Spädning är processen att göra en koncentrerad lösning mer utspädd. Det finns en mängd olika anledningar till varför någon kanske vill göra en utspädning, allt från allvarliga till enkla skäl. Till exempel spädar biokemister lösningar från sina koncentrerade former för att göra nya lösningar för användning i experiment, medan bartendrar å andra sidan ofta späd sprit med läsk eller juice för att göra cocktails godare. Den allmänna formeln för beräkning av utspädning är C1V1 = C2V2, med C1 och C2 representerar de initiala och slutliga koncentrationerna av lösningen respektive V1 och V2 representerar volymen.
Steg
Metod 1 av 2: Exakt utspädande koncentrat via spädningsekvationen
Steg 1. Bestäm vad du vet och inte vet
Spädning i kemi innebär vanligtvis att ta en liten mängd av en lösning som du känner till koncentrationen för att sedan tillsätta en neutral vätska (t.ex. vatten) för att göra en ny lösning med en större volym men lägre koncentration. Detta görs ofta i kemilaboratorier, eftersom reagens för effektivitetens skull ofta lagras i mycket höga koncentrationer, som sedan späds ut för användning i experiment. Vanligtvis, i de flesta verkliga situationer, kommer du att veta koncentrationen av din initiala lösning och koncentrationen eller volymen du vill att din slutliga koncentration ska vara, men inte volymen av den initiala lösningen du behöver för att få den slutliga lösningen.
- Men i andra situationer (särskilt i skolproblem) kan du behöva hitta andra pusselbitar - till exempel kan du få en initial volym och koncentration och sedan bli ombedd att hitta den slutliga koncentrationen om du spädar en lösning. till önskad volym. I alla fall av utspädning är det bra att notera de kända och okända variablerna innan du börjar.
-
Låt oss avsluta exempelfrågorna. Anta att vi blir ombedd att späda ut en 5 M lösning med vatten för att göra 1 L av en 1. lösning mM. I det här fallet vet vi koncentrationen av vår initiala lösning och volymen och slutkoncentrationen vi vill ha, men inte mängden initial lösning vi behöver tillsätta med vatten för att uppnå önskat resultat.
Påminnelse: I kemi är M ett mått på koncentrationen som kallas Molarity, vilket betecknar molen av ett ämne per liter
Steg 2. Anslut dina värden till formeln C1V1 = C2V2.
I denna formel, C1 är den initiala koncentrationen av lösningen, V1 är volymen av den ursprungliga lösningen, C2 är slutkoncentrationen av lösningen och V2 är volymen på den slutliga lösningen. Att ansluta kända värden till denna ekvation hjälper dig att hitta okända värden med mindre svårighet.
- Du kan tycka att det är bra att sätta ett frågetecken framför enheten du vill söka efter för att hjälpa dig att lösa det.
-
Låt oss fortsätta vårt exempel. Vi anger följande värden:
- C1V1 = C2V2
- (5 M) V1 = (1 mM) (1 L). Våra två koncentrationer har olika enheter. Låt oss stanna här och gå vidare till nästa steg.
Steg 3. Tänk på eventuella enhetsskillnader
Eftersom lösningar innebär förändringar i koncentrationen (som ibland kan vara ganska stora) är det inte ovanligt att de två variablerna i din ekvation har olika enheter. Även om detta är lätt att förbise, kan ojämlika enheter i din ekvation få ditt svar att vara felaktigt. Innan du avslutar, konvertera alla värden med olika koncentrations- och/eller volymenheter.
-
I vårt exempel använder vi olika enheter för koncentrationer av M (molarer) och mM (millimolar). Låt oss ändra vår andra mätning till M:
- 1 mM × 1 M/1000 mM
- = 0,001 M
Steg 4. Avsluta
När alla enheter är lika löser du din ekvation. Detta kan nästan alltid göras med enkel algebra.
-
Vi stoppar vårt exempelproblem här: (5 M) V1 = (1 mM) (1 L). Låt oss hitta värdet på V1 med vår nya enhet.
- (5 M) V1 = (0,001 M) (1 L)
- V1 = (0,001 M) (1 L)/(5 M).
-
V1 = 0,0002 L eller 0,2 ml.
Steg 5. Förstå hur du använder ditt svar korrekt
Låt oss säga att du har hittat ditt saknade värde, men du är inte säker på hur du ska använda denna nya information i själva utspädningen du behöver göra. Detta är förståeligt - matematik- och vetenskapsspråket matchar ibland inte den verkliga världen. När du känner till de fyra värdena i ekvationen C1V1 = C2V2, gör utspädningen enligt följande:
- Mät volymen V1 från en lösning med en koncentration av C1. Tillsätt sedan tillräckligt med utspädningsmedel (vatten, etc.) för att göra den totala volymen V2. Denna nya lösning har den koncentration du vill ha (C2).
- I vårt exempel, till exempel, mäter vi först 0,2 ml av en 5 M. lösning. Därefter tillsätter vi tillräckligt med vatten för att öka volymen av lösningen till 1 L: 1 L - 0,0002 L = 0,9998 L eller 999, 8 ml. Med andra ord kommer vi att lägga till 999,8 ml vatten till vår lilla provlösning. Vår nya utspädda lösning har en koncentration på 1 mM, vilket är vår önskade koncentration.
Metod 2 av 2: Gör en enkel och praktisk spädningslösning
Steg 1. Läs eventuella förpackningar för information
Det finns en mängd olika anledningar till varför du kanske vill göra en utspädningslösning hemma, i köket eller i ett annat icke-kemiskt laboratorium. Till exempel att göra apelsinjuice av ett enkelt koncentrat är en utspädning. I många fall innehåller produkten som behöver spädas information om utspädningen som måste göras, någonstans på förpackningen. De kan ha exakta instruktioner att följa. Här är några saker att titta efter när du letar efter information:
- Använd produktvolym
- Volym av utspädningsmedel som används
- Typ av utspädningsmedel som används (vanligtvis vatten)
- Särskilda blandningsinstruktioner
- Du kanske inte ser information om den exakta koncentrationen av vätskan som används. Denna information är inte användbar för den genomsnittliga konsumenten.
Steg 2. Tillsätt ämnet som fungerar som utspädningsmedel till den koncentrerade lösningen
För enkla hushållsspädningar, som de du kan göra i köket, behöver du verkligen bara veta volymen av koncentrat du använder och den ungefärliga slutliga koncentrationen du vill ha innan du börjar. Späd koncentratet med en lämplig mängd spädningsmedel, som bestäms beroende på volymen av det ursprungliga koncentratet som används. Se nedan:
- Till exempel, om vi ville späda ut en kopp apelsinjuicekoncentrat till 1/4 av dess ursprungliga koncentration, skulle vi lägga till 3 koppar vatten i koncentratet. Vår slutliga blandning kommer att ha 1 kopp koncentrat i 4 koppar hel vätska - 1/4 av dess ursprungliga koncentration.
- Här är ett mer komplicerat exempel: Om vi ville späda 2/3 kopp koncentrat till 1/4 av dess ursprungliga koncentration, skulle vi lägga till 2 koppar vatten, eftersom 2/3 kopp motsvarar 1/4 gånger 2 & 2/3 kopp av den hel vätska.
- Var noga med att lägga till ditt ämne i en behållare som är tillräckligt stor för att hålla den slutliga volymen du vill ha - en stor skål eller liknande behållare.
Steg 3. Ignorera pulvervolymen i de flesta fall
Att tillsätta ett pulver (t.ex. vissa drinkblandningar) till en vätska anses vanligtvis inte vara en utspädning. Volymförändringen till följd av tillsats av en liten mängd pulver till vätskan är vanligtvis tillräckligt liten för att vara försumbar. Med andra ord, när du tillsätter en liten mängd pulver till en vätska, tillsätt bara pulvret till din önskade slutliga volym vätska och blanda.
Varning
- Följ alla säkerhetsriktlinjer som tillhandahålls av tillverkaren eller som krävs av ditt företag. Detta är särskilt viktigt om du måste späda ut syralösningen.
- Att arbeta med sura lösningar kan kräva mer detaljerade säkerhetsåtgärder och riktlinjer än med icke-sura lösningar.
