Współczynnik rozcieńczenia w tym, co on składa, jak jest rysowany, przykłady

The współczynnik rozcieńczenia (FD) to liczba wskazująca czasy rozcieńczenia roztworu w celu uzyskania niższego stężenia. Roztwór może rozpuszczać substancję stałą, ciekłą lub gazową. Dlatego jego stężenie zależy od liczby cząstek substancji rozpuszczonej i całkowitej objętości V.

W dziedzinie chemii stosuje się wiele wyrażeń koncentracji: procent, molowy (M), normalny (N), między innymi. Każdy z nich zależy od skończonej ilości substancji rozpuszczonej; od gramów, kilogramów lub moli do ekwiwalentów. Jednak jeśli chodzi o zmniejszenie takich stężeń, FD dotyczy wszystkich tych wyrażeń.

Na powyższym obrazku przedstawiono przykład kolejnego rozcieńczania grenadyny. Zauważ, że od lewej do prawej czerwony kolor staje się wyraźniejszy; co jest równe niższemu stężeniu grenadyny.

Współczynnik rozcieńczenia pozwala określić, jak rozcieńczone jest ostatnie naczynie względem pierwszego. Tak więc zamiast prostych właściwości organoleptycznych, w FD eksperyment można powtórzyć z tej samej butelki grenadyny (roztwór macierzysty); aby w ten sposób zapewnić, że stężenia nowych statków są równe.

Stężenie grenadyny można wyrazić w dowolnej jednostce; jednakże objętość naczyń jest stała i aby ułatwić obliczenia, objętości grenadyny rozpuszczonej w wodzie są po prostu używane. Suma tych będzie równa V: całkowita objętość cieczy w naczyniu.

Podobnie jak w przypadku przykładowej grenadyny, dzieje się to w laboratorium z każdym innym odczynnikiem. Przygotowuje się stężone ługi macierzyste, z których pobiera się porcje i rozcieńcza w celu uzyskania bardziej rozcieńczonych roztworów. W ten sposób stara się zmniejszyć ryzyko w laboratorium i straty odczynników.

Indeks

• 1 Jaki jest współczynnik rozcieńczenia??
  • 1.1 Rozcieńczenie
  • 1.2 Czynniki
• 2 Jak uzyskać współczynnik rozcieńczenia?
  • 2.1 Odliczenie
  • 2.2 Dwa ważne wyrażenia dla FD
• 3 Przykłady
  • 3.1 Przykład 1
  • 3.2 Przykład 2
  • 3.3 Przykład 3
  • 3.4 Przykład 4
• 4 odniesienia

Jaki jest współczynnik rozcieńczenia?

Rozcieńczenie

Rozcieńczenie to procedura, która pozwala na zmniejszenie stężenia roztworu lub jego gęstości. Działanie polegające na zmniejszeniu intensywności koloru w roztworze barwnika można również uznać za rozcieńczenie.

Aby skutecznie rozcieńczyć roztwór w określonym stężeniu, pierwszą rzeczą, jaką należy zrobić, to wiedzieć, ile razy stężenie roztworu macierzystego jest większe niż stężenie rozcieńczonego roztworu..

Zatem wiadomo, że początkowy roztwór musi być rozcieńczony, aby otrzymać roztwór o pożądanym stężeniu. Liczba razy jest znana jako współczynnik rozcieńczenia. I w tym składa się, w bezwymiarowej frakcji, która wskazuje na rozcieńczenie.

Czynniki

Często występuje rozcieńczenie wyrażone na przykład w następujący sposób: 1/5, 1/10, 1/100 itd. Co to znaczy? Oznacza to po prostu, że aby uzyskać roztwór o pożądanym stężeniu, roztwór macierzysty należy rozcieńczyć tyle razy, ile wskazuje mianownik frakcji o nazwie.

Jeśli na przykład stosuje się rozcieńczenie 1/5, początkowy roztwór należy rozcieńczyć 5 razy, aby uzyskać roztwór o tym stężeniu. Dlatego liczba 5 jest współczynnikiem rozcieńczenia. Przekłada się to następująco: roztwór 1/5 jest pięć razy bardziej rozcieńczony niż matka.

Jak przygotować to rozwiązanie? Jeśli pobiera się 1 ml roztworu podstawowego, objętość ta musi być pięciokrotna, tak aby stężenie substancji rozpuszczonej zostało rozcieńczone o współczynnik 1/5. Następnie, jeśli ma być rozcieńczony wodą (jak na przykładzie grenadyny), do 1 ml tego roztworu należy dodać 4 ml wody (1 + 4 = 5 ml końcowej objętości V_F).

Następnie omówimy, jak wydedukować i obliczyć FD.

Jak uzyskać współczynnik rozcieńczenia?

Odliczenie

Aby przygotować rozcieńczenie, objętość roztworu początkowego lub matki przenosi się do kolby miarowej, do której dodaje się wodę, aż do zakończenia pojemności pomiarowej kolby pomiarowej.

W tym przypadku, gdy do kolby pomiarowej dodaje się wodę, nie dodaje się masy substancji rozpuszczonej. Następnie masa substancji rozpuszczonej lub roztworu pozostaje stała:

m_i = m_f     (1)

m_i = masa początkowej substancji rozpuszczonej (w stężonym roztworze).

I m_f = masa końcowej substancji rozpuszczonej (w rozcieńczonym roztworze).

Ale, m = V x C. Zastępując równanie (1), mamy:

V_i x C_i = V_f x C_f   (2)

V_i = objętość matki lub początkowy roztwór, który wzięto do wykonania rozcieńczenia.

C_i = stężenie matki lub początkowe rozwiązanie.

V_f = objętość rozcieńczonego roztworu, który został przygotowany.

C_f = stężenie rozcieńczonego roztworu.

Możesz napisać równanie 2 w następujący sposób:

C_i / C_f = V_f / V_i    (3)

Dwa wyrażenia ważne dla FD

Ale, C_i / C_f  z definicji jest Współczynnik rozcieńczenia, ponieważ wskazuje czasy, w których stężenie matki lub roztworu początkowego jest większe w stosunku do stężenia rozcieńczonego roztworu. Dlatego wskazuje rozcieńczenie, które należy wykonać, aby przygotować rozcieńczony roztwór z roztworu macierzystego.

Ponadto z obserwacji równania 3 można wywnioskować, że relacja V_f / V_i to kolejny sposób na zdobycie Współczynnik rozcieńczenia. To znaczy jedno z dwóch wyrażeń (C_i/ C_f, V_f/ V_i) są ważne do obliczenia FD. Korzystanie z jednego lub drugiego zależy od dostępnych danych.

Przykłady

Przykład 1

Roztwór 0,3 M NaCl zastosowano do przygotowania rozcieńczonego roztworu 0,015 M NaCl Oblicz wartość współczynnika rozcieńczenia.

Współczynnik rozcieńczenia wynosi 20. Wskazuje to, że w celu przygotowania rozcieńczonego 0,015 M roztworu NaCl, roztwór 0,3 M NaCl musiał być rozcieńczony 20 razy:

FD = C_i / C_f

0,3 M / 0,015 M

20

Przykład 2

Wiedząc, że współczynnik rozcieńczenia wynosi 15: jaką objętość wody należy dodać do 5 ml stężonego roztworu glukozy, aby uzyskać pożądane rozcieńczenie?

Pierwszym krokiem jest obliczenie objętości rozcieńczonego roztworu (V_f). Po obliczeniu oblicza się objętość wody dodanej do rozcieńczenia.

FD = V_f / V_i.

V_f = FD x V_i

15 x 5 ml

75 ml

Dodana objętość wody = 75 ml - 5 ml

70 ml

Następnie, w celu przygotowania rozcieńczonego roztworu o współczynniku rozcieńczenia 15, do 5 ml stężonego roztworu dodano 70 ml wody, aby zakończyć końcową objętość 75 ml.

Przykład 3

Stężenie podstawowego roztworu fruktozy wynosi 10 g / l Pożądane jest przygotowanie z niego roztworu fruktozy o stężeniu 0,5 mg / ml. Biorąc 20 ml roztworu macierzystego do rozcieńczenia: jaka powinna być objętość rozcieńczonego roztworu?

Pierwszym krokiem w rozwiązaniu problemu jest obliczenie współczynnika rozcieńczenia (FD). Po uzyskaniu oblicza się objętość rozcieńczonego roztworu (V_f).

Jednak przed dokonaniem proponowanej kalkulacji konieczne jest dokonanie następujących obserwacji: konieczne jest umieszczenie ilości stężeń fruktozy w tych samych jednostkach. W tym konkretnym przypadku 10 g / l równa się 10 mg / ml, sytuację tę ilustruje następująca transformacja:

(mg / ml) = (g / l) x (1000 mg / g) x (L / 1000 ml)

Dlatego:

10 g / l = 10 mg / ml

Kontynuując obliczenia:

FD = C_i / C_f

FD = (10 mg / ml) / (0,2 mg / ml)

50

 Ale jak V_f = FD x V_i

V_f = 50 x 20 ml

1000 ml

Następnie 20 ml roztworu fruktozy o stężeniu 10 g / l rozcieńczono do 1 l roztworu 0,2 g / l.

Przykład 4

Zostanie zilustrowana metoda wykonywania seryjnych rozcieńczeń. Jest roztwór glukozy o stężeniu 32 mg / 100 ml, z którego pożądane jest przygotowanie przez rozcieńczenie zestawu roztworów glukozy o stężeniach: 16 mg / 100 ml, 8 mg / 100 ml, 4 mg / 100 ml, 2 mg / 100 ml i 1 mg / 100 ml.

Procedura

Oznacz 5 probówek dla każdego ze stężeń wskazanych w oświadczeniu. W każdym z nich umieszcza się na przykład 2 ml wody.

Następnie do probówki 1 z wodą dodaje się 2 ml roztworu podstawowego. Zawartość probówki 1 wytrząsa się i 2 ml jej zawartości przenosi się do probówki 2. Z kolei probówkę 2 wytrząsa się i 2 ml jej zawartości przenosi się do probówki 3; postępując w ten sam sposób z rurami 4 i 5.

Wyjaśnienie

Do probówki 1 dodaje się 2 ml wody i 2 ml roztworu podstawowego o stężeniu glukozy 32 mg / 100 ml. Zatem końcowe stężenie glukozy w tej probówce wynosi 16 mg / 100 ml.

Do probówki 2 dodaje się 2 ml wody i 2 ml zawartości probówki 1 ze stężeniem glukozy 16 mg / 100 ml. Następnie w probówce 2 stężenie probówki 1 rozcieńcza się 2 razy (FD). Zatem końcowe stężenie glukozy w tej probówce wynosi 8 mg / 100 ml.

Do probówki 3 dodaje się 2 ml wody i 2 ml zawartości probówki 2, ze stężeniem glukozy 8 mg / 100 ml. I podobnie jak pozostałe dwie probówki, stężenie dzieli się na dwie: 4 mg / 100 ml glukozy w probówce 3.

Z powodów wyjaśnionych powyżej końcowe stężenie glukozy w probówkach 4 i 5 wynosi odpowiednio 2 mg / 100 ml i 1 mg / 100 ml.

FD rur 1, 2, 3, 4 i 5, w odniesieniu do roztworu podstawowego, wynoszą odpowiednio: 2, 4, 8, 16 i 32.

Referencje

1. Aus e Tute. (s.f) Obliczenia współczynnika rozcieńczenia. Zrobiono z: ausetute.com.au
2. J.T. (s.f.). Współczynnik rozcieńczenia. [PDF] Zrobiono z: csus.edu
3. Dilutions Help. (s.f.). Zaczerpnięte z: uregina.ca
4. Joshua. (5 czerwca 2011 r.). Różnica między współczynnikiem rozcieńczenia i rozcieńczenia. DifferenceBetween.net. Źródło: differencebetween.net
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia (8 wyd.). CENGAGE Learning.
6. Innowuj (11 marca 2014 r.). Seryjne rozcieńczenia. Odzyskany z: 3.uah.es