11.4: Розведення та концентрації
- Page ID
- 22706
- Дізнайтеся, як розводити і концентрувати розчини.
Нерідко працівникові потрібно змінити концентрацію розчину шляхом зміни кількості розчинника. Розведення - це додавання розчинника, який знижує концентрацію розчиненої речовини в розчині. Концентрація - це видалення розчинника, який збільшує концентрацію розчиненої речовини в розчині. (Не плутайте два використання слова концентрації тут!)
Як при розведенні, так і в концентрації кількість розчиненої речовини залишається однаковою. Це дає нам спосіб розрахувати, яким повинен бути новий обсяг розчину для бажаної концентрації розчиненої речовини. З визначення молярності,
\[\text{molarity} = \dfrac{\text{moles of solute}}{\text{liters of solution}}\nonumber \]
ми можемо вирішити для кількості молів розчиненої речовини:
молі розчиненої речовини = (молярність) (л розчину)
Простіший спосіб написання цього полягає у використанні M для представлення молярності та V для представлення обсягу. Таким чином, рівняння стає
молі розчиненої речовини = МВ
Оскільки ця кількість не змінюється до і після зміни концентрації, продукт МВ повинен бути однаковим до і після зміни концентрації. Використовуючи числа для представлення початкових і кінцевих умов, ми маємо
\[M_1V_1 = M_2V_2\nonumber \]
як рівняння розведення. Обсяги повинні бути виражені в однакових одиницях. Зверніть увагу, що це рівняння дає тільки початкові і кінцеві умови, а не величину зміни. Величина зміни визначається відніманням.
Якщо 25,0 мл розчину 2,19 М розвести до 72,8 мл, яка кінцева концентрація?
Рішення
Не має значення, який набір умов позначений 1 або 2, якщо умови поєднуються належним чином. Використовуючи рівняння розведення, ми маємо
(2,19 М) (25,0 мл) = М 2 (72,8 мл)
Рішення для другої концентрації (відзначаючи, що мілілітрові одиниці скасовують),
М 2 = 0,752 М
Знизилася концентрація розчину. При переході від 25,0 мл до 72,8 мл необхідно додати 72,8 − 25,0 = 47,8 мл розчинника.
До 0,885 М розчину KBr, початковий обсяг якого становить 76,5 мл, додається більше води, поки її концентрація не складе 0,500 м. Який новий обсяг розчину?
- Відповідь
-
135,4 мл
Концентруючі розчини передбачає видалення розчинника. Зазвичай це робиться шляхом випаровування або кип'ятіння, припускаючи, що теплота кипіння не впливає на розчинену речовину. Рівняння розведення використовується і в цих умовах.
У лікарні невідкладної допомоги лікар призначає внутрішньовенну (IV) доставку 100 мл 0,5% KCl для пацієнта, який страждає гіпокаліємією (низький рівень калію). Помічник біжить до шафи постачання і виймає IV мішок, що містить цю концентрацію KCl?
Малоймовірно. Більш імовірно, що помічник повинен зробити належний розчин з IV мішка стерильного розчину і більш концентрованого, стерильного розчину, званого запасним розчином, KCl. Очікується, що помічник буде використовувати шприц, щоб скласти якийсь запас розчину і ввести його в очікуючий IV мішок і розбавити його до належної концентрації. При цьому помічник повинен виконати розрахунок розведення.
Якщо запас розчину становить 10,0% кКл і кінцевий обсяг і концентрація повинні бути 100 мл і 0,50% відповідно, то легко підрахувати, скільки запасного розчину використовувати:
(10%) V 1 = (0,50%) (100 мл) V 1 = 5 мл
Звичайно, додавання запасного розчину впливає на загальний обсяг розведеного розчину, але кінцева концентрація, швидше за все, досить близька навіть для медичних цілей.
Медичний та фармацевтичний персонал постійно має справу з дозуванням, які вимагають вимірювання концентрації та розведення. Це важлива відповідальність: розрахунок неправильної дози може бути марним, шкідливим або навіть смертельним!
Резюме
- Молярність і обсяг використовуються для визначення розведень і концентрацій розчинів.