Hogyan kell hígítani az oldatot. Oldatok készítése standard és koncentrált folyadékokból Préseljük a torkon

Nem mindenki emlékszik, mit jelent a „koncentráció”, és hogyan kell megfelelően elkészíteni a megoldást. Ha bármilyen anyagból 1%-os oldatot szeretne kapni, akkor oldjon fel 10 g anyagot egy liter vízben (vagy 100 g-ot 10 literben). Ennek megfelelően egy 2%-os oldat 20 g anyagot tartalmaz egy liter vízben (200 g 10 literben), és így tovább.

Ha kis mennyiséget nehezen mérünk, vegyünk nagyobbat, készítsük elő az úgynevezett törzsoldatot, majd hígítsuk fel. 10 grammot veszünk, készítünk egy liter 1% -os oldatot, öntsünk 100 ml-t, öntsünk egy literre vízzel (10-szer hígítjuk), és készen áll a 0,1% -os oldat.

Hogyan készítsünk réz-szulfát oldatot

10 liter réz-szappan emulzió elkészítéséhez 150-200 g szappant és 9 liter vizet kell készíteni (jobb az eső). Külön-külön 5-10 g réz-szulfátot feloldunk 1 liter vízben. Ezután réz-szulfát oldatot adunk vékony sugárban a szappanos oldathoz, miközben nem szűnik meg jól keveredni. Az eredmény egy zöldes folyadék. Ha rosszul kevered, vagy rohan, akkor pelyhek képződnek. Ebben az esetben jobb a folyamatot az elejétől kezdeni.

Hogyan készítsünk 5% -os kálium-permanganát oldatot

5% -os oldat elkészítéséhez 5 g kálium-permanganátra és 100 ml vízre van szüksége. Először öntsön vizet az előkészített edénybe, majd adja hozzá a kristályokat. Ezután keverje össze az egészet, amíg a folyadék egyenletes és telített lila színt nem kap. Használat előtt ajánlatos az oldatot sajtruhán keresztül szűrni, hogy eltávolítsuk a fel nem oldódott kristályokat.

Hogyan készítsünk 5%-os karbamid oldatot

A karbamid egy erősen koncentrált nitrogénműtrágya. Ebben az esetben az anyag szemcséi könnyen oldódnak vízben. 5% -os oldat elkészítéséhez 10 liter vízhez 50 g karbamidot és 1 liter vizet vagy 500 g műtrágya granulátumot kell venni. Adja hozzá a granulátumot egy edénybe vízzel, és jól keverje össze.

A koncentrátumok hígításával történő oldatkészítés során gyors és hibamentes számítást kell végezni az egy oldatba kevert kiindulási koncentrátum és oldószer szükséges mennyiségére vonatkozóan.

A koncentrátumok hígításának számításakor, amelyben a koncentrációt az oldott anyag mennyiségének az oldat mennyiségéhez viszonyított arányaként tüntetjük fel, a szükséges szárazanyag-mennyiséget megszorozzuk a hígítási értékkel, azaz. a koncentrációs arány második számjegyéhez.

Például, ha a szükséges mennyiségű száraz oldható anyag 5 g, és a tömény oldat koncentrációja 1:10, akkor a koncentrátum szükséges mennyisége: 5 x 10 = 50 (ml).

Ha a vakoldat koncentrációját az oldott anyag és az oldószer arányaként adjuk meg (például 1 + 3), akkor a tömény oldat előző esetéhez hasonlóan a következőket kell venni:

5 x (1 + 3) = 20 (ml).

Ha a félkész oldat koncentrációja százalékban van kifejezve, és egyenlő például 10%-kal, akkor azonos feltételek mellett kell venni: 5 x 100/10 = 50 (ml).

A gyógyszertári gyakorlatban nagyon gyakran szükséges meghatározni a törzsoldat szükséges mennyiségét annak koncentrációjával (százalékban), az elkészítendő oldat mennyiségével és koncentrációjával (százalékban), a készítendő hígított oldat mennyiségével, ill. koncentrációja (százalékban is).

Például van egy X%-os tömény oldat.

Ennek az oldatnak a mennyiségének meghatározásához A ml hígított Y% koncentrációjú oldathoz (jelöljük B-vel) a következő számításokat kell elvégezni.

Az oldott anyag mennyisége tömény oldatban: X x B / 100, és a kapott hígított oldatban - Y x A / 100. Mivel mindkét érték egyenlő, akkor:

X x B / 100 = Y x A / 100.

Innen fejezzük ki az A ml Y%-os hígított oldathoz szükséges X%-os tömény oldat térfogatát:

B \u003d Y x A / X (ml). Ezért a munkadarab hígításához szükséges oldószer mennyisége A - B (ml) lesz.

Néha két oldatból kell adott koncentrációjú oldatot készíteni (az egyik nagyobb, a másik alacsonyabb koncentrációjú). Például két X és Y% koncentrációjú oldat létezik. Számításokat végzünk annak meghatározására, hogy milyen arányban keverjük össze ezeket az oldatokat, hogy C ml Z%-os koncentrációjú oldatot kapjunk. Jelöljük D-vel a szükséges mennyiségű X-%-os oldatot, ekkor az Y-%-os oldathoz (C - D) ml-re lesz szükség. Az előző számításokat figyelembe véve a következőket kapjuk:

X x D + Y x (C - D) = Z x C.

Tehát: D \u003d C x (Z - Y) / (X - Y) (ml).

A koncentrált oldatok hígításához nagyon kényelmes az úgynevezett keverési szabály alkalmazása. Tegyük fel, hogy két X és Y% koncentrációjú oldatból Z%-os oldatot kell készíteni. Határozza meg, milyen arányban kell összekevernie a kezdeti oldatokat. Legyenek egyenlőek a kívánt értékek: A (X%-os oldat) és B (Y%-os oldat) ml.

Ezért az elkészített Z%-os oldat mennyiségének egyenlőnek kell lennie: (A + B) ml.

Ezután: X x A + Y x B \u003d Z x (A + B), vagy A / B \u003d (Z - Y) / (X - Z).

A relációk megfelelő tagjaival egyenlővé téve a következőket kapjuk:

A = Z - Y, B = X - Z.

1. példa

Számítsuk ki, hogy milyen arányban kell 35%-os és 15%-os oldatot keverni ahhoz, hogy 20%-os oldatot kapjunk!

A szükséges számítások elvégzése után azt kapjuk, hogy 5 rész 35% -os oldatot és 15 rész 15% -os oldatot kell összekevernie. A keverés eredményeként 20 rész 20%-os oldatot kapunk.

2. példa

Számítsuk ki, milyen arányban kell vizet keverni, pl. 0% oldatot, és 25% oldatot, hogy 10% oldatot kapjunk. A számítások után azt kapjuk, hogy össze kell keverni 10 rész 25% -os oldatot és 15 rész vizet. Ennek eredményeként 25 rész 10% -os oldatot kapunk.

közelítő megoldások. A hozzávetőleges oldatok készítésekor az ehhez felveendő anyagok mennyiségét kis pontossággal számítják ki. Az elemek atomi tömege a számítások egyszerűsítése érdekében néha egész egységekre kerekíthető. Tehát durva számításhoz a vas atomtömege 56-nak tekinthető a pontos -55,847 helyett; kén esetében - 32 a pontos 32,064 helyett stb.

A hozzávetőleges oldatok készítéséhez használt anyagokat technokémiai vagy műszaki mérlegeken mérik.

Alapvetően az oldatok elkészítésekor a számítások minden anyagra pontosan megegyeznek.

Az elkészített oldat mennyiségét vagy tömegegységben (g, kg) vagy térfogategységben (ml, l) adjuk meg, és az oldott anyag mennyiségének kiszámítása minden esetben eltérően történik.

Példa. Legyen szükséges 1,5 kg 15%-os nátrium-klorid oldat elkészítése; előre kiszámolja a szükséges sómennyiséget. A számítás az arány szerint történik:

azaz ha 100 g oldat 15 g sót (15%) tartalmaz, akkor mennyi kell 1500 g oldat elkészítéséhez?

A számítás azt mutatja, hogy le kell mérnie 225 g sót, majd vegyen 1500 - 225 = 1275 g-ot. ¦

Ha adjuk, hogy 1,5 litert kapjunk ugyanabból az oldatból, akkor ebben az esetben a referenciakönyv szerint kiderítjük a sűrűségét, ez utóbbit megszorozzuk az adott térfogattal és így megkapjuk a szükséges mennyiségű oldat tömegét. . Így a nátrium-klorid 15%-os horo-oldatának sűrűsége 15 °C-on 1,184 g/cm3. Ezért 1500 ml az

Ezért 1,5 kg és 1,5 l oldat elkészítéséhez eltérő az anyagmennyiség.

A fenti számítás csak vízmentes anyagok oldatainak elkészítésére alkalmazható. Ha vizes sót veszünk, például Na2SO4-IOH2O1, akkor a számítás némileg módosul, mivel a kristályvizet is figyelembe kell venni.

Példa. Legyen szükséges 2 kg 10%-os Na2SO4 oldat elkészítése Na2SO4 *10H2O-ból kiindulva.

A Na2SO4 molekulatömege 142,041, a Na2SO4*10H2O pedig 322,195 vagy kerekítve 322,20.

A számítást először vízmentes sóval végezzük:

Ezért 200 g vízmentes sót kell bevennie. A dekahidrát só mennyiségét a számításból kapjuk meg:

Ebben az esetben vizet kell venni: 2000 - 453,7 \u003d 1546,3 g.

Mivel az oldatot nem mindig vízmentes sóra készítjük, ezért az oldatot tartalmazó edényre felragasztandó címkén fel kell tüntetni, hogy melyik sóból készül az oldat, például 10%-os Na2SO4 oldat ill. 25% Na2SO4*10H2O.

Gyakran előfordul, hogy a korábban elkészített oldatot hígítani kell, azaz csökkenteni kell a koncentrációját; Az oldatokat térfogatra vagy tömegre hígítjuk.

Példa. Az ammónium-szulfát 20% -os oldatát úgy kell hígítani, hogy 2 liter 5% -os oldatot kapjunk. A számítást a következő módon végezzük. A referenciakönyvből megtudjuk, hogy az (NH4) 2SO4 5%-os oldatának sűrűsége 1,0287 g/cm3. Ezért 2 liter súlya 1,0287 * 2000 = 2057,4 g. Ennek a mennyiségnek ammónium-szulfátot kell tartalmaznia:

Tekintettel arra, hogy a mérés során veszteségek léphetnek fel, 462 ml-t kell kivenni és 2 literre kell tölteni, azaz 2000-462 = 1538 ml vizet kell hozzáadni.

Ha a hígítást tömeg szerint végezzük, a számítás leegyszerűsödik. De általában a hígítást térfogati alapon végzik, mivel a folyadékokat, különösen nagy mennyiségben, könnyebb térfogat szerint mérni, mint lemérni.

Emlékeztetni kell arra, hogy minden munkánál, mind az oldásnál, mind a hígításnál, soha nem szabad az összes vizet egyszerre az edénybe önteni. Többször öblítse ki vízzel azokat az edényeket, amelyekben a kívánt anyag mérését vagy mérését végezték, és minden alkalommal, amikor ezt a vizet az oldathoz adagoljuk.

Ha nincs szükség különösebb pontosságra, az oldatok hígításakor vagy más koncentrációjú oldatok összekeverésekor a következő egyszerű és gyors módszert használhatja.

Vegyük a már elemzett esetet, amikor egy 20%-os ammónium-szulfát oldatot 5%-ra hígítanak. Először így írjuk:

ahol 20 a felvett oldat koncentrációja, 0 a víz és 5 "a szükséges koncentráció. Most 20-ból kivonunk 5-öt és a kapott értéket a jobb alsó sarokba írjuk, 5-ből kivonva nullát, a felsőbe írjuk a számot jobb sarokban. Ekkor az áramkör így fog kinézni:

Ez azt jelenti, hogy 5 térfogat 20%-os oldatot és 15 térfogat vizet kell bevennie. Természetesen egy ilyen számítás nem pontos.

Ha ugyanazon anyag két oldatát keveri össze, akkor a séma ugyanaz marad, csak a számértékek változnak. Készítsen 25%-os oldatot egy 35%-os és egy 15%-os oldat összekeverésével. Ekkor a diagram így fog kinézni:

azaz mindkét oldatból 10 kötetet kell venni. Ez a séma hozzávetőleges eredményeket ad, és csak akkor használható, ha nincs szükség különleges pontosságra. Minden vegyész számára nagyon fontos, hogy szükség esetén ápolgassa a pontosság szokását, és közelítő számadatokat használjon olyan esetekben, amikor ez nem befolyásolja az eredményeket. Ha az oldatok hígításánál nagyobb pontosságra van szükség, a számítást képletekkel kell elvégezni.

Nézzünk néhányat a legfontosabb esetek közül.

Hígított oldat elkészítése. Legyen c az oldat mennyisége, m% a hígítandó oldat koncentrációja n%. A kapott x híg oldat mennyiségét a következő képlettel számítjuk ki:

és az oldat hígításához szükséges víz térfogatát v a következő képlettel számítjuk ki:

Ugyanazon anyag két különböző koncentrációjú oldatának összekeverése adott koncentrációjú oldat előállításához. Hagyja, hogy egy rész m%-os oldatot összekever x rész n%-os oldattal, egy /%-os oldatot kell kapnia, majd:

pontos megoldások. A pontos megoldások elkészítésekor már kellő pontossággal ellenőrzik a szükséges anyagok mennyiségének kiszámítását. Az elemek atomtömegét a táblázatból vettük, amely pontos értékeit mutatja. Összeadáskor (vagy kivonáskor) a kifejezés pontos, legkevesebb tizedesjegyű értéke kerül felhasználásra. A fennmaradó tagokat kerekítjük, eggyel több tizedesjegyet hagyva a tizedesvessző után, mint a legkevesebb számjegyű tagban. Ennek eredményeként annyi számjegy marad a tizedesvessző után, ahány a legkevesebb tizedesjegyet tartalmazó kifejezésben van; miközben elvégzi a szükséges kerekítést. Minden számítás öt- vagy négyjegyű logaritmussal történik. Az anyag számított mennyiségeit csak analitikai mérlegen mérik.

A mérést óraüvegen vagy palackban végezzük. A kimért anyagot egy tiszta, száraz tölcséren keresztül kis részletekben egy tisztán mosott mérőlombikba öntjük. Ezután a mosógépből, többször kis adag vízzel, a bnzhe-t vagy az óraüveget, amelyben a mérést végezték, átmossák a tölcséren. A tölcsért is többször átmossuk desztillált vízzel.

Szilárd kristályok vagy porok mérőlombikba öntéséhez nagyon kényelmes az 1. ábrán látható tölcsér használata. 349. Az ilyen tölcsérek 3, 6 és 10 cm3 űrtartalommal készülnek. Közvetlenül ezekben a tölcsérekben (nem higroszkópos anyagok) mérheti le a mintát, miután előzetesen meghatározta tömegüket. A tölcsérből vett minta nagyon könnyen átkerül a mérőlombikba. A minta kiöntésekor a tölcsért anélkül, hogy a lombikot eltávolítanánk a torokból, alaposan kimossuk a mosópalackból desztillált vízzel.

Általános szabály, hogy pontos oldatok készítésekor és az oldott anyag mérőlombikba történő átvitelekor az oldószer (például víz) legfeljebb a lombik térfogatának felét foglalja el. Zárjuk le a mérőlombikot, és rázzuk addig, amíg a szilárd anyag teljesen fel nem oldódik. A kapott oldatot ezután jelig töltjük vízzel, és alaposan összekeverjük.

moláris oldatok. Egy anyag 1 liter 1 M oldatának elkészítéséhez analitikai mérlegen lemérünk belőle 1 mol-ot, és a fent leírtak szerint feloldjuk.

Példa. 1 liter 1 M ezüst-nitrát oldat elkészítéséhez keresse meg a táblázatban, vagy számítsa ki az AgNO3 molekulatömegét, amely 169,875. A sót lemérjük és vízben feloldjuk.

Ha hígabb oldatot (0,1 vagy 0,01 M) kell készítenie, mérjen ki 0,1 vagy 0,01 mol sót.

Ha 1 liternél kevesebb oldatot kell készítenie, oldjon fel ennek megfelelően kisebb mennyiségű sót a megfelelő térfogatú vízben.

A normál oldatokat hasonló módon készítik, csak nem 1 mól, hanem 1 gramm ekvivalens szilárd anyag tömege van.

Ha félnormál vagy decinormális oldatot kell készítenie, vegyen be 0,5 vagy 0,1 gramm egyenértéket. Ha nem 1 liter oldatot készítünk, hanem kevesebbet, például 100 vagy 250 ml-t, akkor vegyük be az 1 liter elkészítéséhez szükséges anyagmennyiség 1/10-ét vagy 1/4-ét, és oldjuk fel a megfelelő térfogatú vízben.

349. ábra: Tölcsérek a minta lombikba öntéséhez.

Az oldat elkészítése után egy másik, ismert normalitású anyag megfelelő oldatával történő titrálással ellenőrizni kell. Az elkészített oldat nem feltétlenül felel meg pontosan a megadott normalitásnak. Ilyen esetekben néha módosítást vezetnek be.

A gyártó laboratóriumokban időnként pontos oldatokat készítenek „a meghatározandó anyag alapján”. Az ilyen oldatok használata megkönnyíti a számításokat az elemzésekben, mivel elegendő a titráláshoz használt oldat térfogatát megszorozni az oldat titerével, hogy megkapjuk a kívánt anyag tartalmát (g-ban) bármely oldat mennyiségében. elemzésre vették.

Az analit titrált oldatának elkészítésekor a számítást az oldott anyag gramm ekvivalense szerint is elvégezzük, a következő képlet segítségével:

Példa. Szükséges legyen 3 liter 0,0050 g/ml vastiterű kálium-permanganát oldat elkészítése. A KMnO4 grammegyenértéke 31,61, a Fe grammegyenértéke 55,847.

A fenti képlet alapján számolunk:

standard megoldások. A standard oldatokat a kolorimetriában használt különböző, pontosan meghatározott koncentrációjú oldatoknak nevezzük, például olyan oldatokat, amelyek 1 ml-ben 0,1, 0,01, 0,001 mg stb. oldott anyagot tartalmaznak.

A kolorimetriás analízis mellett ilyen oldatokra van szükség a pH meghatározásához, nefelometriás meghatározáshoz stb. Néha a standard oldatokat lezárt ampullákban tárolják, de gyakrabban közvetlenül felhasználás előtt kell elkészíteni. több mint 1 liter, és gyakrabban - kevesebb.Csak a standard oldat nagy fogyasztása esetén lehet belőle több litert is készíteni, majd azzal a feltétellel, hogy a standard oldatot nem tárolják sokáig.

Az ilyen oldatok előállításához szükséges anyagmennyiséget (g-ban) a következő képlettel számítjuk ki:

Példa. A réz kolorimetriás meghatározásához CuSO4 5H2O standard oldatokat kell készíteni, és az első oldat 1 ml-ének 1 mg rezet, a másodiknak 0,1 mg, a harmadiknak 0,01 mg, a negyediknek 0,001 mg-nak kell lennie. Először készítsen elegendő mennyiséget az első oldatból, például 100 ml-t.

Oldatok elkészítése. Az oldat két vagy több anyag homogén keveréke. Az oldat koncentrációját többféleképpen fejezzük ki:

tömegszázalékban, azaz a 100 g oldatban lévő anyag grammjainak számával;

térfogatszázalékban, azaz az anyag térfogategységeinek (ml) számával 100 ml oldatban;

molaritás, azaz az anyag gramm-moljainak száma 1 liter oldatban (moláris oldatok);

normalitás, pl. az oldott anyag grammegyenértékeinek száma 1 liter oldatban.

Százalékos koncentrációjú oldatok. Hozzávetőlegesen százalékos oldatokat készítünk, miközben az anyagmintát technokémiai mérlegen lemérjük, a térfogatokat mérőhengerekkel mérjük.

A százalékos oldatok elkészítésére többféle módszert alkalmaznak.

Példa. 1 kg 15%-os nátrium-klorid oldatot kell készíteni. Mennyi só kell ehhez? A számítás az arány szerint történik:

Ezért ehhez 1000-150 \u003d 850 g vizet kell venni.

Azokban az esetekben, amikor 1 liter 15%-os nátrium-klorid oldatot kell készíteni, a szükséges sómennyiséget más módon számítják ki. A referenciakönyv szerint meg kell találni ennek az oldatnak a sűrűségét, és egy adott térfogattal megszorozva megkapjuk a szükséges mennyiségű oldat tömegét: 1000-1,184 \u003d 1184 g.

Ezután következik:

Ezért 1 kg és 1 liter oldat elkészítéséhez eltérő a szükséges nátrium-klorid mennyiség. Azokban az esetekben, amikor az oldatokat kristályvizet tartalmazó reagensekből készítik, ezt figyelembe kell venni a szükséges reagensmennyiség kiszámításakor.

Példa. Kristályvizet tartalmazó sóból (Na2CO3-10H2O) 1000 ml 1,050 sűrűségű 5%-os Na2CO3-oldatot kell készíteni.

A Na2CO3 molekulatömege (tömeg) 106 g, a Na2CO3-10H2O molekulatömege (tömeg) 286 g, innen számítjuk ki az 5%-os oldat elkészítéséhez szükséges Na2CO3-10H2O mennyiséget:

Az oldatokat hígítási módszerrel állítjuk elő az alábbiak szerint.

Példa. 1,185 (37,3%) relatív sűrűségű savas oldatból 1 liter 10%-os sósavoldatot kell készíteni. Egy 10%-os oldat relatív sűrűsége 1,047 (a referenciatáblázat szerint), ezért 1 liter ilyen oldat tömege (tömege) 1000X1,047 \u003d 1047 g. Ennek az oldatmennyiségnek tiszta hidrogén-kloridot kell tartalmaznia

Annak meghatározásához, hogy mennyi 37,3% savat kell bevinni, a következő arányt alkotjuk:

Ha két oldat hígításával vagy keverésével készítünk oldatokat, az átlós séma módszert vagy a „kereszt szabályát” alkalmazzák a számítások egyszerűsítésére. Két egyenes metszéspontjára írjuk az adott koncentrációt, és mindkét végén balra a kiindulási oldatok koncentrációja, az oldószernél ez nullával egyenlő.

A küldetés forrása: határozat 2446. USE 2017 Mathematics, I.V. Jascsenko. 36 lehetőség.

11. feladat. 25%-os és 95%-os savas oldatok összekeverésével és 20 kg tiszta víz hozzáadásával 40%-os savas oldatot kaptunk. Ha 20 kg víz helyett 20 kg azonos sav 30%-os oldatát adnánk hozzá, akkor 50%-os savas oldatot kapnánk. Hány kilogramm 25%-os oldatot használtak fel a keverék elkészítéséhez?

Megoldás.

Jelöljük x kg-mal a 25%-os, y kg-mal a 95%-os oldat tömegét. Látható, hogy összekeverésük után az oldatban lévő sav össztömege egyenlő. A probléma azt mondja, hogy ha ezt a két oldatot összekeverjük és hozzáadunk 20 kg tiszta vizet, akkor 40%-os oldatot kapunk. Ebben az esetben a sav tömegét a kifejezés határozza meg . Mivel 20 kg tiszta víz hozzáadása után a sav tömege változatlan marad, így a következő egyenletet kapjuk:

Analógia útján a második egyenletet kapjuk, amikor 20 kg víz helyett 20 kg azonos sav 30 %-os oldatát adjuk hozzá, és 50 %-os savas oldatot kapunk:

Megoldjuk az egyenletrendszert, kapjuk:

Az első egyenletet megszorozzuk -9-cel, a másodikat pedig 11-gyel.