Az oldatkészítés és a számítások elvei a térfogatelemzésben. Százalékos koncentrációjú oldatok
(a töményebb oldatból kevésbé tömény oldatot kapunk)
1 művelet:
Töményebb oldat (hígítandó) ml-einek száma
Szükséges térfogat ml-ben (elkészítendő)
Egy kevésbé tömény oldat koncentrációja (amelyet elő kell készíteni)
Egy töményebb oldat koncentrációja (amelyet mi hígítunk)
2 művelet:
A víz (vagy hígítószer) ml-ek száma = vagy víz a szükséges térfogatig (ad)
6. számú feladat. Az ampicillin injekciós üvegében 0,5 száraz gyógyszer található. Mennyi oldószert kell bevenni, hogy 0,5 ml oldatban 0,1 g szárazanyag legyen.
Megoldás: az antibiotikum 0,1 g száraz porra való hígításánál 0,5 ml oldószert veszünk, ezért ha
0,1 g szárazanyag - 0,5 ml oldószer
0,5 g szárazanyag - x ml oldószer
kapunk:
Válasz: ahhoz, hogy 0,5 ml oldatban 0,1 g szárazanyag legyen, 2,5 ml oldószert kell venni.
7. számú feladat. Egy penicillin injekciós üvegben 1 millió egység száraz gyógyszer van. Mennyi oldószert kell bevenni, hogy 0,5 ml oldatban 100 000 egység szárazanyag legyen.
Megoldás: 100 000 egység szárazanyag - 0,5 ml szárazanyag, majd 100 000 egység szárazanyag - 0,5 ml szárazanyag.
1000000 U - x
Válasz: ahhoz, hogy 0,5 ml oldatban 100 000 egység szárazanyag legyen, 5 ml oldószert kell venni.
8. számú feladat. Az oxacillin injekciós üvegében 0,25 száraz gyógyszer található. Mennyi oldószert kell bevenni, hogy 1 ml oldatban 0,1 g szárazanyag legyen
Megoldás:
1 ml oldat - 0,1 g
x ml - 0,25 g
Válasz: ahhoz, hogy 1 ml oldatban 0,1 g szárazanyag legyen, 2,5 ml oldószert kell venni.
9. feladat. Az inzulinfecskendő felosztásának ára 4 egység. A fecskendő hány osztása felel meg 28 egységnek. inzulin? 36 egység? 52 egység?
Megoldás: Annak érdekében, hogy megtudja, a fecskendő hány osztása felel meg 28 egységnek. szükséges inzulin: 28:4 = 7 (osztás).
Hasonlóan: 36:4=9 (osztás)
52:4=13 (osztás)
Válasz: 7, 9, 13 hadosztály.
10. számú feladat. Mennyit kell bevennie egy 10%-os derített fehérítő és víz oldatot (literben) 10 liter 5%-os oldat elkészítéséhez.
Megoldás:
1) 100 g - 5 g
d) hatóanyag
2) 100% - 10g
(ml) 10%-os oldat
3) 10000-5000=5000 (ml) víz
Válasz: 5000 ml tisztított fehérítőt és 5000 ml vizet kell venni.
11. számú feladat. Mennyit kell bevennie 10%-os fehérítőoldatból és vízből 5 liter 1%-os oldat elkészítéséhez.
Megoldás:
Mivel 100 ml 10 g hatóanyagot tartalmaz,
1) 100 g - 1 ml
5000 ml - x
(ml) hatóanyag
2) 100% - 10 ml
00 (ml) 10%-os oldat
3) 5000-500 = 4500 (ml) víz.
Válasz: 500 ml 10%-os oldatot és 4500 ml vizet kell venni.
12. számú feladat. Mennyit kell venni 10% -os fehérítő és víz oldatból 2 liter 0,5% -os oldat elkészítéséhez.
Megoldás:
Mivel 100 ml 10 ml hatóanyagot tartalmaz,
1) 100% - 0,5 ml
0 (ml) hatóanyag
2) 100% - 10 ml
(ml) 10%-os oldat
3) 2000-100 = 1900 (ml) víz.
Válasz: 10 ml 10%-os oldatot és 1900 ml vizet kell venni.
13. számú feladat. Mennyi klóramint (szárazanyag) kell bevenni g-ban és vízben 1 liter 3%-os oldat elkészítéséhez.
Megoldás:
1) 3 g - 100 ml
G
2) 10000 – 300=9700ml.
Válasz: 10 liter 3% -os oldat elkészítéséhez 300 g klóramint és 9700 ml vizet kell venni.
14. számú feladat. Mennyi klóramint (száraz) kell bevenni g-ban és vízben 3 liter 0,5%-os oldat elkészítéséhez.
Megoldás:
Százalék - az anyag mennyisége 100 ml-ben.
1) 0,5 g - 100 ml
G
2) 3000-15 = 2985 ml.
Válasz: 10 liter 3%-os oldat elkészítéséhez 15 g klóramint és 2985 ml vizet kell venni
15. számú feladat . Mennyi klóramint (száraz) kell bevenni g-ban és vízben 5 liter 3%-os oldat elkészítéséhez.
Megoldás:
Százalék - az anyag mennyisége 100 ml-ben.
1) 3 g - 100 ml
G
2) 5000 - 150 = 4850 ml.
Válasz: 5 liter 3% -os oldat elkészítéséhez 150 g klóramint és 4850 ml vizet kell venni.
16. számú feladat. A 40% -os etil-alkohol oldatból melegítő borogatás felállításához 50 ml-t kell bevennie. Mennyi 96%-os alkoholt vegyek a meleg borogatáshoz?
Megoldás:
Az (1) képlet szerint
ml
Válasz: A melegítő borogatás elkészítéséhez 96% -os etil-alkohol oldatból 21 ml-t kell bevennie.
17. számú feladat. Készítsen elő 1 liter 1%-os fehérítőoldatot a készletfeldolgozáshoz 1 liter 10%-os törzsoldatból.
Megoldás: Számolja ki, hány ml 10%-os oldatot kell bevennie egy 1%-os oldat elkészítéséhez:
10 g - 1000 ml
Válasz: 1 liter 1%-os fehérítőoldat elkészítéséhez vegyen 100 ml 10%-os oldatot és adjon hozzá 900 ml vizet.
18. számú feladat. A betegnek 1 mg gyógyszert por formájában kell bevennie naponta 4-szer 7 napon keresztül, majd mennyit kell felírni (a számítás grammokban történik).
Megoldás: 1g = 1000mg, tehát 1mg = 0,001g.
Számolja ki, mennyi gyógyszerre van szüksége a betegnek naponta:
4 * 0,001 g \u003d 0,004 g, ezért 7 napig szüksége van:
7* 0,004 g = 0,028 g.
Válasz: ebből a gyógyszerből 0,028 g-ot kell kiírni.
19. számú feladat. A páciensnek 400 ezer egység penicillint kell beírnia. 1 millió darabos üveg. 1:1 arányban hígítjuk. Hány ml oldatot kell bevenni.
Megoldás: 1:1 arányban hígítva 1 ml oldat 100 ezer egységnyi hatást tartalmaz. 1 üveg penicillin 1 millió egység 10 ml oldattal hígítva. Ha a betegnek 400 ezer egységet kell beírnia, akkor 4 ml-t kell bevennie a kapott oldatból.
Válasz: a kapott oldatból 4 ml-t kell bevennie.
20. számú feladat. Adjon a betegnek 24 egység inzulint. A fecskendő felosztási ára 0,1 ml.
Megoldás: 1 ml inzulin 40 egység inzulint tartalmaz. 0,1 ml inzulin 4 egység inzulint tartalmaz. Ahhoz, hogy a betegnek 24 egység inzulint adjon be, 0,6 ml inzulint kell bevennie.
Általában a „megoldás” elnevezés használatakor valódi megoldásokat értünk. Valódi oldatokban az oldott anyag egyedi molekulák formájában oszlik el az oldószer molekulái között. Nem minden anyag oldódik egyformán jól egyetlen folyadékban sem, pl. a különböző anyagok különböző oldószerekben való oldhatósága eltérő. Általánosságban elmondható, hogy a szilárd anyagok oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével növekszik, így az ilyen oldatok készítésénél sok esetben melegítésre van szükség.
Az egyes oldószerek bizonyos mennyiségében egy adott anyag bizonyos mennyiségénél többet nem oldhatunk fel. Ha olyan oldatot készítünk, amely egységnyi térfogatban a legnagyobb mennyiségű anyagot tartalmaz, amely adott hőmérsékleten fel tud oldódni, és ehhez legalább kis mennyiségű oldott anyagot adunk, akkor az feloldatlan marad. Az ilyen oldatot telítettnek nevezzük.
Ha melegítéssel tömény, közel telített oldatot készítünk, majd a kapott oldatot gyorsan, de óvatosan lehűtjük, előfordulhat, hogy a csapadék nem esik ki. Ha egy sókristályt dobunk egy ilyen oldatba, és üvegrúddal keverjük össze vagy dörzsöljük az edény falát, akkor sókristályok esnek ki az oldatból. Következésképpen a lehűtött oldat több sót tartalmazott, mint amennyi adott hőmérsékleten oldhatóságának felel meg. Az ilyen megoldásokat túltelítettnek nevezzük.
Az oldatok tulajdonságai mindig eltérnek az oldószer tulajdonságaitól. Az oldat magasabb hőmérsékleten forr, mint a tiszta oldószer. Ezzel szemben a megszilárdulási hőmérséklet oldatoknál alacsonyabb, mint oldószereknél.
Az alkalmazott oldószer jellege szerint az oldatokat vizes és nem vizes oldatokra osztják. Ez utóbbiak közé tartoznak az anyagok szerves oldószerekkel (alkohol, aceton, benzol, kloroform stb.) készült oldatai. A legtöbb só, sav és lúg oldószere víz. A biokémikusok ritkán használnak ilyen oldatokat, gyakran dolgoznak anyagok vizes oldataival.
Minden oldatban más az anyagtartalom, ezért fontos ismerni az oldat mennyiségi összetételét. Létezik az oldatok koncentrációjának kifejezésének különböző módjai: oldott anyag tömegarányaiban, mol/1 liter oldat, ekvivalens 1 liter oldatban, gramm vagy milligramm 1 ml oldatban stb.
Az oldott anyag tömeghányadát százalékban határozzuk meg. Ezért ezeket a megoldásokat ún százalékos megoldások.
Az oldott anyag tömeghányada (ω) az oldott anyag tömegének (m 1) és az oldat teljes tömegének (m) arányát fejezi ki.
ω \u003d (m 1 / m) x 100%
Az oldott anyag tömeghányadát általában 100 g oldatban fejezzük ki. Ezért egy 10%-os oldat 10 g anyagot tartalmaz 100 g oldatban vagy 10 g anyagot és 100-10 = 90 g oldószert.
Moláris koncentráció azt az anyag móljainak száma határozza meg 1 liter oldatban. Az oldat moláris koncentrációja (M) az oldott anyag molban (ν) mért mennyiségének az oldat bizonyos térfogatához (V) viszonyított aránya.
Az oldat térfogatát általában literben adják meg. A laboratóriumokban a moláris koncentráció értékét általában M betűvel jelölik. Tehát az egymólos oldatot 1 M (1 mol / l), decimoláris - 0,1 M (0,1 mol / l) stb. Annak megállapításához, hogy egy adott anyag hány grammja van 1 literben egy adott koncentrációjú oldatban, ismerni kell annak moláris tömegét (lásd a periódusos táblázatot). Ismeretes, hogy 1 mol anyag tömege számszerűen megegyezik a moláris tömegével, például a nátrium-klorid moláris tömege 58,45 g / mol, ezért 1 mol NaCl tömege 58,45 g. Az 1 M NaCl oldat 58,45 g nátrium-kloridot tartalmaz 1 liter oldatban.
Moláris ekvivalens koncentráció(normál koncentráció) az oldott anyag ekvivalenseinek száma határozza meg 1 liter oldatban.
Elemezzük az „egyenértékű” fogalmát. Például a HCl 1 mól atomos hidrogént és 1 mól atomos klórt tartalmaz. Azt mondhatjuk, hogy 1 mol atomos klór ekvivalens (vagy ekvivalens) 1 mol atomos hidrogénnel, vagy a klór egyenértéke a HCl vegyületben 1 mol.
A cink nem kapcsolódik a hidrogénhez, hanem kiszorítja számos savból:
Zn + 2HC1 \u003d Zn C1 2 + H 2
A reakcióegyenletből látható, hogy 1 mol cink 2 mol atomos hidrogént helyettesít a sósavban. Ezért 0,5 mol cink egyenértékű 1 mol atomos hidrogénnel, vagy ennek a reakciónak a cink egyenértéke 0,5 mol.
A komplex vegyületek ekvivalensek is lehetnek, például a reakcióban:
2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O
1 mol kénsav reagál 2 mol nátrium-hidroxiddal. Ebből következik, hogy ebben a reakcióban 1 mol nátrium-hidroxid 0,5 mol kénsavnak felel meg.
Emlékeztetni kell arra bármely reakcióban az anyagok egyenértékű mennyiségben reagálnak. Egy adott anyag bizonyos számú ekvivalensét tartalmazó oldatok készítéséhez ki kell tudni számítani az ekvivalens (ekvivalens tömeg), azaz egy ekvivalens tömegét. Az ekvivalens (és ezért az ekvivalens tömeg) nem állandó érték egy adott vegyületre, hanem attól függ, hogy a vegyület milyen reakcióba lép be.
Egyenértékű savtömeg egyenlő moláris tömegével osztva a sav bázikusságával. Tehát a salétromsav HNO 3 esetében az ekvivalens tömeg egyenlő a moláris tömegével. Kénsav esetén az ekvivalens tömeg 98:2 = 49. Hárombázisú foszforsav esetében az ekvivalens tömeg 98:3 = 32,6.
Ily módon kiszámítjuk a reakciók egyenértékű tömegét teljes csere vagy teljes semlegesítés. Reakciókkal hiányos semlegesítés és hiányos csere egy anyag ekvivalens tömege a reakció lefolyásától függ.
Például reagálva:
NaOH + H 2 SO 4 \u003d NaHS04 + H 2 O
1 mol nátrium-hidroxid 1 mol kénsavnak felel meg, ezért ebben a reakcióban a kénsav ekvivalens tömege megegyezik a moláris tömegével, azaz 98 g.
Az alap egyenértékű tömege egyenlő moláris tömegével osztva a fém oxidációs állapotával. Például a nátrium-hidroxid NaOH ekvivalens tömege egyenlő a moláris tömegével, és a magnézium-hidroxid Mg (OH) 2 ekvivalens tömege 58,32: 2 == 29,16 g. Így számítjuk ki az ekvivalens tömeget csak a reakcióra teljes semlegesítés. A reakcióhoz hiányos semlegesítés ez az érték a reakció lefolyásától is függ.
Egyenértékű sótömeg egyenlő a só moláris tömegének osztva a fém oxidációs állapotának és a sómolekulában lévő atomjainak számával. Tehát a nátrium-szulfát ekvivalens tömege 142: (1x2) = 71 g, és az alumínium-szulfát Al 2 (SO 4) 3 ekvivalens tömege 342: (3x2) = 57 g. Ha azonban sóról van szó egy nem teljes cserereakcióban, akkor csak a reakcióban részt vevő fématomok számát veszik figyelembe.
Redox reakcióban részt vevő anyag egyenértékű tömege, egyenlő az anyag moláris tömegének osztva az anyag által elfogadott vagy leadott elektronok számával. Ezért a számítás elvégzése előtt fel kell írni a reakcióegyenletet:
2CuSO 4 + 4KI = 2CuI + I 2 + 2K 2 SO 4
Cu 2+ + e - à Cu +
I - - e - à I o
A CuSO 4 ekvivalens tömege egyenlő a moláris tömeggel (160 g). A laboratóriumi gyakorlatban a „normál koncentráció” elnevezést használják, amelyet különféle képletekben N betűvel jelölnek, és amikor egy adott oldat koncentrációját „n” betűvel jelölik. Az 1 liter oldatban 1 ekvivalenst tartalmazó oldatot egynormálisnak nevezzük, és 1 N-nek nevezzük, amely 0,1 ekvivalens - decinormális (0,1 N), 0,01 ekvivalens - centinormális (0,01 N) mennyiséget tartalmaz.
Az oldat titere az 1 ml oldatban feloldott anyag grammjainak száma. Az analitikai laboratóriumban a munkaoldatok koncentrációját közvetlenül az analitra számítják újra. Ekkor az oldat titere megmutatja, hogy hány gramm analit felel meg 1 ml munkaoldatnak.
A fotometriában használt oldatok koncentrációját, az ún standard megoldások, általában az 1 ml oldatban lévő milligrammok számában fejezik ki.
Savas oldatok készítésekor gyakran használnak 1:x koncentrációt, amely megmutatja, hogy hány térfogatrész víz (X) van egy rész tömény savban.
Hozzávetőleges megoldásokhoz ide tartoznak az oldatok, amelyek koncentrációja százalékban van kifejezve, valamint a savak oldatai, amelyek koncentrációját az 1:x kifejezés jelzi. Az oldatok elkészítése előtt készítsen edényeket az elkészítéshez és tároláshoz. Ha kis mennyiségű oldatot készítenek, amelyet a nap folyamán használnak fel, akkor nem szükséges üvegbe önteni, hanem lombikban hagyhatja.
A lombikra speciális viaszceruzával (vagy markerrel) fel kell írni az oldott anyag képletét és az oldat koncentrációját, például HC1 (5%). Hosszú távú tárolás esetén a palackon, amelyben az oldatot tárolni fogják, fel kell tüntetni, hogy melyik oldat van benne, és mikor készült.
Az oldatok elkészítéséhez és tárolásához használt edényeket alaposan ki kell mosni és desztillált vízzel le kell öblíteni.
Az oldatok készítéséhez csak tiszta anyagokat és desztillált vizet szabad használni. Az oldat elkészítése előtt ki kell számítani az oldott anyag és az oldószer mennyiségét. A hozzávetőleges oldatok elkészítésekor az oldott anyag mennyiségét a legközelebbi tizedre számítják ki, a molekulatömegek értékeit egész számokra kerekítik, és a folyadék mennyiségének kiszámításakor a milliliter töredékeit nem veszik figyelembe.
A különböző anyagok oldatainak elkészítésének technikája eltérő. Bármilyen közelítő oldat elkészítésekor azonban technokémiai skálán mintát vesznek, és mérőhengerrel mérik a folyadékokat.
Sóoldatok készítése. 200 g 10% -os kálium-nitrát KNO 3 oldatot kell készíteni.
A szükséges sómennyiség kiszámítása az arány szerint történik:
100 g - 10 g KNO 3
200 g - X g KNO 3 X \u003d (200 x 10) / 100 \u003d 20 g KNO 3
Vízmennyiség: 200-20=180 g vagy 180 ml.
Ha a só, amelyből az oldatot készítik kristályvizet tartalmaz, akkor a számítás némileg más lesz. Például 200 g 5%-os CaCl 2-oldatot kell készíteni CaCl 2 x 6H 2 O alapján.
Először is számítást kell végezni a vízmentes sóra:
100 g - 5 g CaCl 2
200 g - X g CaCl 2 X \u003d 10 g CaCl 2
A CaCl 2 molekulatömege 111, a CaCl 2 x 6H 2 O molekulatömege 219, ezért 219 g CaCl 2 x 6H 2 O 111 g CaCl 2-t tartalmaz.
Azok. 219-111
X - 10 X \u003d 19,7 g CaCl 2 x 6H 2 O
A szükséges oldat elkészítéséhez 19,7 g CaCl 2 x 6H 2 O sót kell lemérni, a víz mennyisége 200-19,7 \u003d 180,3 g vagy 180,3 ml. A vizet mérőhengerrel mérik, így a tizedmillimétereket nem veszik figyelembe. Ezért 180 ml vizet kell inni.
A sóoldatot az alábbiak szerint állítjuk elő. Technokémiai mérlegen lemérik a szükséges mennyiségű sót. Óvatosan vigye át a mintát egy lombikba vagy főzőpohárba, ahol elkészítik az oldatot. A szükséges vízmennyiséget mérőhengerrel kimérjük, és egy lombikba öntjük a mért mennyiség körülbelül felével. Az erőteljes keverés a vett minta teljes feloldódását éri el, ami néha melegítést igényel. A minta feloldása után hozzáadjuk a maradék vizet. Ha az oldat zavaros, akkor redős szűrőn szűrjük át.
Lúgos oldatok készítése. Az egyik vagy másik koncentrációjú oldat elkészítéséhez szükséges lúg mennyiségének kiszámítása ugyanúgy történik, mint a sóoldatok esetében. A szilárd lúg azonban, különösen a nem túl jól tisztított, sok szennyeződést tartalmaz, ezért ajánlatos a lúgot a számítottnál 2-3%-kal nagyobb mennyiségben kimérni. A lúgos oldatok készítésének technikájának megvannak a maga sajátosságai.
A lúgos oldatok elkészítésekor a következő szabályokat kell betartani:
1. A lúgdarabkákat fogóval, csipesszel kell szedni, és ha kézzel kell szedni, akkor mindenképpen viseljen gumikesztyűt. A szemcsés lúgot kis sütemények formájában porcelán kanállal öntik.
2. A lúgot nem lehet papíron lemérni; ehhez csak üveg vagy porcelán edényeket szabad használni.
3. A lúgot nem szabad vastag falú palackokban feloldani, mivel az oldás során az oldat erősen felmelegszik; az üveg szétrepedhet.
A technokémiai mérlegen kimért lúgmennyiséget egy nagy porcelán csészébe vagy pohárba helyezzük. Ekkora mennyiségű vizet öntünk ebbe az edénybe úgy, hogy az oldat koncentrációja 35-40% legyen. Az oldatot üvegrúddal addig keverjük, amíg az összes lúg fel nem oldódik. Az oldatot ezután állni hagyjuk, amíg lehűl és kicsapódik. A csapadék szennyeződések (főleg karbonátok), amelyek nem oldódnak fel tömény lúgos oldatokban. A maradék lúgot óvatosan egy másik edénybe öntjük (lehetőleg szifonnal), ahol a szükséges mennyiségű vizet adjuk hozzá.
Savas oldatok készítése. A savas oldatok készítésére vonatkozó számítások eltérnek a sók és lúgok oldatainak készítéséhez, mivel a savas oldatok koncentrációja a víztartalom miatt nem egyenlő 100%-kal; a szükséges savmennyiséget nem lemérik, hanem mérőhengerrel mérik. A savas oldatok kiszámításakor standard táblázatokat használnak, amelyek jelzik a savoldat százalékos arányát, egy adott oldat sűrűségét egy bizonyos hőmérsékleten, és ennek a savnak a mennyiségét egy adott koncentrációjú oldat 1 literében.
Például 1 liter 10%-os HCl-oldatot kell készíteni a rendelkezésre álló 38,0%-os savból, amelynek sűrűsége 1,19. A táblázat alapján azt találjuk, hogy egy 10%-os savas oldat szobahőmérsékleten 1,05 sűrűségű, ezért 1 liter tömege 1,05 x 1000 == 1050 g.
Ennél a mennyiségnél a tiszta HCl-tartalom kiszámítása:
100 g - 10 g HCl
1050 g - X g HCl X = 105 g HCl
Egy 1,19 sűrűségű sav 38 g HCl-t tartalmaz, ezért:
X = 276 g vagy 276: 1,19 \u003d 232 ml.
Vízmennyiség: 1000 ml - 232 ml = 768 ml.
Gyakran használnak savas oldatokat amelynek koncentrációja 1:x, ahol x egy egész szám, amely azt jelzi, hogy hány térfogatnyi vizet kell venni tömény sav térfogatára. Például az 1:5 arányú savas oldat azt jelenti, hogy az oldat elkészítésekor 5 térfogat vizet kevertünk össze 1 térfogat tömény savval.
Például készítsen 1 liter 1:7 arányú kénsavoldatot. Összesen 8 rész lesz. Mindegyik rész egyenlő 1000:8 = 125 ml-rel. Ezért 125 ml tömény savat és 875 ml vizet kell bevennie.
A savas oldatok elkészítésekor a következő szabályokat kell betartani:
1. Az oldatot nem lehet vastag falú palackban elkészíteni, mivel a savak, különösen a kénsavas hígításakor erős felmelegedés lép fel. A savas oldatokat lombikban készítik.
2. Hígításkor ne öntsön vizet a savba. A kiszámolt mennyiségű vizet a lombikba öntjük, majd vékony sugárban, fokozatosan, keverés közben hozzáadjuk a szükséges mennyiségű savat. A savat és a vizet mérőhengerekkel mérik.
3. Miután az oldat lehűlt, üvegbe öntjük, és címkét helyezünk rá; a papírcímke viaszos; speciális festékkel címkét készíthet közvetlenül az üvegekre.
4. Ha a tömény savat, amelyből a híg oldatot készítjük, hosszú ideig tároljuk, akkor a koncentrációját tisztázni kell. Ehhez mérjük meg a sűrűségét, és a táblázat szerint keressük meg az oldat pontos savtartalmát.
Pontos megoldások koncentrálása moláris vagy normál koncentrációban vagy titerben kifejezve. Ezeket a megoldásokat általában elemző munkában használják; fiziko-kémiai és biokémiai vizsgálatokban ritkán alkalmazzák.
A pontos oldatok készítéséhez szükséges mintákat a negyedik tizedesjegyig számítják, és a molekulatömegek pontossága megfelel a referenciatáblázatokban megadott pontosságnak. A mintát analitikai mérlegen veszik; az oldatot mérőlombikban készítjük, vagyis az oldószer mennyiségét nem számítjuk ki. Az elkészített oldatokat nem szabad mérőlombikban tárolni, jól megválasztott dugóval ellátott palackba töltik.
Ha a pontos oldatot üvegbe vagy másik lombikba kell önteni, akkor a következőképpen járjon el. Az üveget vagy lombikot, amelybe az oldatot öntik, alaposan kimossák, desztillált vízzel többször leöblítik, és fejjel lefelé állni hagyják, hogy a víz üveges legyen, vagy megszárítjuk. Öblítse ki a palackot 2-3 alkalommal a kiöntendő oldat kis adagjaival, majd öntse magát az oldatot. Minden pontos megoldásnak megvan a maga eltarthatósága.
Főzési számítások moláris és normál oldatokat az alábbiak szerint végezzük.
1. példa
2 liter 0,5 M Na 2 CO 3 oldatot kell készíteni. A Na 2 CO 3 moláris tömege 106. Ezért 1 liter 0,5 M oldat 53 g Na 2 CO 3 -ot tartalmaz. 2 liter elkészítéséhez 53 x 2 \u003d 106 g Na 2 CO 3 -ot kell bevenni. Ez a sómennyiség 2 liter oldatban lesz.
Egy másik módszer a számítás vizualizálására:
1 liter 1 M Na 2 CO 3 oldat 106 g Na 2 CO 3 -ot tartalmaz
(1L - 1M - 106g)
2 l 1 M Na 2 CO 3 oldat x g Na 2 CO 3 -ot tartalmaz
(21 - 1 M - x g);
számoláskor a „kéz bezárja” a kifejezés központi részét (1M)
Azt találtuk, hogy 2 l 1 M Na 2 CO 3 oldat 212 g Na 2 CO 3 -ot tartalmaz
(2L - 1M - 212g)
Egy 2 l 0,5 M Na 2 CO 3 oldat ("zárja a bal oldalt") x g Na 2 CO 3 -ot tartalmaz (2 l - 0,5 M - x g)
Azok. 2 l 0,5 M Na 2 CO 3 oldat 106 g Na 2 CO 3 -ot tartalmaz
(2 l - 0,5 M - 106 g).
Nem mindenki emlékszik, mit jelent a „koncentráció”, és hogyan kell megfelelően elkészíteni a megoldást. Ha bármilyen anyagból 1%-os oldatot szeretne kapni, akkor oldjon fel 10 g anyagot egy liter vízben (vagy 100 g-ot 10 literben). Ennek megfelelően egy 2%-os oldat 20 g anyagot tartalmaz egy liter vízben (200 g 10 literben), és így tovább.
Ha kis mennyiséget nehezen mérünk, vegyünk nagyobbat, készítsük elő az úgynevezett törzsoldatot, majd hígítsuk fel. 10 grammot veszünk, készítünk egy liter 1% -os oldatot, öntsünk 100 ml-t, öntsünk egy literre vízzel (10-szer hígítjuk), és készen áll a 0,1% -os oldat.
Hogyan készítsünk réz-szulfát oldatot
10 liter réz-szappan emulzió elkészítéséhez 150-200 g szappant és 9 liter vizet kell készíteni (jobb az eső). Külön-külön 5-10 g réz-szulfátot feloldunk 1 liter vízben. Ezután réz-szulfát oldatot adunk vékony sugárban a szappanos oldathoz, miközben nem szűnik meg jól keveredni. Az eredmény egy zöldes folyadék. Ha rosszul kevered, vagy rohan, akkor pelyhek képződnek. Ebben az esetben jobb a folyamatot az elejétől kezdeni.
Hogyan készítsünk 5% -os kálium-permanganát oldatot
5% -os oldat elkészítéséhez 5 g kálium-permanganátra és 100 ml vízre van szüksége. Először öntsön vizet az előkészített edénybe, majd adja hozzá a kristályokat. Ezután keverje össze az egészet, amíg a folyadék egyenletes és telített lila színt nem kap. Használat előtt ajánlatos az oldatot sajtruhán keresztül szűrni, hogy eltávolítsuk a fel nem oldódott kristályokat.
Hogyan készítsünk 5%-os karbamid oldatot
A karbamid egy erősen koncentrált nitrogénműtrágya. Ebben az esetben az anyag szemcséi könnyen oldódnak vízben. 5% -os oldat elkészítéséhez 10 liter vízhez 50 g karbamidot és 1 liter vizet vagy 500 g műtrágya granulátumot kell venni. Adja hozzá a granulátumot egy edénybe vízzel, és jól keverje össze.
közelítő megoldások. A hozzávetőleges oldatok készítésekor az ehhez felveendő anyagok mennyiségét kis pontossággal számítják ki. Az elemek atomi tömege a számítások egyszerűsítése érdekében néha egész egységekre kerekíthető. Tehát durva számításhoz a vas atomtömege 56-nak tekinthető a pontos -55,847 helyett; kén esetében - 32 a pontos 32,064 helyett stb.
A hozzávetőleges oldatok készítéséhez használt anyagokat technokémiai vagy műszaki mérlegeken mérik.
Alapvetően az oldatok elkészítésekor a számítások minden anyagra pontosan megegyeznek.
Az elkészített oldat mennyiségét vagy tömegegységben (g, kg) vagy térfogategységben (ml, l) adjuk meg, és az oldott anyag mennyiségének kiszámítása minden esetben eltérően történik.
Példa. Legyen szükséges 1,5 kg 15%-os nátrium-klorid oldat elkészítése; előre kiszámolja a szükséges sómennyiséget. A számítás az arány szerint történik:
azaz ha 100 g oldat 15 g sót (15%) tartalmaz, akkor mennyi kell 1500 g oldat elkészítéséhez?
A számítás azt mutatja, hogy le kell mérnie 225 g sót, majd vegyen 1500 - 225 = 1275 g-ot. ¦
Ha adjuk, hogy 1,5 litert kapjunk ugyanabból az oldatból, akkor ebben az esetben a referenciakönyv szerint kiderítjük a sűrűségét, ez utóbbit megszorozzuk az adott térfogattal és így megkapjuk a szükséges mennyiségű oldat tömegét. . Így a nátrium-klorid 15%-os horo-oldatának sűrűsége 15 °C-on 1,184 g/cm3. Ezért 1500 ml az
Ezért 1,5 kg és 1,5 l oldat elkészítéséhez eltérő az anyagmennyiség.
A fenti számítás csak vízmentes anyagok oldatainak elkészítésére alkalmazható. Ha vizes sót veszünk, például Na2SO4-IOH2O1, akkor a számítás némileg módosul, mivel a kristályvizet is figyelembe kell venni.
Példa. Legyen szükséges 2 kg 10%-os Na2SO4 oldat elkészítése Na2SO4 *10H2O-ból kiindulva.
A Na2SO4 molekulatömege 142,041, a Na2SO4*10H2O pedig 322,195 vagy kerekítve 322,20.
A számítást először vízmentes sóval végezzük:
Ezért 200 g vízmentes sót kell bevennie. A dekahidrát só mennyiségét a számításból kapjuk meg:
Ebben az esetben vizet kell venni: 2000 - 453,7 \u003d 1546,3 g.
Mivel az oldatot nem mindig vízmentes sóra készítjük, ezért az oldatot tartalmazó edényre felragasztandó címkén fel kell tüntetni, hogy melyik sóból készül az oldat, például 10%-os Na2SO4 oldat ill. 25% Na2SO4*10H2O.
Gyakran előfordul, hogy a korábban elkészített oldatot hígítani kell, azaz csökkenteni kell a koncentrációját; Az oldatokat térfogatra vagy tömegre hígítjuk.
Példa. Az ammónium-szulfát 20% -os oldatát úgy kell hígítani, hogy 2 liter 5% -os oldatot kapjunk. A számítást a következő módon végezzük. A referenciakönyvből megtudjuk, hogy az (NH4) 2SO4 5%-os oldatának sűrűsége 1,0287 g/cm3. Ezért 2 liter súlya 1,0287 * 2000 = 2057,4 g. Ennek a mennyiségnek ammónium-szulfátot kell tartalmaznia:
Tekintettel arra, hogy a mérés során veszteségek léphetnek fel, 462 ml-t kell kivenni és 2 literre kell tölteni, azaz 2000-462 = 1538 ml vizet kell hozzáadni.
Ha a hígítást tömeg szerint végezzük, a számítás leegyszerűsödik. De általában a hígítást térfogati alapon végzik, mivel a folyadékokat, különösen nagy mennyiségben, könnyebb térfogat szerint mérni, mint lemérni.
Emlékeztetni kell arra, hogy minden munkánál, mind az oldásnál, mind a hígításnál, soha nem szabad az összes vizet egyszerre az edénybe önteni. Többször öblítse ki vízzel azokat az edényeket, amelyekben a kívánt anyag mérését vagy mérését végezték, és minden alkalommal, amikor ezt a vizet az oldathoz adagoljuk.
Ha nincs szükség különösebb pontosságra, az oldatok hígításakor vagy más koncentrációjú oldatok összekeverésekor a következő egyszerű és gyors módszert használhatja.
Vegyük a már elemzett esetet, amikor egy 20%-os ammónium-szulfát oldatot 5%-ra hígítanak. Először így írjuk:
ahol 20 a felvett oldat koncentrációja, 0 a víz és 5 "a szükséges koncentráció. Most 20-ból kivonunk 5-öt és a kapott értéket a jobb alsó sarokba írjuk, 5-ből kivonva nullát, a felsőbe írjuk a számot jobb sarokban. Ekkor az áramkör így fog kinézni:
Ez azt jelenti, hogy 5 térfogat 20%-os oldatot és 15 térfogat vizet kell bevennie. Természetesen egy ilyen számítás nem pontos.
Ha ugyanazon anyag két oldatát keveri össze, akkor a séma ugyanaz marad, csak a számértékek változnak. Készítsen 25%-os oldatot egy 35%-os és egy 15%-os oldat összekeverésével. Ekkor a diagram így fog kinézni:
azaz mindkét oldatból 10 kötetet kell venni. Ez a séma hozzávetőleges eredményeket ad, és csak akkor használható, ha nincs szükség különleges pontosságra. Minden vegyész számára nagyon fontos, hogy szükség esetén ápolgassa a pontosság szokását, és közelítő számadatokat használjon olyan esetekben, amikor ez nem befolyásolja az eredményeket. Ha az oldatok hígításánál nagyobb pontosságra van szükség, a számítást képletekkel kell elvégezni.
Nézzünk néhányat a legfontosabb esetek közül.
Hígított oldat elkészítése. Legyen c az oldat mennyisége, m% a hígítandó oldat koncentrációja n%. A kapott x híg oldat mennyiségét a következő képlettel számítjuk ki:
és az oldat hígításához szükséges víz térfogatát v a következő képlettel számítjuk ki:
Ugyanazon anyag két különböző koncentrációjú oldatának összekeverése adott koncentrációjú oldat előállításához. Hagyja, hogy egy rész m%-os oldatot összekever x rész n%-os oldattal, egy /%-os oldatot kell kapnia, majd:
pontos megoldások. A pontos megoldások elkészítésekor már kellő pontossággal ellenőrzik a szükséges anyagok mennyiségének kiszámítását. Az elemek atomtömegét a táblázatból vettük, amely pontos értékeit mutatja. Összeadáskor (vagy kivonáskor) a kifejezés pontos, legkevesebb tizedesjegyű értéke kerül felhasználásra. A fennmaradó tagokat kerekítjük, eggyel több tizedesjegyet hagyva a tizedesvessző után, mint a legkevesebb számjegyű tagban. Ennek eredményeként annyi számjegy marad a tizedesvessző után, ahány a legkevesebb tizedesjegyet tartalmazó kifejezésben van; miközben elvégzi a szükséges kerekítést. Minden számítás öt- vagy négyjegyű logaritmussal történik. Az anyag számított mennyiségeit csak analitikai mérlegen mérik.
A mérést óraüvegen vagy palackban végezzük. A kimért anyagot egy tiszta, száraz tölcséren keresztül kis részletekben egy tisztán mosott mérőlombikba öntjük. Ezután a mosógépből, többször kis adag vízzel, a bnzhe-t vagy az óraüveget, amelyben a mérést végezték, átmossák a tölcséren. A tölcsért is többször átmossuk desztillált vízzel.
Szilárd kristályok vagy porok mérőlombikba öntéséhez nagyon kényelmes az 1. ábrán látható tölcsér használata. 349. Az ilyen tölcsérek 3, 6 és 10 cm3 űrtartalommal készülnek. Közvetlenül ezekben a tölcsérekben (nem higroszkópos anyagok) mérheti le a mintát, miután előzetesen meghatározta tömegüket. A tölcsérből vett minta nagyon könnyen átkerül a mérőlombikba. A minta kiöntésekor a tölcsért anélkül, hogy a lombikot eltávolítanánk a torokból, alaposan kimossuk a mosópalackból desztillált vízzel.
Általános szabály, hogy pontos oldatok készítésekor és az oldott anyag mérőlombikba történő átvitelekor az oldószer (például víz) legfeljebb a lombik térfogatának felét foglalja el. Zárjuk le a mérőlombikot, és rázzuk addig, amíg a szilárd anyag teljesen fel nem oldódik. A kapott oldatot ezután jelig töltjük vízzel, és alaposan összekeverjük.
moláris oldatok. Egy anyag 1 liter 1 M oldatának elkészítéséhez analitikai mérlegen lemérünk belőle 1 mol-ot, és a fent leírtak szerint feloldjuk.
Példa. 1 liter 1 M ezüst-nitrát oldat elkészítéséhez keresse meg a táblázatban, vagy számítsa ki az AgNO3 molekulatömegét, amely 169,875. A sót lemérjük és vízben feloldjuk.
Ha hígabb oldatot (0,1 vagy 0,01 M) kell készítenie, mérjen ki 0,1 vagy 0,01 mol sót.
Ha 1 liternél kevesebb oldatot kell készítenie, oldjon fel ennek megfelelően kisebb mennyiségű sót a megfelelő térfogatú vízben.
A normál oldatokat hasonló módon készítik, csak nem 1 mól, hanem 1 gramm ekvivalens szilárd anyag tömege van.
Ha félnormál vagy decinormális oldatot kell készítenie, vegyen be 0,5 vagy 0,1 gramm egyenértéket. Ha nem 1 liter oldatot készítünk, hanem kevesebbet, például 100 vagy 250 ml-t, akkor vegyük be az 1 liter elkészítéséhez szükséges anyagmennyiség 1/10-ét vagy 1/4-ét, és oldjuk fel a megfelelő térfogatú vízben.
349. ábra: Tölcsérek a minta lombikba öntéséhez.
Az oldat elkészítése után egy másik, ismert normalitású anyag megfelelő oldatával történő titrálással ellenőrizni kell. Az elkészített oldat nem feltétlenül felel meg pontosan a megadott normalitásnak. Ilyen esetekben néha módosítást vezetnek be.
A gyártó laboratóriumokban időnként pontos oldatokat készítenek „a meghatározandó anyag alapján”. Az ilyen oldatok használata megkönnyíti a számításokat az elemzésekben, mivel elegendő a titráláshoz használt oldat térfogatát megszorozni az oldat titerével, hogy megkapjuk a kívánt anyag tartalmát (g-ban) bármely oldat mennyiségében. elemzésre vették.
Az analit titrált oldatának elkészítésekor a számítást az oldott anyag gramm ekvivalense szerint is elvégezzük, a következő képlet segítségével:
Példa. Szükséges legyen 3 liter 0,0050 g/ml vastiterű kálium-permanganát oldat elkészítése. A KMnO4 grammegyenértéke 31,61, a Fe grammegyenértéke 55,847.
A fenti képlet alapján számolunk:
standard megoldások. A standard oldatokat a kolorimetriában használt különböző, pontosan meghatározott koncentrációjú oldatoknak nevezzük, például olyan oldatokat, amelyek 1 ml-ben 0,1, 0,01, 0,001 mg stb. oldott anyagot tartalmaznak.
A kolorimetriás analízis mellett ilyen oldatokra van szükség a pH meghatározásához, nefelometriás meghatározáshoz stb. Néha a standard oldatokat lezárt ampullákban tárolják, de gyakrabban közvetlenül felhasználás előtt kell elkészíteni. több mint 1 liter, és gyakrabban - kevesebb.Csak a standard oldat nagy fogyasztása esetén lehet belőle több litert is készíteni, majd azzal a feltétellel, hogy a standard oldatot nem tárolják sokáig.
Az ilyen oldatok előállításához szükséges anyagmennyiséget (g-ban) a következő képlettel számítjuk ki:
Példa. A réz kolorimetriás meghatározásához CuSO4 5H2O standard oldatokat kell készíteni, és az első oldat 1 ml-ének 1 mg rezet, a másodiknak 0,1 mg, a harmadiknak 0,01 mg, a negyediknek 0,001 mg-nak kell lennie. Először készítsen elegendő mennyiséget az első oldatból, például 100 ml-t.
SI-egységek a klinikai laboratóriumi diagnosztikában.
A klinikai laboratóriumi diagnosztikában a nemzetközi mértékegységrendszer alkalmazása javasolt az alábbi szabályok betartásával.
1. A litereket térfogategységként kell használni. A nevezőben nem ajánlott a liter törtrészét vagy többszörösét (1-100 ml) használni.
2. A mért anyagok koncentrációját molárisban (mol/l) vagy tömegben (g/l) adjuk meg.
3. A moláris koncentrációt ismert relatív molekulatömegű anyagoknál alkalmazzuk. Az ionkoncentrációt moláris koncentrációban adjuk meg.
4. A tömegkoncentrációt olyan anyagokra használják, amelyek relatív molekulatömege ismeretlen.
5. A sűrűséget g/l-ben adjuk meg; clearance - ml / s.
6. Az enzimek aktivitását az anyagok mennyiségére időben és térfogatban mol / (s * l)-ben fejezzük ki; µmol/(s*l); nmol/(s*l).
Ha a tömegegységeket egy anyag mennyiségi egységére (moláris) alakítjuk át, az átváltási tényező K=1/Mr, ahol Mr a relatív molekulatömeg. Ebben az esetben a kezdeti tömegegység (gramm) megfelel az anyagmennyiség moláris egységének (mol).
Általános jellemzők.
Az oldatok olyan homogén rendszerek, amelyek két vagy több komponensből és kölcsönhatásuk termékeiből állnak. Az oldószer szerepét nemcsak víz, hanem etil-alkohol, éter, kloroform, benzol stb.
Az oldódási folyamatot gyakran hőleadás (exoterm reakció - maró lúgok vízben való oldódása) vagy hőelnyelés (endoterm reakció - ammóniumsók oldódása) kíséri.
A folyékony oldatok közé tartoznak a szilárd anyagok folyadékban való oldatai (só oldata vízben), a folyadékok oldatai folyadékban (etil-alkohol vizes oldata), a gázok folyadékban lévő oldatai (CO 2 vízben).
Az oldatok nemcsak folyékonyak, hanem szilárdak is lehetnek (üveg, ezüst és arany ötvözete), valamint gáz halmazállapotúak (levegő). A legfontosabbak és a leggyakoribbak a vizes oldatok.
Az oldhatóság az anyag azon tulajdonsága, hogy oldószerben oldódik. A vízben való oldhatóság szerint az összes anyagot 3 csoportra osztják - jól oldódó, gyengén oldódó és gyakorlatilag oldhatatlan. Az oldhatóság elsősorban az anyagok természetétől függ. Az oldhatóságot egy adott hőmérsékleten 100 g oldószerben vagy oldatban maximálisan feloldható anyag grammjainak számával fejezzük ki. Ezt a mennyiséget oldhatósági együtthatónak vagy egyszerűen az anyag oldhatóságának nevezik.
Telítettnek nevezzük azt az oldatot, amelyben adott hőmérsékleten és térfogaton az anyag további oldódása nem megy végbe. Az ilyen oldat egyensúlyban van az oldott anyag feleslegével, adott körülmények között a lehető legnagyobb mennyiségű anyagot tartalmazza. Ha az oldat koncentrációja az adott körülmények között nem éri el a telítési koncentrációt, akkor az oldatot telítetlennek nevezzük. A túltelített oldat többet tartalmaz, mint egy telített oldat. A túltelített oldatok nagyon instabilak. Az edény egyszerű rázása vagy az oldott anyag kristályaival való érintkezés azonnali kristályosodást eredményez. Ebben az esetben a túltelített oldat telített oldattá válik.
A „telített oldatok” fogalmát meg kell különböztetni a „túltelített oldatok” fogalmától. A koncentrált oldat nagy oldottanyag-tartalmú oldat. A különböző anyagok telített oldatainak koncentrációja nagyon eltérő lehet. A jól oldódó anyagokban (kálium-nitrit) a telített oldatok koncentrációja magas; rosszul oldódó anyagokban (bárium-szulfát) a telített oldatokban az oldott anyag kis koncentrációja van.
A legtöbb esetben az anyag oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével nő. De vannak olyan anyagok, amelyek oldhatósága enyhén nő a hőmérséklet emelkedésével (nátrium-klorid, alumínium-klorid), vagy akár csökken is.
A különböző anyagok oldhatóságának hőmérséklettől való függését grafikusan ábrázoljuk oldhatósági görbék segítségével. A hőmérsékletet az abszcissza tengelyen, az oldhatóságot az ordináta tengelyen ábrázoljuk. Így ki lehet számítani, hogy lehűtve mennyi só esik ki az oldatból. Az anyagok oldatból a hőmérséklet csökkenésével történő felszabadulását kristályosodásnak nevezzük, míg az anyag tiszta formájában szabadul fel.
Ha az oldat szennyeződéseket tartalmaz, akkor az oldat még a hőmérséklet csökkenésével is telítetlen lesz, és a szennyeződések nem válnak ki. Ez az alapja az anyagok tisztítási módszerének - a kristályosításnak.
Vizes oldatokban az oldott részecskék vízzel többé-kevésbé erős vegyületei képződnek - hidrátok. Néha az ilyen víz olyan erősen kapcsolódik az oldott anyaghoz, hogy amikor felszabadul, bekerül a kristályok összetételébe.
Az összetételükben vizet tartalmazó kristályos anyagokat kristályos hidrátoknak, magát a vizet pedig kristályosodásnak nevezzük. A kristályos hidrátok összetételét egy képlet fejezi ki, amely jelzi a vízmolekulák számát az anyag molekulájában - CuSO 4 * 5H 2 O.
A koncentráció az oldott anyag mennyiségének az oldat vagy oldószer mennyiségéhez viszonyított aránya. Az oldat koncentrációját tömeg- és térfogatarányban fejezzük ki. A tömegszázalékok egy anyag tömegtartalmát jelzik 100 g oldatban (de nem 100 ml oldatban!).
A közelítő megoldások elkészítésének technikája.
A szükséges anyagokat és az oldószert olyan arányban lemérjük, hogy a teljes mennyiség 100 g legyen.. Ha az oldószer víz, amelynek sűrűsége 1, akkor nem mérjük le, hanem a tömeggel megegyező térfogatot mérünk. Ha az oldószer olyan folyadék, amelynek sűrűsége nem egyenlő egységgel, akkor vagy lemérjük, vagy a grammban kifejezett oldószermennyiséget elosztjuk a sűrűségindexszel, és kiszámítjuk a folyadék által elfoglalt térfogatot. A P sűrűség a testtömeg és a térfogat aránya.
A sűrűség mértékegysége a víz sűrűsége 4 0 C-on.
A D relatív sűrűség egy adott anyag sűrűségének és egy másik anyag sűrűségének aránya. A gyakorlatban egy adott anyag sűrűségének a víz sűrűségéhez viszonyított arányát határozzák meg, egységben véve. Például, ha egy oldat relatív sűrűsége 2,05, akkor 1 ml tömege 2,05 g.
Példa. Mennyi 4 szén-kloridot kell venni 100 g 10%-os zsírtartalmú oldat elkészítéséhez? Mérjünk ki 10 g zsírt és 90 g CCl 4 oldószert, vagy a szükséges mennyiségű CCl 4 által elfoglalt térfogat mérésével osszuk el a tömeget (90 g) a D = (1,59 g/ml) relatív sűrűségi indexszel.
V = (90 g) / (1,59 g/ml) = 56,6 ml.
Példa. Hogyan készítsünk 5% -os réz-szulfát oldatot ennek az anyagnak a kristályos hidrátjából (vízmentes sóként számítva)? A réz-szulfát molekulatömege 160 g, a kristályos hidráté 250 g.
250 - 160 X \u003d (5 * 250) / 160 \u003d 7,8 g
Ezért 7,8 g kristályos hidrátot, 92,2 g vizet kell bevennie. Ha az oldatot vízmentes sóvá alakítás nélkül készítjük, a számítás leegyszerűsödik. A megadott mennyiségű sót lemérjük, és az oldószert olyan mennyiségben adagoljuk, hogy az oldat össztömege 100 g legyen.
A térfogatszázalékok azt mutatják, hogy 100 ml oldat vagy gázkeverék mennyi anyagot tartalmaz (ml-ben). Például egy 96%-os etanolos oldat 96 ml abszolút (vízmentes) alkoholt és 4 ml vizet tartalmaz. A térfogatszázalékot kölcsönösen oldódó folyadékok keverésekor, gázkeverékek készítésénél használjuk.
Súly-térfogat százalékok (a koncentráció feltételes kifejezési módja). Adja meg az anyag tömegét 100 ml oldatban. Például egy 10%-os NaCl oldat 10 g sót tartalmaz 100 ml oldatban.
Tömény savakból százalékos oldatok készítésének technikája.
A tömény savak (kénsav, sósav, salétromsav) vizet tartalmaznak. A bennük lévő sav és víz arányát tömegszázalékban adjuk meg.
Az oldatok sűrűsége a legtöbb esetben egység feletti. A savak százalékos arányát a sűrűségük határozza meg. Tömény oldatokból hígabb oldatok készítésekor azok víztartalmát veszik figyelembe.
Példa. Tömény 98%-os kénsavból 20%-os kénsav H 2 SO 4 oldatot kell készíteni, amelynek sűrűsége D = 1,84 g / ml. Kezdetben kiszámoljuk, hogy mennyi tömény oldat tartalmaz 20 g kénsavat.
100 - 98 X \u003d (20 * 100) / 98 \u003d 20,4 g
Gyakorlatilag kényelmesebb a savak térfogati, mint tömegegységeivel dolgozni. Ezért kiszámítják, hogy a tömény sav mekkora térfogata foglalja el az anyag kívánt tömegét. Ehhez a grammban kapott számot elosztjuk a sűrűségindexszel.
V = M/P = 20,4/1,84 = 11 ml
Más módon is számolhat, amikor a kiindulási savoldat koncentrációja azonnal tömeg-térfogat százalékban van kifejezve.
100 – 180 X = 11 ml
Ha nincs szükség különösebb pontosságra, az oldatok hígításakor vagy más koncentrációjú oldatok összekeverésekor a következő egyszerű és gyors módszert használhatja. Például 20% -os oldatból 5% -os ammónium-szulfát oldatot kell készítenie.
Ahol 20 a felvett oldat koncentrációja, 0 a víz, és 5 a szükséges koncentráció. Vonjunk ki 5-öt 20-ból, és a kapott értéket írjuk a jobb alsó sarokba, 5-ből kivonva a 0-t, írjuk a számot a jobb felső sarokba. Ekkor a diagram a következő formában jelenik meg.
Ez azt jelenti, hogy 5 rész 20%-os oldatot és 15 rész vizet kell bevennie. Ha 2 oldatot összekever, akkor a séma megmarad, csak az alacsonyabb koncentrációjú kezdeti oldatot írják a bal alsó sarokban. Például 30%-os és 15%-os oldat összekeverésével 25%-os oldatot kell kapnia.
Így 10 rész 30%-os oldatból és 15 rész 15%-os oldatból kell bevennie. Egy ilyen séma akkor használható, ha nincs szükség különleges pontosságra.
A pontos megoldások közé tartoznak a normál, moláris, standard oldatok.
A normál oldat az az oldat, amelyben 1 g - ekvivalens oldott anyagot tartalmaz. Egy komplex anyag grammban kifejezett tömegét, amely számszerűen megegyezik a megfelelőjével, gramm ekvivalensnek nevezzük. A vegyületek, például bázisok, savak és sók ekvivalensének kiszámításakor a következő szabályok alkalmazhatók.
1. A bázis ekvivalens (E o) egyenlő a bázis molekulatömegével osztva a molekulában lévő OH-csoportok számával (vagy a fém vegyértékével).
E (NaOH) = 40/1 = 40
2. A sav egyenértéke (E to) egyenlő a sav molekulatömege osztva a molekulájában lévő hidrogénatomok számával, amely fémmel helyettesíthető.
E (H 2SO 4) = 98/2 = 49
E (HCl) \u003d 36,5 / 1 \u003d 36,5
3. A só ekvivalens (E s) egyenlő a só molekulatömegével, osztva a fém vegyértékének és atomjainak számával.
E (NaCl) \u003d 58,5 / (1 * 1) \u003d 58,5
Savak és bázisok kölcsönhatásában a reaktánsok tulajdonságaitól és a reakciókörülményektől függően a savmolekulában nem feltétlenül minden hidrogénatomot helyettesítünk fématommal, hanem savas sók keletkeznek. Ezekben az esetekben a gramm egyenértéket az adott reakcióban fématomokkal helyettesített hidrogénatomok száma határozza meg.
H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO + H 2 O (a gramm ekvivalens gramm molekulatömeggel egyenlő).
H 3 PO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 HPO 4 + 2H 2 O (a gramm egyenérték egyenlő fél gramm molekulatömeggel).
A grammegyenérték meghatározásakor ismerni kell a kémiai reakciót és annak körülményeit. Ha decinormális, centinormális vagy millinormális oldatot kell készítenie, vegyen 0,1-et; 0,01; 0,001 gramm egy anyagnak felel meg. Az N oldat normalitása és az E oldott anyag ekvivalense ismeretében könnyen kiszámítható, hogy hány gramm anyagot tartalmaz 1 ml oldat. Ehhez az oldott anyag tömegét el kell osztani 1000-rel. Az 1 ml oldatban lévő oldott anyag mennyiségét grammban az oldat titerének (T) nevezzük.
T \u003d (N * E) / 1000
T (0,1 H 2SO 4) = (0,1 * 49) / 1000 = 0,0049 g/ml.
Az ismert titerű (koncentrációjú) oldatot titráltnak nevezzük. Titrált lúgoldat segítségével meg lehet határozni egy savas oldat koncentrációját (normalitása) (acidimetria). Titrált savoldat segítségével meg lehet határozni egy lúgoldat koncentrációját (normalitása) (alkalimetria). Az azonos normalitású oldatok egyenlő térfogatban reagálnak. Különböző normalitásoknál ezek az oldatok a normalitásukkal fordítottan arányos térfogatban reagálnak egymással.
N to / N u \u003d V u / V to
N-től * V-ig \u003d N u * V u
Példa. 10 ml HCl-oldat titrálásához 15 ml 0,5 N NaOH-oldat ment el. Számítsa ki a HCl-oldat normalitását!
N-től * 10-ig \u003d 0,5 * 15
N k \u003d (0,5 * 15) / 10 \u003d 0,75
N=30/58,5=0,5
Fixanals - előre elkészített és ampullákba zárva, pontosan kimért reagensmennyiség szükséges 1 liter 0,1 N vagy 0,01 N oldat elkészítéséhez. A fixanalok folyékonyak és szárazak. A szárazak eltarthatósága hosszabb. A fixanális oldatok elkészítésének technikáját a fixanálisokkal ellátott doboz melléklete írja le.
Decinormális megoldások készítése, tesztelése.
A laboratóriumban gyakran kezdeti oldatként használt decinormális oldatokat kémiailag gyakori készítményekből készítik. A szükséges súlyt technokémiai vagy gyógyszerészeti mérlegen mérik le. A mérlegelésnél 0,01 - 0,03 g hiba megengedett A gyakorlatban a számítással kapott tömeg némi növekedése irányába tévedhet. A mintát egy mérőlombikba helyezzük, ahol kis mennyiségű vizet adunk hozzá. Az anyag teljes feloldódása és az oldat hőmérsékletének a levegő hőmérsékletével való kiegyenlítése után a lombikot a jelig vízzel töltjük fel.
Az elkészített oldat ellenőrzést igényel. Az ellenőrzést a fixanálisaik által készített oldatok segítségével végezzük, indikátorok jelenlétében beállítjuk a korrekciós tényezőt (K) és a titert. A korrekciós tényező (K) vagy korrekciós tényező (F) megmutatja, hogy a pontos normál oldat mennyi (ml-ben) felel meg ennek az (elkészített) oldatnak 1 ml-ének. Ehhez az elkészített oldatból 5 vagy 10 ml-t Erlenmeyer-lombikba töltünk, néhány csepp indikátort adunk hozzá, és pontos oldattal titráljuk. A titrálást kétszer végezzük el, és kiszámítjuk a számtani középértéket. A titrálás eredményének megközelítőleg azonosnak kell lennie (0,2 ml-en belüli eltérés). A korrekciós tényezőt a pontos V t oldat térfogatának és a V n vizsgálati oldat térfogatának arányából számítjuk ki.
K \u003d V t / V n.
A korrekciós tényező a második módon is meghatározható - a tesztoldat titerének és a pontos oldat elméletileg számított titerének arányával.
K = T gyakorlati / T elmélet.
Ha egy egyenlet bal oldala egyenlő, akkor a jobb oldaluk egyenlő.
V t / V n. = T gyakorlat. / T elmélet.
Ha a tesztoldat gyakorlati titerét megtaláljuk, akkor meghatározzuk az anyag tömegtartalmát az oldat 1 ml-ében. A pontos és tesztelt megoldás kölcsönhatásában 3 eset fordulhat elő.
1. A megoldások egyenlő térfogatban léptek kölcsönhatásba. Például 10 ml vizsgálati oldatot használtunk 10 ml 0,1 N oldat titrálására. Ezért a normalitás ugyanaz, a korrekciós tényező pedig egy.
2. A tesztoldatból 9,5 ml-t használtunk 10 ml egzakt oldattal kölcsönhatásba, a tesztoldat töményebbnek bizonyult, mint a pontos oldat.
3. 10,5 ml tesztalany 10 ml egzakt oldattal került kölcsönhatásba, a tesztoldat koncentrációja gyengébb, mint az egzakt oldat.
A korrekciós tényezőt a második tizedesjegyig számítják ki, a 0,95 és 1,05 közötti ingadozás megengedett.
Olyan megoldások korrekciója, amelyek korrekciós tényezője egynél nagyobb.
A korrekciós tényező megmutatja, hogy egy adott oldat hányszor töményebb, mint egy bizonyos normalitású oldat. Például K értéke 1,06. Ezért az elkészített oldat minden ml-éhez 0,06 ml vizet kell adni. Ha 200 ml oldat marad, akkor (0,06 * 200) \u003d 12 ml - adjuk hozzá a fennmaradó elkészített oldathoz és keverjük össze. Ez a módszer a megoldások bizonyos normalitásba hozására egyszerű és kényelmes. Az oldatok elkészítésekor töményebb oldatokat kell készíteni a híg oldatok helyett.
Pontos megoldások készítése, melyek korrekciós tényezője egynél kisebb.
Ezekben a megoldásokban a grammos egyenérték egy része hiányzik. Ez a hiányzó rész azonosítható. Ha kiszámítja egy bizonyos normalitású oldat titere (elméleti titer) és ennek a megoldásnak a titere közötti különbséget. A kapott érték azt mutatja, hogy mennyi anyagot kell hozzáadni 1 ml oldathoz, hogy egy adott normalitású oldatkoncentrációt érjen el.
Példa. A körülbelül 0,1 N nátrium-hidroxid-oldat korrekciós tényezője 0,9, az oldat térfogata 1000 ml. Helyezze az oldatot pontosan 0,1 N koncentrációra. Gram - nátronlúgnak megfelelő - 40 g Elméleti titer 0,1 N oldathoz - 0,004. Gyakorlati felirat - T elmélet. * K = 0,004 * 0,9 = 0,0036
T theor. - T gyakorlat. = 0,004 - 0,0036 = 0,0004
1000 ml oldat fel nem használt - 1000 * 0, 0004 \u003d 0,4 g.
A kapott anyagmennyiséget az oldathoz adjuk, jól összekeverjük, és ismét meghatározzuk az oldat titerét. Ha az oldatok készítésének kiindulási anyaga tömény savak, lúgok és egyéb anyagok, akkor további számítást kell végezni annak meghatározására, hogy a tömény oldat mennyi tartalmazza ennek az anyagnak a számított értékét. Példa. 4,3 ml pontos 0,1 N NaOH-oldatot használtunk 5 ml körülbelül 0,1 N HCl-oldat titrálásához.
K = 4,3/5 = 0,86
A megoldás gyenge, erősíteni kell. Kiszámoljuk a T elméletet. , T praktikus és a különbségük.
T theor. = 3,65 / 1000 = 0,00365
T gyakorlat. = 0,00365 * 0,86 = 0,00314
T theor. - T gyakorlat. = 0,00364 - 0,00314 = 0,00051
200 ml oldat maradt felhasználatlanul.
200*0,00051=0,102g
1, 19 sűrűségű 38%-os HCl oldathoz arányt alkotunk.
100 - 38 X \u003d (0,102 * 100) / 38 \u003d 0,26 g
A sav sűrűségét figyelembe véve a súlyegységeket térfogategységekre konvertáljuk.
V = 0,26 / 1,19 = 0,21 ml
0,01 N, 0,005 N előállítása decinormális oldatokból, korrekciós tényezővel.
Kezdetben kiszámolják, hogy 0,01 N oldatból mekkora térfogatú 0,1 N oldatot kell készíteni. A számított térfogatot elosztjuk a korrekciós tényezővel. Példa. 100 ml 0,01 N oldatot kell készíteni 0,1 N-ből, ahol K = 1,05. Mivel az oldat 1,05-szer koncentráltabb, 10 / 1,05 \u003d 9,52 ml-t kell bevennie. Ha K = 0,9, akkor 10 / 0,9 \u003d 11,11 ml-t kell bevennie. BAN BEN ez az eset vegyünk valamivel nagyobb mennyiségű oldatot, és a mérőlombik térfogatát 100 ml-re emeljük.
A titrált oldatok elkészítésére és tárolására a következő szabályok érvényesek.
1. Minden titrált oldatnak saját eltarthatósági ideje van. A tárolás során megváltoztatják a titerüket. Az elemzés elvégzésekor ellenőrizni kell az oldat titerét.
2. Ismerni kell az oldatok tulajdonságait. Egyes oldatok (nátrium-hiposzulfit) titere idővel változik, ezért titerüket legkorábban az elkészítés után 5-7 nappal állítják be.
3. Minden titrált oldatot tartalmazó palackon egyértelműen fel kell tüntetni az anyagot, annak koncentrációját, korrekciós tényezőjét, az oldat elkészítésének idejét, a titer ellenőrzésének dátumát.
4. Az elemző munkában nagy figyelmet kell fordítani a számításokra.
T \u003d A / V (A - vonóhorog)
N \u003d (1000 * A) / (V * g / ekv.)
T = (N*g/ekv.)/1000
N = (T * 1000) / (g/ekv.)
Molárisnak nevezzük azt az oldatot, amelyben 1 liter 1 g * mol oldott anyagot tartalmaz. A mól grammban kifejezett molekulatömeg. 1 moláris kénsavoldat - ennek az oldatnak 1 literje 98 g kénsavat tartalmaz. Egy centimol oldat 0,01 mol 1 literben, egy millimól oldat 0,001 mol-ot tartalmaz. Az olyan oldatot, amelynek koncentrációja az 1000 g oldószerre jutó mólszámban van kifejezve, molálnak nevezzük.
Például 1 liter 1 M nátrium-hidroxid-oldat 40 g hatóanyagot tartalmaz. 100 ml oldat 4,0 g-ot tartalmaz, azaz. oldat 4/100 ml (4g%).
Ha a nátrium-hidroxid oldat 60/100 (60 mg%), akkor meg kell határozni a molaritást. 100 ml oldat 60 g nátrium-hidroxidot tartalmaz, és 1 liter - 600 g, azaz. 1 liter 1 M oldatnak 40 g nátrium-hidroxidot kell tartalmaznia. A nátrium molaritása - X \u003d 600 / 40 \u003d 15 M.
A standard oldatokat pontosan ismert koncentrációjú oldatoknak nevezzük, amelyeket az anyagok kolorimetriás, nefelometriás kvantitatív meghatározására használnak. A standard oldatokhoz használt mintát analitikai mérlegen lemérjük. Az anyagnak, amelyből a standard oldatot készítjük, vegytisztának kell lennie. standard megoldások. A standard oldatokat a fogyasztáshoz szükséges térfogatban, de legfeljebb 1 literben készítjük el. A standard oldatok előállításához szükséges anyagmennyiség (grammban) - A.
A \u003d (M I * T * V) / M 2
M I - Az oldott anyag molekulatömege.
T - Oldattiter analit szerint (g/ml).
V - Céltérfogat (ml).
M 2 - Az analit molekula- vagy atomtömege.
Példa. A réz kolorimetriás meghatározásához 100 ml CuSO 4 * 5H 2 O standard oldatot kell készíteni, és 1 ml oldatnak 1 mg rezet kell tartalmaznia. Ebben az esetben M I = 249,68; M2 = 63, 54; T = 0,001 g/ml; V = 100 ml.
A = (249,68 * 0,001 * 100) / 63,54 \u003d 0,3929 g.
A só egy részét átvisszük egy 100 ml-es mérőlombikba, és a jelig vizet adunk hozzá.
Ellenőrző kérdések és feladatok.
1. Mi a megoldás?
2. Milyen módszerekkel lehet kifejezni az oldatok koncentrációját?
3. Mekkora az oldat titere?
4. Mi a gramm ekvivalens és hogyan számítják ki savakra, sókra, bázisokra?
5. Hogyan készítsünk 0,1 N nátrium-hidroxid NaOH-oldatot?
6. Hogyan készítsünk 0,1 N kénsav H 2 SO 4 oldatot 1,84 sűrűségű tömény oldatból?
8. Hogyan lehet erősíteni és hígítani az oldatokat?
9. Számítsa ki, hány gramm NaOH szükséges 500 ml 0,1 M oldat elkészítéséhez? A válasz 2 év.
10. Hány gramm CuSO 4 * 5H 2 O-t kell venni 2 liter 0,1 N oldat elkészítéséhez? A válasz 25 év.
11. 15 ml 0,5 N NaOH-oldatot használtunk 10 ml HCl-oldat titrálásához. Számolja ki - a HCl normalitása, az oldat koncentrációja g / l-ben, az oldat titere g / ml-ben. A válasz 0,75; 27,375 g/l; T = 0,0274 g/ml.
12. 18 g anyagot feloldunk 200 g vízben. Számítsa ki az oldat tömegszázalékos koncentrációját! A válasz 8,25%.
13. Hány ml 96%-os kénsavoldatot (D = 1,84) kell venni 500 ml 0,05 N oldat elkészítéséhez? A válasz 0,69 ml.
14. H 2 SO 4 oldat titere = 0,0049 g/ml. Számítsa ki ennek a megoldásnak a normalitását! A válasz 0,1 N.
15. Hány gramm marónátront kell venni 300 ml 0,2 N oldat elkészítéséhez? A válasz 2,4 g.
16. Mennyit kell venni 96%-os H 2 SO 4 oldatból (D = 1,84) 2 liter 15%-os oldat elkészítéséhez? A válasz 168 ml.
17. Hány ml 96%-os kénsavoldatot (D = 1,84) kell venni 500 ml 0,35 N oldat elkészítéséhez? A válasz 9,3 ml.
18. Hány ml 96%-os kénsavat (D = 1,84) kell venni 1 liter 0,5 N oldat elkészítéséhez? A válasz 13,84 ml.
19. Mennyi egy 20%-os sósavoldat molaritása (D = 1,1). A válasz 6,03 M.
20 . Számítsd ki a 10%-os salétromsavoldat moláris koncentrációját (D = 1,056). A válasz 1,68 M.
kapcsolódó cikkek
