RATKAISUJEN VALMISTELU: MITEN SE TEHDÄÄN, ESIMERKKEJÄ, HARJOITUKSIA - KEMIA - 2026

Ratkaisujen valmistus on yksi kehittyneimmistä toiminnoista kokeellisen tieteen sisällä ja sen ulkopuolella, erityisesti kemian, biologian, bioanalyysin, lääketieteen ja farmasian aloilla. Kaupallisella alalla monet ostamistamme tuotteista koostuvat vesiliuoksista, olivatpa ne sitten ruokia tai kylpytuotteita.

Yksinkertaisesti sanottuna liuos on homogeeninen seos, joka koostuu liuottimesta, yleensä nestemäisestä, ja liuenneesta aineesta. Tämä liittyy pitoisuuteen, jonka yksiköt vaihtelevat sen mukaan, mihin tarkoituksiin se on valmistettu, samoin kuin sen tarkkuudesta, jolla sen pitoisuus ilmaistaan.

Ratkaisut ovat kemiassa yleisimpiä ja tärkeimpiä elementtejä, ja niiden valmistamiseksi on useita sääntöjä. Lähde: Pxhere.

Kaikkien liuosvalmisteiden periaate on pääosin sama: liuotta liuotettu aine sopivaan liuottimeen tai aloita väkevästä liuoksesta (varastosta), ota näytteet laimeampien valmistamiseksi. Perimmäisenä tavoitteena on korkea homogeenisuus ja että ratkaisulla on halutut ominaisuudet.

Arkielämässä liuoksia valmistetaan makuperusteen mukaisesti, toisin sanoen kuinka juoman maun tulee olla voimakasta. Laboratoriot tai teollisuus tarvitsevat kuitenkin vähemmän subjektiivisen parametrin: ennalta määrätyn pitoisuuden, joka saavutetaan noudattamalla sarjaa sääntöjä ja yleensä yksinkertaisia ​​matemaattisia laskelmia.

Kuinka valmistat ratkaisun?

Aiemmat vaiheet

Ennen liuoksen valmistamista on selvitettävä, mikä pitoisuus sen liuenneella aineella on tai kukin niistä, ja mikä on liuotin, jota käytetään. Haluatko sen olevan 1% m / v? Tai 30% m / v? Valmistetaanko se pitoisuutena 0,2 M tai 0,006 M? Samoin on tiedettävä mihin tarkoituksiin sitä käytetään: analyyttisiä, reagensseja, väliaineita, indikaattoreita jne.

Tämä viimeinen kohta määrittää, tarvitaanko mittapullojen tai ilmapallojen käyttöä vai ei. Jos vastaus on kielteinen, ratkaisut voidaan valmistaa suoraan dekantterilasiin, ja siksi valmistelu on yksinkertaisempaa ja vähemmän huolellista.

Liukeneva liukeneminen

Pitoisuudesta riippumatta tai jos haluat sen olevan mahdollisimman tarkka, liuoksen valmistuksen ensimmäinen vaihe on punnita liuennut aine ja liuottaa se sopivaan liuottimeen. Joskus jopa kun liuotettu aine on liukoinen valittuun liuottimeen, on tarpeen kuumentaa se levyllä tai käyttää magneettisekoitinta.

Itse asiassa liuennut aine on se tekijä, joka tekee huomattavan eron menetelmässä, jossa eri liuokset valmistetaan. Toisaalta, jos liuotin on haihtuvaa nestettä, liuos valmistetaan savukaapin sisällä.

Koko liuenneen liukenemisprosessi suoritetaan dekantterilasiin. Kun se on liuennut, tuen ja suppilon avulla sen sisältö siirretään halutun tilavuuden mittapulloon tai palloon.

Jos sekoitinta käytettiin, se on pestävä kunnolla sen varmistamiseksi, että liuenneen aineen jäämiä ei tartu kiinni sen pintaan; ja siirryttäessä on oltava myös varovainen, muuten ravistelija putoaa tilavuuspalloon. Tätä varten on kätevää ja erittäin hyödyllistä auttaa itseäsi magneetilla. Toisaalta lasitankoa voidaan käyttää myös sekoittimen sijasta.

Täytä mittapullo tai pallo

Liuostamalla liuennut aine tällä tavoin varmistamme, että mittapulloon ei ole suspendoituneita kiintoaineita, jotka ovat sitten vaikeasti liukenevia ja vaikuttavat lopullisen liuoksen analyyttiseen laatuun.

Kun tämä on tehty, ilmapallo tilavuus tehdään tasolle tai täydennetään liuottimella, kunnes nesteen pinta osuu lasiesineessä merkittyyn merkkiin.

Lopuksi, suljettua palloa tai pulloa ja vastaavia korkkeja ravistetaan muutaman kerran, jolloin liuos on valmis.

Esimerkkejä ratkaisuista

Laboratoriossa on tavallista valmistaa happojen tai emästen liuoksia. Ne on ensin lisättävä huomattavaan määrään liuotinta; esimerkiksi vesi. Sitä ei tule koskaan tehdä päinvastoin: lisää vettä hapoihin tai emäksiin, vaan enemmän vesimäärään. Syynä on se, että niiden nesteytykset ovat erittäin eksotermisiä, ja on jopa vaara, että dekantterilasi räjähtää.

Rikkihappo

Oletetaan, että haluat valmistaa laimean rikkihapon liuoksen. Kun on selvää mikä tulee alikvootti, joka otetaan varastosta tai väkevästä liuoksesta, se siirretään tilavuuspalloon, jossa on jo tilavuus vettä.

Silti lämpö vapautuu, ja se tulisi tehdä merkkiin vedellä erittäin hitaasti, odottaen, että ilmapallo jäähtyy tai ei tule liian kuumaksi.

Natriumhydroksidia

Toisaalta natriumhydroksidiliuos valmistetaan punnitsemalla NaOH-dražeet dekantterilasiin vedellä. Kun NaOH on liuennut, magneettisekoittimella tai ilman, emäksinen vesi siirretään vastaavaan mittapulloon ja täytetään merkkiin vedellä tai etanolilla.

Harjoitukset

Harjoitus 1

Haluat valmistaa litran 35-prosenttista (paino / tilavuus) natriumkloridiliuosta vedessä. Kuinka paljon suolaa tulisi punnita ja miten jatkat?

Pitoisuus 35% (m / v) tarkoittaa, että meillä on 35 g NaCl: ta jokaista 100 ml vettä kohti. Kun he pyytävät meiltä litraa liuosta, kymmenenkertaisesti kyseiseen määrään, me punnitsemme 350 g suolaa, jonka yritämme liuottaa litran tilavuuteen.

Täten punnitaan suuressa dekantterilasiin 350 g NaCl: a. Myöhemmin lisätään riittävä määrä vettä (alle yksi litra) suolan liuottamiseksi lasityyppillä. Koska suola liukenee hyvin veteen, magneettisekoittimen käyttö ei ole pakollista.

Liuotettiin nämä 350 g NaCl, suolavesi siirretään yhden litran mittapulloon ja täytetään merkkiin vedellä; tai täytä vain litra vettä samassa dekantterilasiin ja jatka sekoittamista suolan homogeenisuuden varmistamiseksi. Jälkimmäistä sovelletaan, kun liuoksella ei tarvitse olla tarkkaa pitoisuutta, vaan likimääräinen.

Harjoitus 2

Haluat valmistaa 250 ml etikkaa (5% (tilavuus / tilavuus) etikkahappoa) alkaen etikkahappopullosta (100% puhdasta). Minkä määrän pulloa tulisi ottaa?

Olipa etikkahapon tilavuus mitattu, sen pitoisuus on 100%; yksi tippa, 2 ml, 10 ml jne. Jos jaamme 100/5, meillä on 20, mikä osoittaa laimennuskerrointa; eli tilavuus, jonka mittaamme pullosta, jonka aiomme laimentaa 20 kertaa. Siksi 250 ml etikkaa pitäisi vastata tätä tilavuutta 20 kertaa suurempana.

Joten 250/20 antaa meille 12,5, mikä tarkoittaa, että jääetikkahappopullosta otetaan 12,5 ml ja laimennetaan se 237,5 ml: aan vettä (250-12,5).

Tätä varten käytetään mitattua ja steriloitua pipettiä tai pieni määrä jääetikkahappoa siirretään puhtaaseen dekantterilasiin, josta otetaan 12,5 ml: n erä, ja se lisätään 250 ml: n tilavuiseen palloon edellinen ja riittävä määrä vettä. Siksi lisäämme hapon veteen, emmekä vettä hapoon.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Joshua Halpern, Scott Sinex ja Scott Johnson. (5. kesäkuuta 2019). Ratkaisujen valmistelu. Kemia LibreTexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
3. Helmenstine, tohtori Anne Marie (16. syyskuuta 2019). Kuinka valmistaa ratkaisu. Palautettu osoitteesta: gondo.com
4. ChemPages-verkot. (SF). Stoikiometriamoduuli: Ratkaisut. Palautettu: chem.wisc.edu
5. Tiedeyhtiö. (2020). Kemiallisten ratkaisujen valmistelu. Palautettu osoitteesta: sciencecompany.com