Verdünnungslösungen

Verdünnung ist der Vorgang, bei dem eine konzentrierte Lösung weniger konzentriert wird. Es gibt eine Reihe von Gründen, warum man eine Verdünnung durchführen möchte, von schwerwiegenden bis hin zu allgemeineren. Biochemiker stellen beispielsweise neue verdünnte Lösungen ihrer konzentrierten Form für ihre Experimente her, während am anderen Ende des Spektrums ein Barkeeper Spirituosen mit Soda oder Saft verdünnt, um einen Cocktail schmackhafter zu machen. Die formale Formel zur Berechnung einer Verdünnung lautet C1V1=C2V2, wo C1 und C2 die Konzentrationen der Anfangs- bzw. Endlösung darstellen und V1 und V2 repräsentieren ihre Bände.

Schritte

Methode 1 von 2: Präzise Verdünnung von Konzentraten mit der Verdünnungsgleichung

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1. Bestimme, was du tust und weißt nicht. Eine Verdünnung in der Chemie bedeutet normalerweise, dass man eine kleine Menge einer Lösung bekannter Konzentration nimmt und dann eine neutrale Flüssigkeit (wie Wasser) hinzufügt, um eine neue Lösung mit größerem Volumen, aber geringerer Konzentration herzustellen. Dies geschieht häufig in Labors, da die Reagenzien aus Effizienzgründen oft in relativ hohen Konzentrationen gelagert und für den Einsatz in Experimenten verdünnt werden. In der Praxis kennen Sie normalerweise die Anfangskonzentration der Lösung und die Konzentration und das Volumen Ihrer zweiten, gewünschten Lösung, aber nicht das Volumen der ersten Lösung, die Sie verwenden möchten, um dorthin zu gelangen.
  • In anderen Situationen (insbesondere bei Schulaufgaben) müssen Sie möglicherweise ein anderes Puzzleteil finden – zum Beispiel können ein Originalvolumen und eine Konzentration angegeben worden sein, die angewiesen werden, die Endkonzentration zu bestimmen, wenn Sie die Lösung auf eine bestimmte Menge verdünnen können Volumen. Bei einer Verdünnung ist es sinnvoll, sich vor Beginn einen Überblick über bekannte und unbekannte Größen zu verschaffen.
  • Gehen wir ein Beispielproblem an. Angenommen, die Aufgabe besteht darin, eine 5 M-Lösung mit Wasser zu verdünnen, um 1 l einer 1 .-Lösung zu erhalten mM-Lösung machen. In diesem Fall kennen wir die Konzentration der Ausgangslösung und das Zielvolumen und die Konzentration, die wir erreichen möchten, aber nicht wie viel von der ursprünglichen Lösung (die wir mit Wasser verdünnen werden) wir brauchen, um dorthin zu gelangen.
  • Zur Erinnerung: In der Chemie ist M ein Konzentrationsmaß namens Molarität, oder die Molzahl einer Substanz pro Liter.
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2. Verwenden Sie Ihre Werte in der Formel C1V1=C2V2. In dieser Formel ist C. ist1 die Konzentration der Ausgangslösung, V1 das Volumen der Ausgangslösung, C2 die Konzentration der Endlösung und V2 das Volumen der Endlösung. Wenn Sie Ihre angegebenen Werte in dieser Gleichung verwenden, sollten Sie mit minimalem Aufwand den unbekannten Wert erhalten.
  • Es kann hilfreich sein, ein Fragezeichen vor die Einheit zu setzen, die Sie bestimmen müssen, um das Problem zu lösen.
  • Machen wir weiter mit unserem Beispiel. Wir verwenden unsere Beispielwerte wie folgt:
  • C1V1=C2V2
  • (5 M)V1=(1mM)(1L). Unsere beiden Konzentrationen haben unterschiedliche Einheiten. Lass uns hier aufhören und zum nächsten Schritt übergehen.
  • Bildtitel Dilute Solutions Step 3
    3. Bitte berücksichtigen Sie etwaige Unterschiede in den Einheiten. Da Verdünnungen zu Konzentrationsänderungen führen (die manchmal ziemlich groß sein können), ist es nicht ungewöhnlich, dass zwei Variablen in Ihrer Gleichung unterschiedliche Einheiten haben. Dies wird zwar leicht übersehen, aber nicht übereinstimmende Einheiten in Ihrer Gleichung können zu einer Antwort in mehreren Größenordnungen führen. Bevor Sie das Problem lösen, müssen Sie alle Werte mit unterschiedlichen Konzentrations- und/oder Volumeneinheiten überprüfen umwandeln.
  • In unserem Beispiel verwenden wir unterschiedliche Einheiten für die Konzentration M (Mol) und mM (Millimolar). Lassen Sie uns unsere zweite Messung in M ​​umwandeln:
  • 1mM × 1M/1.000mM
  • =0,001 M
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    4. Lösen. Wenn alle Einheiten übereinstimmen, lösen Sie die Gleichung. Das geht fast immer mit einfacher Algebra.
  • Wir fahren mit unserem Beispielproblem fort: (5 M)V1=(1mM)(1L). Lass uns V1 lösen mit unseren neuen Einheiten.
  • (5 M)V1=(0,001M)(1L)
  • V1=(0,001M)(1L)/(5M).
  • V1=0,0002 l oder 0,2 ml
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    5. Verstehen Sie, wie Sie diese Antwort praktisch anwenden können. Angenommen, Sie haben Ihren fehlenden Wert gefunden, haben aber Zweifel, ob Sie diese neuen Daten auf eine Verdünnung anwenden möchten, die Sie tatsächlich durchführen möchten. Das ist verständlich – die Sprache der Mathematik und Naturwissenschaften passt manchmal nicht gut in die reale Welt. Wenn Sie alle vier Werte in die Gleichung C . einsetzen1V1=C2V2 wissen, führen Sie die Verdünnung wie folgt durch:
  • Messen Sie das Volumen V1 der Lösung mit Konzentration C1. Geben Sie dann genügend Verdünnungsmittel (Wasser usw.).), auf ein Gesamtvolumen von V2. Diese neue Lösung gibt Ihnen die gewünschte Konzentration (C2).
  • In unserem Beispiel misst du zum Beispiel zuerst 0,2 ml der Lösung unserer 5 M Lösung. Anschließend so viel Wasser zugeben, dass das Volumen der Lösung auf 1 l erhöht wird: 1 l - 0,0002 l = 0,9998 l oder 999,8 ml. Mit anderen Worten, wir geben unserer kleinen Probe der Lösung 999,8 ml Wasser hinzu. Die neue verdünnte Lösung hat eine Konzentration von 1 mM, was wir in erster Linie erreichen wollten.
  • Methode 2 von 2: Einfache, praktische Verdünnungen herstellen

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    1. Lesen Sie die Informationen auf der Verpackung. Es gibt viele Gründe, warum Sie eine Verdünnung zu Hause, in der Küche oder in einer anderen Umgebung außerhalb des Labors durchführen möchten. Zum Beispiel ist die einfache Herstellung von Orangensaft aus Konzentrat eine Verdünnung. In vielen Fällen enthalten Produkte, die verdünnt werden müssen, mehr Informationen über die Verdünnung auf der Verpackung. Sie können sogar genaue Anweisungen geben, denen Sie folgen müssen. Hier sind einige Dinge, die Sie bei der Suche nach Informationen beachten sollten:
    • Das Volumen des zu verwendenden Produkts
    • Das zu verwendende Volumen des Verdünnungsmittels
    • Die Art des zu verwendenden Verdünnungsmittels (normalerweise Wasser)
    • Spezielle Mischanleitung
    • Du wirst wahrscheinlich Nein siehe Informationen zu den genauen Konzentrationen der verwendeten Flüssigkeiten. Diese Informationen sind für den Durchschnittsverbraucher überflüssig.
    Bildtitel Dilute Solutions Step 7
    2. Fügen Sie das Verdünnungsmittel zur konzentrierten Lösung hinzu. Bei einfachen Haushaltsverdünnungen, wie Sie sie beispielsweise in der Küche verwenden, müssen Sie vor dem Start nur die Konzentratmenge und die ungefähre Endkonzentration kennen, die Sie erreichen möchten. Verdünnen Sie das Konzentrat mit der entsprechenden Menge Verdünnungsmittel (die im Verhältnis zum Anfangsvolumen des verwendeten Konzentrats bestimmt wird). Siehe unten:
  • Wenn wir beispielsweise 1 Tasse konzentrierten Orangensaft auf ein Viertel der Anfangskonzentration verdünnen möchten, fügen wir hinzu 3 Tassen Wasser zum Konzentrat geben. Unsere endgültige Mischung enthält dann 1 Tasse Konzentrat für 4 Tassen der gesamten Flüssigkeit – ein Viertel der Anfangskonzentration.
  • Hier ist ein komplexeres Beispiel: wenn wir 2/3 Tasse eines bestimmten Konzentrats auf ein Viertel der Anfangskonzentration fügen wir 2 Tassen Wasser hinzu, denn 2/3 Tasse ist ein Viertel von 2&2/3 Tassen Gesamtflüssigkeit.
  • Stellen Sie sicher, dass Sie die Substanzen in ein Gefäß geben, das für das gewünschte Endvolumen groß genug ist – eine große Schüssel oder ein ähnlicher Behälter.
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    3. Sie können die Pulvermenge in den meisten Fällen ignorieren. Zu Flüssigkeiten hinzugefügtes Pulver (wie bestimmte Getränkemischungen) sollte normalerweise nicht als „Verdünnung“ betrachtet werden. Die Volumenänderung aufgrund der Zugabe einer kleinen Menge Pulver zu einer Flüssigkeit ist normalerweise gering genug, um sie zu ignorieren. Mit anderen Worten, wenn Sie einer Flüssigkeit kleine Mengen Pulver hinzufügen, fügen Sie das Pulver einfach zu dem endgültigen Flüssigkeitsvolumen hinzu, das Sie erreichen möchten.

    Warnungen

    • Befolgen Sie alle Sicherheitsrichtlinien gemäß den Anweisungen des Herstellers oder Ihres Unternehmens. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie eine saure Lösung verdünnen wollen.
    • Das Arbeiten mit einer sauren Lösung erfordert möglicherweise detailliertere Schritte und Sicherheitsrichtlinien als das Verdünnen nicht-saurer Lösungen.

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