Разбавление - это процесс разбавления концентрированного раствора. Существует множество причин, по которым кто-то может захотеть сделать разведение, от серьезных до простых. Например, биохимики разбавляют растворы из их концентрированных форм, чтобы сделать новые растворы для использования в экспериментах, тогда как, с другой стороны, бармены часто разбавляют спиртные напитки безалкогольными напитками или соками, чтобы коктейли были вкуснее. Общая формула для расчета разбавления: C1V1 = C2V2, с C1 и C2 представляет собой начальную и конечную концентрации раствора соответственно, а V1 и V2 представляет объем.
Шаг
Метод 1 из 2: точное разбавление концентратов с помощью уравнения разбавления
Шаг 1. Определите, что вы знаете и чего не знаете
Разбавление в химии обычно означает взятие небольшого количества раствора, концентрация которого вам известна, а затем добавление нейтральной жидкости (например, воды) для получения нового раствора с большим объемом, но с меньшей концентрацией. Это очень часто делается в химических лабораториях, потому что для эффективности реагенты часто хранятся в очень высоких концентрациях, которые затем разбавляются для использования в экспериментах. Обычно в большинстве реальных ситуаций вы будете знать концентрацию исходного раствора и желаемую концентрацию или объем конечной концентрации, но не объем исходного раствора, необходимый для получения окончательного раствора.
- Однако в других ситуациях (особенно в школьных задачах) вам может потребоваться найти другие части головоломки - например, вам могут быть заданы начальный объем и концентрация, а затем предложено найти конечную концентрацию, если вы разбавляете раствор. до желаемой громкости. В любом случае разбавления полезно отметить известные и неизвестные переменные перед началом.
-
Закончим примеры вопросов. Предположим, нас просят разбавить 5 М раствор водой, чтобы получить 1 л раствора 1. мМ. В этом случае мы знаем концентрацию нашего исходного раствора, а также объем и конечную концентрацию, которые мы хотим, но не количество исходного раствора, которое нам нужно добавить с водой для достижения желаемого результата.
Напоминание: в химии M - это мера концентрации, называемая молярностью, которая обозначает количество молей вещества на литр
Шаг 2. Подставьте свои значения в формулу C1V1 = C2V2.
В этой формуле C1 - начальная концентрация раствора, V1 - объем исходного раствора, C2 - конечная концентрация раствора, а V2 - объем окончательного раствора. Включение известных значений в это уравнение поможет вам с меньшими трудностями находить неизвестные значения.
- Возможно, вам будет полезно поставить вопросительный знак перед единицей, которую вы хотите найти, чтобы помочь вам решить ее.
-
Продолжим наш пример. Мы введем известные нам значения следующим образом:
- C1V1 = C2V2
- (5 млн) V1 = (1 мМ) (1 л). Наши две концентрации имеют разные единицы измерения. Давайте остановимся на этом и перейдем к следующему шагу.
Шаг 3. Учитывайте различия в единицах измерения
Поскольку решения связаны с изменениями концентрации (которые иногда могут быть довольно большими), две переменные в вашем уравнении нередко имеют разные единицы измерения. Хотя это легко упустить из виду, неравные единицы в вашем уравнении могут привести к тому, что ваш ответ будет неправильным. Перед окончанием преобразуйте все значения в разные единицы концентрации и / или объема.
-
В нашем примере мы используем разные единицы для концентрации M (моляры) и мМ (миллимоляры). Давайте изменим наше второе измерение на M:
- 1 мМ × 1 М / 1000 мМ
- = 0,001 млн
Шаг 4. Готово
Когда все единицы сравняются, решите уравнение. Это почти всегда можно сделать с помощью простой алгебры.
-
Мы останавливаем наш пример проблемы здесь: (5 M) V1 = (1 мМ) (1 л). Найдем значение V1 с нашим новым агрегатом.
- (5 млн) V1 = (0,001 M) (1 л)
- V1 = (0,001 M) (1 л) / (5 M).
-
V1 = 0,0002 л или 0,2 мл.
Шаг 5. Разберитесь, как правильно использовать свой ответ
Допустим, вы нашли пропущенное значение, но не знаете, как использовать эту новую информацию в том фактическом разбавлении, которое вам нужно сделать. Это и понятно - язык математики и естественных наук иногда не соответствует реальному миру. Когда вы знаете четыре значения в уравнении C1V1 = C2V2, сделайте разведение следующим образом:
- Измерьте объем V1 из раствора с концентрацией C1. Затем добавьте достаточное количество разбавителя (воды и т. Д.), Чтобы общий объем V2. Этот новый раствор будет иметь желаемую концентрацию (C2).
- В нашем примере, например, мы сначала отмеряем 0,2 мл раствора 5 М. Затем мы добавляем достаточно воды, чтобы увеличить объем раствора до 1 л: 1 л - 0,0002 л = 0,9998 л, или 999, 8 мл.. Другими словами, мы добавим 999,8 мл воды к раствору небольшой пробы. Наш новый разбавленный раствор имеет концентрацию 1 мМ, что является нашей желаемой концентрацией.
Метод 2 из 2: приготовление простого и практичного раствора для разбавления
Шаг 1. Ознакомьтесь с информацией на упаковке
Существует множество причин, по которым вы можете захотеть приготовить раствор для разбавления дома, на кухне или в другой нехимической лаборатории. Например, приготовление апельсинового сока из простого концентрата - это разбавление. Во многих случаях продукт, который необходимо разбавить, содержит информацию о разбавлении, которое необходимо сделать, где-то на упаковке. У них могут быть точные инструкции, которым нужно следовать. Вот несколько вещей, на которые следует обратить внимание при поиске информации:
- Объем использованного продукта
- Объем использованного разбавителя
- Тип используемого разбавителя (обычно вода)
- Особые инструкции по смешиванию
- Вы можете не увидеть информацию о точной концентрации используемой жидкости. Эта информация бесполезна для среднего потребителя.
Шаг 2. Добавьте в концентрированный раствор вещество, которое действует как разбавитель
Для простых домашних растворов, таких как те, которые вы можете приготовить на кухне, вам действительно нужно знать только объем используемого концентрата и приблизительную конечную концентрацию, которую вы хотите, прежде чем начать. Разбавьте концентрат подходящим количеством разбавителя, которое определяется в зависимости от объема исходного использованного концентрата. См. ниже:
- Например, если бы мы хотели разбавить 1 стакан концентрата апельсинового сока до 1/4 его исходной концентрации, мы бы добавили 3 чашки вода в концентрат. Наша конечная смесь будет состоять из 1 стакана концентрата на 4 стакана цельной жидкости - 1/4 от первоначальной концентрации.
- Вот более сложный пример: если бы мы хотели разбавить 2/3 стакана концентрата до 1/4 его начальной концентрации, мы бы добавили 2 стакана воды, потому что 2/3 стакана равняются 1/4 умноженным на 2 и 2/3 стакана воды. вся жидкость.
- Обязательно добавляйте субстанцию в емкость, достаточно большую, чтобы вместить конечный объем, который вам нужен, - большую миску или подобную емкость.
Шаг 3. В большинстве случаев игнорируют объем порошка
Добавление порошка (например, некоторых смесей для напитков) в жидкость обычно не считается разбавлением. Изменение объема в результате добавления небольшого количества порошка к жидкости обычно достаточно мало, чтобы им можно было пренебречь. Другими словами, при добавлении небольшого количества порошка в жидкость просто добавьте порошок до желаемого конечного объема жидкости и перемешайте.
Предупреждение
- Соблюдайте все правила техники безопасности, предоставленные производителем или требуемые вашей компанией. Это особенно важно, если вам нужно разбавить раствор кислоты.
- Работа с кислыми растворами может потребовать более подробных мер безопасности и инструкций, чем с некислотными растворами.
