Kaip atskiesti tirpalą. Tirpalų ruošimas iš standartinių ir koncentruotų skysčių Suspausti ant gerklės

Ne visi prisimena, ką reiškia „koncentracija“ ir kaip tinkamai paruošti tirpalą. Jei norite gauti 1% bet kurios medžiagos tirpalą, tada 10 g medžiagos ištirpinkite litre vandens (arba 100 g 10 litrų). Atitinkamai, 2% tirpale yra 20 g medžiagos litre vandens (200 g 10 litrų) ir pan.

Jei sunku išmatuoti nedidelį kiekį, imkite didesnį, paruoškite vadinamąjį pradinį tirpalą ir praskieskite. Paimame 10 gramų, paruošiame litrą 1% tirpalo, užpilame 100 ml, užpilame vandeniu iki litro (skiedžiame 10 kartų), ir 0,1% tirpalas paruoštas.

Kaip pasigaminti vario sulfato tirpalą

Norint paruošti 10 litrų vario-muilo emulsijos, reikia paruošti 150-200 g muilo ir 9 litrus vandens (geriau lietus). Atskirai 5-10 g vario sulfato ištirpinama 1 litre vandens. Po to į muiluotą tirpalą plona srovele įpilamas vario sulfato tirpalas, nenustodamas gerai maišytis. Rezultatas yra žalsvas skystis. Jei blogai maišysite arba skubėsite, susidaro dribsniai. Tokiu atveju geriau pradėti procesą nuo pat pradžių.

Kaip paruošti 5% kalio permanganato tirpalą

Norint paruošti 5% tirpalą, reikia 5 g kalio permanganato ir 100 ml vandens. Pirmiausia į paruoštą indą supilkite vandenį, tada supilkite kristalus. Tada sumaišykite visa tai iki vientisos ir sočios purpurinės skysčio spalvos. Prieš naudojant tirpalą rekomenduojama perkošti per marlę, kad būtų pašalinti neištirpę kristalai.

Kaip paruošti 5% karbamido tirpalą

Karbamidas yra labai koncentruotos azoto trąšos. Šiuo atveju medžiagos granulės lengvai ištirpsta vandenyje. Norint pagaminti 5% tirpalą, 10 litrų vandens reikia paimti 50 g karbamido ir 1 litrą vandens arba 500 g trąšų granulių. Supilkite granules į indą su vandeniu ir gerai išmaišykite.

Ruošiant tirpalus skiedžiant koncentratus, reikia greitai ir be klaidų apskaičiuoti reikiamą pradinio koncentrato ir tirpiklio, sujungto į vieną tirpalą, kiekį.

Skaičiuojant koncentratų praskiedimą, kuriame koncentracija nurodoma kaip tirpios medžiagos kiekio ir tirpalo kiekio santykis, reikiamas sausųjų medžiagų kiekis dauginamas iš praskiedimo reikšmės, t.y. iki antrojo koncentracijos santykio skaitmens.

Pavyzdžiui, jei reikiamas kiekis sausos tirpios medžiagos yra 5 g, o koncentruoto tirpalo koncentracija yra 1:10, tai reikalingas koncentrato tirpalo kiekis bus: 5 x 10 = 50 (ml).

Jei tuščiojo tirpalo koncentracija nurodoma kaip ištirpusios medžiagos ir tirpiklio santykis, sumažintas iki vieneto (pavyzdžiui, 1 + 3), tada, pagal analogiją su ankstesniu koncentruoto tirpalo atveju, reikia imtis:

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

Jei pusgaminio tirpalo koncentracija išreiškiama procentais ir lygi, pavyzdžiui, 10%, tada tomis pačiomis sąlygomis ji turi būti imta: 5 x 100/10 = 50 (ml).

Farmacijos praktikoje labai dažnai reikia nustatyti reikiamą pradinio tirpalo kiekį pagal jo koncentraciją (procentais), ruošiamo tirpalo kiekį ir jo koncentraciją (procentais), ruošiamo skiesto tirpalo kiekį ir jo koncentracija (taip pat procentais).

Pavyzdžiui, yra X% koncentruotas tirpalas.

Norint nustatyti šio tirpalo kiekį, reikalingą A ml atskiesto tirpalo, kurio koncentracija Y% (žymime B), gauti, reikia atlikti šiuos skaičiavimus.

Ištirpusios medžiagos kiekis koncentruotame tirpale yra: X x B / 100, o gautame atskiestame tirpale - Y x A / 100. Kadangi abi vertės yra lygios, tada atitinkamai:

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

Iš čia išreiškiame X% koncentruoto tirpalo tūrį, reikalingą A ml Y% atskiesto tirpalo gauti:

B \u003d Y x A / X (ml). Todėl tirpiklio kiekis, reikalingas ruošiniui atskiesti, bus lygus A - B (ml).

Kartais reikia paruošti tam tikros koncentracijos tirpalus iš dviejų tirpalų (vieno didesnės, kito mažesnės). Pavyzdžiui, yra du tirpalai, kurių koncentracija X ir Y%. Norėdami nustatyti, kokiu santykiu šiuos tirpalus reikia maišyti, kad gautume C ml tirpalo, kurio koncentracija Z%, atliekame skaičiavimus. Reikiamą X-% tirpalo kiekį pažymėkime D, tada Y-% tirpalui reikės (C - D) ml. Atsižvelgdami į ankstesnius skaičiavimus, gauname:

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

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

Labai patogu skiesti koncentruotus tirpalus yra vadinamosios maišymo taisyklės naudojimas. Tarkime, kad iš dviejų tirpalų, kurių koncentracija X ir Y%, reikia paruošti Z% tirpalą. Nustatykite, kokiu santykiu reikia maišyti pradinius tirpalus. Tegul norimos reikšmės yra lygios: A (X% tirpalas) ir B (Y% tirpalas) ml.

Todėl paruošto Z% tirpalo kiekis turi būti lygus: (A + B) ml.

Tada: X x A + Y x B \u003d Z x (A + B) arba A / B \u003d (Z - Y) / (X - Z).

Sulyginę atitinkamus santykių narius, turime:

A \u003d Z - Y, B = X - Z.

1 pavyzdys

Paskaičiuokime, kokiomis proporcijomis reikia sumaišyti 35 % ir 15 % tirpalus, kad gautume 20 % tirpalą.

Atlikę reikiamus skaičiavimus, gauname, kad reikia sumaišyti 5 dalis 35% tirpalo ir 15 dalių 15% tirpalo. Sumaišius bus gauta 20 dalių 20% tirpalo.

2 pavyzdys

Paskaičiuokime, kokiomis proporcijomis reikia maišyti vandenį, t.y. 0% tirpalo ir 25% tirpalo, kad gautumėte 10% tirpalą. Po skaičiavimų gauname, kad reikia sumaišyti 10 dalių 25% tirpalo ir 15 dalių vandens. Dėl to bus gautos 25 dalys 10% tirpalo.

apytiksliai sprendimai. Ruošiant apytikslius tirpalus, mažai tiksliai apskaičiuojami tam reikalingų medžiagų kiekiai. Elementų atominiai svoriai, siekiant supaprastinti skaičiavimus, kartais gali būti suapvalinti iki sveikų vienetų. Taigi, apytikriai apskaičiuojant, geležies atominė masė gali būti lygi 56, o ne tiksli -55,847; sierai - 32 vietoj tikslaus 32,064 ir kt.

Medžiagos apytiksliems tirpalams ruošti sveriamos technocheminėmis arba techninėmis svarstyklėmis.

Iš esmės skaičiavimai ruošiant tirpalus visoms medžiagoms yra vienodi.

Paruošto tirpalo kiekis išreiškiamas arba masės (g, kg) arba tūrio vienetais (ml, l), ir kiekvienu iš šių atvejų ištirpusios medžiagos kiekis apskaičiuojamas skirtingai.

Pavyzdys. Tegul reikia paruošti 1,5 kg 15% natrio chlorido tirpalo; iš anksto apskaičiuokite reikiamą druskos kiekį. Skaičiavimas atliekamas pagal proporciją:

y., jei 100 g tirpalo yra 15 g druskos (15%), tai kiek reikės paruošti 1500 g tirpalo?

Skaičiavimas rodo, kad reikia pasverti 225 g druskos, tada paimkite 1500 - 225 = 1275 g. ¦

Jei duodama gauti 1,5 litro to paties tirpalo, tai tokiu atveju pagal žinyną yra išsiaiškinamas jo tankis, pastarasis dauginamas iš duoto tūrio ir taip randama reikiamo tirpalo kiekio masė. . Taigi natrio chlorido 15% horo tirpalo tankis 15 0C temperatūroje yra 1,184 g/cm3. Todėl 1500 ml yra

Todėl medžiagos kiekis 1,5 kg ir 1,5 l tirpalo paruošimui skiriasi.

Pirmiau pateiktas skaičiavimas taikomas tik ruošiant bevandenių medžiagų tirpalus. Jei imama vandeninė druska, pavyzdžiui, Na2SO4-IOH2O1, tada skaičiavimas šiek tiek pakeistas, nes reikia atsižvelgti ir į kristalizacijos vandenį.

Pavyzdys. Tegul reikia paruošti 2 kg 10% Na2SO4 tirpalo pradedant nuo Na2SO4 *10H2O.

Na2SO4 molekulinė masė yra 142,041, o Na2SO4*10H2O yra 322,195 arba suapvalinta 322,20.

Skaičiavimas pirmiausia atliekamas bevandenei druskai:

Todėl reikia paimti 200 g bevandenės druskos. Dekahidrato druskos kiekis randamas apskaičiavus:

Vanduo šiuo atveju turi būti paimtas: 2000 - 453,7 \u003d 1546,3 g.

Kadangi tirpalas ne visada ruošiamas pagal bevandenę druską, tai etiketėje, kuri turi būti klijuojama ant indo su tirpalu, būtina nurodyti, iš kokios druskos ruošiamas tirpalas, pvz., 10 % Na2SO4 tirpalas arba 25% Na2SO4 * 10H2O.

Dažnai atsitinka taip, kad anksčiau paruoštą tirpalą reikia atskiesti, t.y. sumažinti jo koncentraciją; tirpalai skiedžiami pagal tūrį arba svorį.

Pavyzdys. Būtina atskiesti 20% amonio sulfato tirpalą, kad gautumėte 2 litrus 5% tirpalo. Skaičiavimą atliekame tokiu būdu. Iš žinyno sužinome, kad (NH4) 2SO4 5% tirpalo tankis yra 1,0287 g/cm3. Todėl 2 litrai jo turėtų sverti 1,0287 * 2000 = 2057,4 g. Šiame kiekyje turėtų būti amonio sulfato:

Atsižvelgiant į tai, kad matavimo metu gali atsirasti nuostolių, reikia paimti 462 ml ir supilti iki 2 litrų, t.y. įpilti 2000-462 = 1538 ml vandens.

Jei skiedžiama pagal svorį, skaičiavimas supaprastinamas. Tačiau apskritai skiedimas atliekamas tūrio pagrindu, nes skysčius, ypač dideliais kiekiais, lengviau išmatuoti pagal tūrį nei sverti.

Reikia atsiminti, kad atliekant visus darbus, tiek tirpinant, tiek skiedžiant, niekada negalima pilti viso vandens į indą iš karto. Kelis kartus vandeniu išskalaukite indus, kuriuose buvo sveriama ar matuojama norima medžiaga, ir kiekvieną kartą šio vandens įpilama į indą tirpalui.

Kai nereikia ypatingo tikslumo, skiedžiant tirpalus arba juos maišant, kad gautumėte skirtingos koncentracijos tirpalus, galite naudoti šį paprastą ir greitą metodą.

Paimkime jau išnagrinėtą atvejį, kai 20% amonio sulfato tirpalas skiedžiamas iki 5%. Pirmiausia rašome taip:

kur 20 – paimto tirpalo koncentracija, 0 – vanduo, o 5 – reikiama koncentracija. Dabar iš 20 atimame 5 ir apatiniame dešiniajame kampe užrašome gautą reikšmę, iš 5 atėmus nulį, viršutiniame rašome skaičių dešinysis kampas. Tada grandinė atrodys taip:

Tai reiškia, kad reikia išgerti 5 tūrius 20% tirpalo ir 15 tūrių vandens. Žinoma, toks skaičiavimas nėra tikslus.

Jei sumaišysite du tos pačios medžiagos tirpalus, schema išliks ta pati, pakeistos tik skaitinės reikšmės. Leiskite paruošti 25% tirpalą, sumaišius 35% tirpalą ir 15% tirpalą. Tada diagrama atrodys taip:

y., reikia paimti 10 tūrių abiejų tirpalų. Ši schema duoda apytikslius rezultatus ir gali būti naudojama tik tada, kai nereikia ypatingo tikslumo.Bet kuriam chemikui labai svarbu prireikus ugdyti skaičiavimų tikslumo įprotį, o tais atvejais, kai tai neturės įtakos rezultatams, naudoti apytikslius skaičius. Kai reikia didesnio tikslumo skiedžiant tirpalus, skaičiavimai atliekami naudojant formules.

Pažvelkime į keletą svarbiausių atvejų.

Praskiesto tirpalo ruošimas. Tegu c yra tirpalo kiekis, m% – skiedžiamo tirpalo koncentracija iki n%. Gautas praskiesto tirpalo x kiekis apskaičiuojamas pagal formulę:

o vandens tūris v tirpalui praskiesti apskaičiuojamas pagal formulę:

Sumaišius du skirtingos koncentracijos tos pačios medžiagos tirpalus, kad gautųsi tam tikros koncentracijos tirpalas. Tegul, sumaišius dalis m% tirpalo su x dalimis n% tirpalo, reikia gauti /% tirpalo, tada:

tikslius sprendimus. Rengiant tikslius tirpalus, reikiamų medžiagų kiekių apskaičiavimas bus patikrintas jau pakankamai tiksliai. Elementų atominiai svoriai paimti iš lentelės, kurioje pateikiamos tikslios jų reikšmės. Sudedant (arba atimant), naudojama tiksli termino reikšmė su mažiausiomis skaitmenimis po kablelio. Likę terminai suapvalinami, paliekant vienu skaitmeniu po kablelio daugiau nei termine, kuriame yra mažiausiai skaitmenų. Dėl to po kablelio lieka tiek skaitmenų, kiek yra termine, kuriame yra mažiausiai skaitmenų po kablelio; atlikdami reikiamą apvalinimą. Visi skaičiavimai atliekami naudojant penkių arba keturių skaitmenų logaritmus. Apskaičiuoti medžiagos kiekiai sveriami tik ant analitinių svarstyklių.

Svėrimas atliekamas ant laikrodžio stiklo arba butelyje. Pasverta medžiaga nedidelėmis dalimis supilama į švariai išplautą matavimo kolbą per švarų, sausą piltuvą. Tada iš poveržlės kelis kartus mažomis vandens porcijomis bnzhe arba laikrodžio stiklas, kuriame buvo atliktas svėrimas, nuplaunamas per piltuvą. Piltuvėlis taip pat kelis kartus plaunamas distiliuotu vandeniu.

Pilant kietus kristalus ar miltelius į matavimo kolbą, labai patogu naudoti piltuvą, parodytą Fig. 349. Tokie piltuvėliai gaminami 3, 6 ir 10 cm3 talpos. Mėginį galite pasverti tiesiai šiuose piltuvuose (nehigroskopinės medžiagos), prieš tai nustatę jų masę. Mėginys iš piltuvo labai lengvai perkeliamas į matavimo kolbą. Kai mėginys pilamas, piltuvėlis, neišimant kolbos iš gerklės, gerai nuplaunamas distiliuotu vandeniu iš plovimo butelio.

Paprastai ruošiant tikslius tirpalus ir perkeliant ištirpusią medžiagą į matavimo kolbą, tirpiklis (pavyzdžiui, vanduo) turi užimti ne daugiau kaip pusę kolbos talpos. Matavimo kolba užkemšama ir purtoma, kol kieta medžiaga visiškai ištirps. Tada gautas tirpalas iki žymės užpildomas vandeniu ir gerai išmaišomas.

moliniai tirpalai. Norint paruošti 1 litrą 1 M medžiagos tirpalo, 1 molis jo pasveriamas ant analitinių svarstyklių ir ištirpinamas, kaip aprašyta aukščiau.

Pavyzdys. Norėdami paruošti 1 litrą 1 M sidabro nitrato tirpalo, lentelėje raskite arba apskaičiuokite AgNO3 molekulinę masę, kuri yra lygi 169,875. Druska pasveriama ir ištirpinama vandenyje.

Jei reikia paruošti skiestesnį tirpalą (0,1 arba 0,01 M), pasverkite atitinkamai 0,1 arba 0,01 molio druskos.

Jei reikia paruošti mažiau nei 1 litrą tirpalo, atitinkamame vandens tūryje ištirpinkite atitinkamai mažesnį druskos kiekį.

Panašiai ruošiami ir įprasti tirpalai, tik sveriantys ne 1 molį, o 1 gramo ekvivalentą kietos medžiagos.

Jei reikia paruošti pusiau normalų arba dešimtainį tirpalą, paimkite atitinkamai 0,5 arba 0,1 gramo ekvivalento. Ruošiant ne 1 litrą tirpalo, o mažiau, pavyzdžiui, 100 ar 250 ml, tada paimkite 1/10 arba 1/4 medžiagos kiekio, reikalingo 1 litrui paruošti, ir ištirpinkite atitinkamame tūryje vandens.

349 pav. Piltuvėliai mėginiui supilti į kolbą.

Paruošus tirpalą, jį reikia patikrinti titruojant atitinkamu kitos medžiagos, kurios normalumas yra žinomas, tirpalu. Paruoštas tirpalas gali tiksliai neatitikti nurodytos normos. Tokiais atvejais kartais pateikiami pakeitimai.

Gamybos laboratorijose tikslūs tirpalai kartais ruošiami „pagal nustatomą medžiagą“. Tokių tirpalų naudojimas palengvina skaičiavimus atliekant analizę, nes pakanka titravimui naudojamo tirpalo tūrį padauginti iš tirpalo titro, norint gauti norimos medžiagos kiekį (g) bet kurio tirpalo kiekyje. paimtas analizei.

Ruošiant titruotą analitės tirpalą, apskaičiavimas taip pat atliekamas pagal ištirpusios medžiagos gramų ekvivalentą, naudojant formulę:

Pavyzdys. Tegul reikia paruošti 3 litrus kalio permanganato tirpalo, kurio geležies titras yra 0,0050 g / ml. KMnO4 gramų ekvivalentas yra 31,61, o Fe gramų ekvivalentas yra 55,847.

Skaičiuojame pagal aukščiau pateiktą formulę:

standartiniai sprendimai. Standartiniais tirpalais vadinami skirtingų, tiksliai apibrėžtų koncentracijų tirpalai, naudojami kolorimetrijoje, pavyzdžiui, tirpalai, kurių 1 ml yra 0,1, 0,01, 0,001 mg ir kt.

Be kolorimetrinės analizės, tokie tirpalai reikalingi nustatant pH, atliekant nefelometrinius tyrimus ir kt. Kartais standartiniai tirpalai laikomi sandariose ampulėse, tačiau dažniau juos reikia ruošti prieš pat naudojimą. daugiau nei 1 litras, o dažniau - mažiau.Tik sunaudojus daug standartinio tirpalo, galima paruošti kelis litrus jo ir tada su sąlyga, kad standartinis tirpalas nebus laikomas ilgą laiką.

Medžiagos kiekis (g), reikalingas tokiems tirpalams gauti, apskaičiuojamas pagal formulę:

Pavyzdys. Vario kolorimetriniam nustatymui reikia paruošti etaloninius CuSO4 5H2O tirpalus, o 1 ml pirmojo tirpalo turi būti 1 mg vario, antrajame – 0,1 mg, trečiame – 0,01 mg, ketvirtame – 0,001 mg. Pirmiausia paruoškite pakankamą kiekį pirmojo tirpalo, pavyzdžiui, 100 ml.

Tirpalų ruošimas. Tirpalas yra vienalytis dviejų ar daugiau medžiagų mišinys. Tirpalo koncentracija išreiškiama įvairiais būdais:

svorio procentais, t.y. pagal medžiagos gramų skaičių 100 g tirpalo;

tūrio procentais, t.y. pagal medžiagos tūrio vienetų skaičių (ml) 100 ml tirpalo;

moliškumas, t.y. medžiagos grammolių skaičius 1 litre tirpalo (moliniai tirpalai);

normalumas, t.y. ištirpusios medžiagos gramų ekvivalentų skaičius 1 litre tirpalo.

Procentinės koncentracijos tirpalai. Procentiniai tirpalai ruošiami apytiksliai, o medžiagos mėginys sveriamas ant technocheminių svarstyklių, o tūriai matuojami matavimo cilindrais.

Procentiniams tirpalams ruošti naudojami keli metodai.

Pavyzdys. Būtina paruošti 1 kg 15% natrio chlorido tirpalo. Kiek druskos tam reikia? Skaičiavimas atliekamas pagal proporciją:

Todėl vandens tam reikia išgerti 1000–150 \u003d 850 g.

Tais atvejais, kai reikia paruošti 1 litrą 15% natrio chlorido tirpalo, reikiamas druskos kiekis apskaičiuojamas kitaip. Remiantis žinynu, randamas šio tirpalo tankis ir, padauginus jį iš nurodyto tūrio, gaunama reikiamo tirpalo kiekio masė: 1000–1,184 \u003d 1184 g.

Tada seka:

Todėl 1 kg ir 1 litro tirpalo paruošimui reikalingas natrio chlorido kiekis skiriasi. Tais atvejais, kai tirpalai ruošiami iš reagentų, kuriuose yra kristalizacijos vandens, į tai reikia atsižvelgti apskaičiuojant reikiamą reagento kiekį.

Pavyzdys. Iš druskos, kurioje yra kristalizacijos vandens (Na2CO3-10H2O), reikia paruošti 1000 ml 5% Na2CO3 tirpalo, kurio tankis yra 1,050.

Na2CO3 molekulinė masė (masė) yra 106 g, Na2CO3-10H2O molekulinė masė (masė) 286 g, iš čia skaičiuojamas reikiamas Na2CO3-10H2O kiekis 5% tirpalui paruošti:

Tirpalai ruošiami skiedimo metodu taip.

Pavyzdys. Iš rūgšties tirpalo, kurio santykinis tankis yra 1,185 (37,3 %), reikia paruošti 1 l 10% HCl tirpalo. Santykinis 10% tirpalo tankis yra 1,047 (pagal atskaitos lentelę), todėl 1 litro tokio tirpalo masė (masė) yra 1000X1,047 \u003d 1047 g. Šiame tirpalo kiekyje turi būti gryno vandenilio chlorido

Norėdami nustatyti, kiek 37,3% rūgšties reikia išgerti, sudarome proporciją:

Ruošiant tirpalus skiedžiant arba maišant du tirpalus, skaičiavimams supaprastinti naudojamas įstrižinės schemos metodas arba „kryžiaus taisyklė“. Dviejų linijų sankirtoje rašoma duotoji koncentracija, o abiejuose galuose kairėje – pradinių tirpalų koncentracija, tirpikliui ji lygi nuliui.

Užduočių šaltinis: Sprendimas 2446. USE 2017 Mathematics, I.V. Jaščenka. 36 variantai.

11 užduotis. Sumaišius 25 % ir 95 % rūgšties tirpalus ir įpylus 20 kg gryno vandens, gautas 40 % rūgšties tirpalas. Jei vietoj 20 kg vandens būtų įpilta 20 kg tos pačios rūgšties 30 % tirpalo, gautųsi 50 % rūgšties tirpalas. Kiek kilogramų 25% tirpalo buvo sunaudota mišiniui pagaminti?

Sprendimas.

Pažymime x kg 25 % tirpalo masę, o y kg – 95 % tirpalo masę. Matyti, kad bendra rūgšties masė tirpale jas sumaišius lygi . Problema sako, kad jei sumaišysite šiuos du tirpalus ir įpilsite 20 kg gryno vandens, gausite 40% tirpalą. Šiuo atveju rūgšties masė bus nustatyta pagal išraišką . Kadangi įpylus 20 kg gryno vandens rūgšties masė išlieka tokia pati, gauname formos lygtį

Analogiškai gaunama antroji lygtis, kai vietoj 20 kg vandens įpilama 20 kg tos pačios rūgšties 30% tirpalo ir gaunamas 50% rūgšties tirpalas:

Išsprendžiame lygčių sistemą, gauname:

Pirmąją lygtį padauginame iš -9, o antrąją - iš 11.