16.10: Розведення

Last updated
Save as PDF

Page ID: 19167

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Муріатинова кислота (інша назва\(\ce{HCl}\)) широко застосовується для очищення бетонних і кладочних поверхонь. Кислоту необхідно розбавити перед використанням, щоб отримати її до більш безпечної міцності. Комерційно доступна в концентраціях близько\(18\%\), муріатинова кислота може бути використана для видалення накипу і відкладень (зазвичай складається з основних матеріалів).

Розведення

При додаванні додаткової води до водного розчину концентрація цього розчину зменшується. Це пояснюється тим, що кількість молів розчиненої речовини не змінюється, при цьому обсяг розчину збільшується. Ми можемо встановити рівність між родимками розчиненої речовини перед розведенням (1) та родимками розчиненої речовини після розведення (2).

\[\text{mol}_1 = \text{mol}_2\nonumber \]

Так як молі розчиненої речовини в розчині рівні молярності, помноженої на літри, ми можемо виставити ті рівні.

\[M_1 \times L_1 = M_2 \times L_2\nonumber \]

Нарешті, оскільки дві сторони рівняння встановлені рівними одна одній, обсяг може бути описаний у будь-якій одиниці, яку ми виберемо, якщо ця одиниця однакова з обох сторін. Нашим рівнянням для розрахунку молярності розведеного розчину стає:

\[M_1 \times V_1 = M_2 \times V_2\nonumber \]

Припустимо, що\(100. \: \text{mL}\) у вас є\(2.0 \: \text{M}\) рішення\(\ce{HCl}\). Ви розбавляєте розчин, додаючи достатню кількість води, щоб зробити розчин об'ємним\(500. \: \text{mL}\). Нову молярність можна легко обчислити, використовуючи вищевказане рівняння та вирішуючи для\(M_2\):

\[M_2 = \frac{M_1 \times V_1}{V_2} = \frac{2.0 \: \text{M} \times 100. \: \text{mL}}{500. \: \text{mL}} = 0.40 \: \text{M} \: \ce{HCl}\nonumber \]

Розчин був розбавлений на одну п'яту, так як новий обсяг в п'ять разів більше початкового обсягу. Отже, молярність становить одну п'яту частину від її початкового значення.

Інша поширена проблема розведення включає вирішення того, скільки висококонцентрованого розчину потрібно, щоб зробити бажану кількість розчину меншої концентрації. Висококонцентрований розчин зазвичай називають фондовим розчином.

Приклад\(\PageIndex{1}\)

Азотна кислота\(\left( \ce{HNO_3} \right)\) є потужною і їдкою кислотою. При замовленні у хімічної компанії, що постачає, його молярність є\(16 \: \text{M}\). Скільки вихідного розчину азотної кислоти потрібно використовувати для приготування\(8.00 \: \text{L}\)\(0.50 \: \text{M}\) розчину?

Рішення

Крок 1: Перерахуйте відомі величини та плануйте проблему.

Відомий

Запас\(\ce{HNO_3} = 16 \: \text{M}\)
\(V_2 = 8.00 \: \text{L}\)
\ (M_2 = 0,50\:\ текст {М} |)

Невідомий

Невідомим в\(V_1\) рівнянні є обсяг концентрованого розчину запасу.

Крок 2: Вирішіть.

\[V_1 = \frac{M_2 \times V_2}{M_1} = \frac{0.50 \: \text{M} \times 8.00 \: \text{L}}{16 \: \text{M}} = 0.25 \: \text{L} = 250 \: \text{mL}\nonumber \]

Крок 3: Подумайте про свій результат.

\(250 \: \text{mL}\)запасу\(\ce{HNO_3}\) потрібно розбавити водою до кінцевого обсягу\(8.00 \: \text{L}\). Розведення відбувається в 32 рази, щоб перейти від\(16 \: \text{M}\) до\(0.5 \: \text{M}\).

Розведення можна виконувати в лабораторії за допомогою різних інструментів, в залежності від необхідних обсягів і бажаної точності. Зображення нижче ілюструють використання двох різних типів піпеток. На першому малюнку використовується скляна піпетка для перенесення порції розчину в градуйований циліндр. Використання піпетки, а не градуйованого циліндра для перенесення підвищує точність. На другому малюнку показана мікропіпетка, яка призначена для швидкого і точного дозування невеликих обсягів. Мікропіпетки регулюються і бувають різних розмірів.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Об'ємна піпетка.

Резюме

Описано процес розрахунку розведень.
Піпетки і мікропіпетки використовуються для перенесення і дозування розчину.