ПРИГОТОВЛЕНИЕ РЕШЕНИЙ: КАК ЭТО СДЕЛАТЬ, ПРИМЕРЫ, УПРАЖНЕНИЯ - ХИМИЯ - 2024

Подготовка решений является одним из наиболее развитых видов деятельности в пределах и за пределами экспериментальной науки, особенно в отношении химии, биологии, биоанализа, медицины и фармации. В коммерческой сфере многие продукты, которые мы покупаем, будь то продукты питания или для ванных комнат, состоят из водных растворов.

Простыми словами, раствор - это гомогенная смесь, состоящая из растворителя, обычно жидкого, и растворенного вещества. Это связано с концентрацией, единицы которой меняются в зависимости от целей, для которых он был приготовлен, а также от точности, с которой его концентрация выражается.

Растворы - один из самых распространенных и важных элементов в химии, и для их приготовления необходимо соблюдать ряд правил. Источник: Pxhere.

Принцип приготовления всех растворов по сути один и тот же: растворить растворенное вещество в подходящем растворителе или, начиная с концентрированного раствора (исходного раствора), взять аликвоты для приготовления более разбавленных. Конечная цель - добиться высокой однородности и желаемых характеристик раствора.

В повседневной жизни решения готовятся с учетом критерия вкуса, то есть того, насколько насыщенным должен быть вкус напитка. Однако лабораториям или промышленным предприятиям требуется менее субъективный параметр: заранее определенная концентрация, которая достигается за счет соблюдения ряда правил и, как правило, простых математических расчетов.

Как приготовить раствор?

Предыдущие шаги

Перед приготовлением раствора необходимо определить, какую концентрацию будет иметь растворенное вещество или каждый из них, и какой растворитель будет использоваться. Вы хотите, чтобы он составлял 1% м / об? Или 30% м / об? Будет ли он приготовлен в концентрации 0,2 М или 0,006 М? Точно так же должно быть известно, для каких целей он будет использоваться: аналитические, реагенты, среды, индикаторы и т. Д.

Последний пункт определяет необходимость использования мерных колб или воздушных шаров. Если ответ отрицательный, растворы можно готовить прямо в химическом стакане, поэтому приготовление будет проще и менее тщательным.

Растворение растворенного вещества

Независимо от концентрации или, если вы хотите, чтобы она была максимально точной, первый шаг в приготовлении раствора - это взвесить растворенное вещество и растворить его в соответствующем растворителе. Иногда, даже если растворенное вещество растворяется в выбранном растворителе, необходимо нагреть его на тарелке или иметь магнитную мешалку.

Фактически, растворенное вещество является фактором, который существенно влияет на метод приготовления различных растворов. С другой стороны, если растворитель является летучей жидкостью, раствор будет готовиться в вытяжном шкафу.

Весь процесс растворения растворенного вещества осуществляется в химическом стакане. После растворения его содержимое с помощью подставки и воронки переносится в мерную колбу или баллон желаемого объема.

Если использовалась мешалка, ее необходимо тщательно промыть, чтобы на ее поверхности не осталось следов растворенного вещества; При переносе также необходимо соблюдать осторожность, иначе шейкер упадет в объемный баллон. Для этого удобно и очень полезно помогать себе магнитом. С другой стороны, вместо мешалки можно использовать стеклянный стержень.

Наполните мерную колбу или баллон.

Растворяя таким образом растворенное вещество, мы гарантируем, что в мерной колбе не будет взвешенных твердых частиц, которые затем трудно растворить и которые повлияют на аналитическое качество конечного раствора.

Как только это будет сделано, объем баллона доводится до уровня или заполняется растворителем, пока поверхность жидкости не совпадет с отметкой, указанной на стеклянной посуде.

Наконец, закрытый баллон или колбу с соответствующими крышками несколько раз встряхивают, оставляя готовый раствор.

Примеры решений

В лаборатории принято готовить растворы кислот или оснований. Сначала их нужно добавить к значительному объему растворителя; например, вода. Никогда не следует делать наоборот: добавлять воду к кислотам или щелочам, а лучше к определенному объему воды. Причина в том, что их гидратация очень экзотермична, и существует даже риск взрыва стакана.

Серная кислота

Предположим, вы хотите приготовить разбавленный раствор серной кислоты. После определения того, какая аликвота будет взята из исходного или концентрированного раствора, она будет перенесена в мерный баллон, в котором уже будет объем воды.

Даже в этом случае тепло будет выделяться, и его нужно доводить до отметки водой очень медленно, ожидая, пока воздушный шар остынет или не станет слишком горячим.

Едкий натр

С другой стороны, раствор гидроксида натрия готовят путем взвешивания драже NaOH в химическом стакане с водой. После растворения NaOH с помощью магнитной мешалки или без нее щелочная вода переносится в соответствующую мерную колбу и доводится до метки водой или этанолом.

упражнения

Упражнение 1

Вы хотите приготовить литр 35% -ного раствора хлорида натрия в воде. Сколько соли нужно взвесить и что делать?

Концентрация 35% м / об означает, что на каждые 100 мл воды приходится 35 г NaCl. Когда они просят у нас литр раствора, в десять раз больше, мы весим 350 г соли, которую мы попытаемся растворить в объеме одного литра.

Таким образом, в большом химическом стакане взвешивают 350 г NaCl. Затем добавляют достаточное количество воды (менее одного литра) для растворения соли с помощью стеклянной палочки. Поскольку соль хорошо растворяется в воде, использование магнитной мешалки не обязательно.

Растворенные 350 г NaCl, соленая вода переносится в мерную колбу объемом 1 л и доливается водой до метки; или просто залейте литр воды в тот же химический стакан и продолжайте перемешивать, чтобы обеспечить однородность соли. Последнее применяется, когда раствор не должен иметь точную концентрацию, а должна иметь приблизительную концентрацию.

Упражнение 2.

Вы хотите приготовить 250 мл уксуса (5% об. / Об. Уксусной кислоты), начиная с бутылки с ледяной уксусной кислотой (100% -ной чистоты). Какой объем этого флакона нужно взять?

Независимо от того, какой объем ледяной уксусной кислоты измеряется, ее концентрация будет 100%; одна капля, 2 мл, 10 мл и т. д. Если мы разделим 100/5, у нас будет 20, что указывает на наш коэффициент разбавления; то есть объем, который мы отмеряем из бутылки, которую мы собираемся разбавить в 20 раз. Следовательно, 250 мл уксуса должно соответствовать этому объему в 20 раз больше.

Итак, 250/20 дает нам 12,5, что означает, что из бутылки с ледяной уксусной кислотой мы возьмем 12,5 мл и разбавим его 237,5 мл воды (250-12,5).

Для этого будет использоваться градуированная и стерилизованная пипетка или небольшой объем ледяной уксусной кислоты будет перенесен в чистый стакан, из которого будет взята аликвота 12,5 мл, и она будет добавлена ​​в мерный баллон объемом 250 мл с предыдущее и достаточное количество воды. Таким образом, мы будем добавлять кислоту в воду, а не воду в кислоту.

Ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
2. Джошуа Халперн, Скотт Синекс и Скотт Джонсон. (05 июня 2019 г.). Подготовка решений. Химия LibreTexts. Получено с: chem.libretexts.org
3. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (16 сентября 2019 г.). Как приготовить решение. Получено с: thinkco.com
4. ChemPages Netorials. (SF). Модуль стехиометрии: Решения. Получено с: chem.wisc.edu
5. Научная компания. (2020). Подготовка химических растворов. Получено с: sciencecompany.com