0,0125 M CaCl ₂ -Lösung herzustellen?

Wiederum gibt es keinen Massenverlust von CaCl _2, sobald es verdünnt ist:

v _i c _i = v _f c _f

Wir isolieren und lösen nach v _f :

v _f = v _i c _i / c _f

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

= 1.000 ml

Zuzuführendes Wasservolumen = v _{f -} v _i

1.000 ml - 50 ml = 950 ml

Es ist daher notwendig, 950 ml Wasser zu 50 ml zu der 0,5 M Calciumchloridlösung zu geben. Auf diese Weise werden 1.000 ml 0,0125 M Calciumchloridlösung hergestellt.

Verweise

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8. Aufl.). CENGAGE Lernen.
2. Wikipedia. (2020). Verdünnung (Gleichung). Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
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4. ChemTeam. (sf). Verdünnung: Definition und Berechnungen. Wiederhergestellt von: chemteam.info
5. David R. Caprette. (2012). Verdünnungen vornehmen. Wiederhergestellt von: ruf.rice.edu