Agli studenti delle scuole superiori potrebbe essere richiesto di mescolare soluzioni chimiche quando incontrano esperimenti di laboratorio. È importante mescolare correttamente i prodotti chimici in una soluzione chimica utile. Alcune soluzioni sono calcolate come peso percentuale, peso /volume, o volume percentuale, volume /volume. Altri sono basati su molarità o moli per litro. Il prodotto chimico che viene diluito o disciolto viene chiamato soluto e il mezzo liquido è il solvente. Comprendere i metodi adeguati per mescolare i prodotti chimici in una soluzione è importante per gli studenti per condurre un esperimento di laboratorio di successo.
Soluzioni basate sulla percentuale
Determina se la soluzione percentuale è indicata come w /v o v /v . Le soluzioni basate su misurazioni w /v sono generalmente una sostanza chimica solida disciolta in un solvente liquido come l'acqua. Le soluzioni basate sulle misurazioni v /v sono diluite in un liquido.
Calcola la diluizione v /v appropriata utilizzando la formula C1V1 \u003d C2V2 dove C rappresenta la concentrazione del soluto e V rappresenta il volume in millilitri o ml. Un esempio potrebbe essere la combinazione di etanolo al 95 percento con acqua per miscelare 100 ml di etanolo al 70 percento. Il calcolo è 95% X V1 \u003d 70% X 100 ml. Il volume sconosciuto è di 73,6 ml di etanolo al 95 percento con 26,4 ml di acqua per ottenere 100 ml.
Versare il soluto liquido in un cilindro graduato o in un matraccio tarato prima di aggiungere solvente. Vengono utilizzati cilindri graduati e matracci tarati perché le misurazioni sono più precise rispetto ai becher. I becher vengono generalmente utilizzati per volumi approssimativi e miscelazione.
Pesare la sostanza chimica solida appropriata per miscelare una soluzione p /v. Una soluzione al 10 percento equivale a 10 grammi di sostanza chimica secca in un volume finale di 100 ml. Il soluto aggiunge volume ed è considerato nel volume finale della soluzione.
Aggiungere il soluto solido nel becher prima di aggiungere il solvente. Ciò eviterà l'aggiunta di solvente in eccesso alla soluzione. Si dovrebbe consentire al soluto secco di dissolversi nel solvente prima di aggiungere al volume totale. Versare la soluzione in un cilindro graduato o in un matraccio tarato e aggiungere solvente per raggiungere il volume finale.
Soluzioni calcolate utilizzando la molarità
Determinare se il soluto è solido o in forma liquida. La molarità, o M, di un soluto liquido è generalmente fornita e può richiedere solo una semplice diluizione. Un soluto solido richiederebbe un'accurata misurazione del peso.
Calcola la diluizione del soluto liquido usando la formula C1V1 \u003d C2V2. La diluizione del cloruro di sodio 5 M, NaCl, per ottenere 100 ml di soluzione 1 M sarebbe calcolata come 5 M X V1 \u003d 1 M X 100 ml. Il valore per V1 è 20 ml con 80 ml di acqua per un volume finale di 100 ml.
Versare il soluto liquido in un cilindro graduato o in un matraccio tarato prima di aggiungere solvente. Quindi aggiungere il solvente per raggiungere il volume desiderato.
Determinare il peso molecolare, MW del soluto secco. Il peso molecolare verrà fornito sul contenitore per sostanze chimiche e sulla scheda di sicurezza, o scheda di sicurezza. Il peso molecolare è pari a 1 mole. Il cloruro di sodio ha un peso molecolare di 58,4 grammi. Pertanto, 58,4 grammi disciolti in un volume totale di 1 litro equivalgono a una soluzione da 1 M.
Calcola il peso in grammi del soluto per ottenere 1 litro di soluzione. È possibile calcolare il peso in grammi dalla data molarità della soluzione utilizzando la formula molarità X X. Una soluzione 2M di cloruro di sodio richiede 58,4 grammi X 2M o 116,8 grammi in 1 litro.
Determina il volume totale richiesto per l'esperimento. Il metodo sperimentale non richiede necessariamente 1 litro di soluzione. Potrebbe richiedere solo 100 ml o 0,1 litri. Il peso in grammi richiesto per miscelare una soluzione di cloruro di sodio 2M in 100 ml è 0,1 litri X 116,8 grammi o 11,7 grammi di cloruro di sodio.
Aggiungere il soluto solido in un becher prima di aggiungere il solvente. Aggiungere abbastanza solvente per consentire al solido di dissolversi. Versare la soluzione in un cilindro graduato o in un matraccio tarato e aggiungere solvente per raggiungere il volume finale.
Regolazione del pH della soluzione
Misurare il pH della soluzione finale usando pHmetro o pH carta. Un pHmetro fornisce la misurazione più accurata. Tuttavia, la carta pH può essere sufficiente se non è disponibile un misuratore. Un esempio di tampone è il cloruro di sodio, NaCl in acqua.
Determina se il pH è superiore, più basico o inferiore, più acido del pH richiesto. NaCl si dissolve in acqua per dare un pH neutro di 7.
Aggiungere il reagente per modificare il pH al valore desiderato. Il reagente utilizzato per modificare il pH deve essere abbastanza diluito e non alterare la composizione chimica della soluzione. L'acido cloridrico, 0,1 M di HCl, verrebbe utilizzato per abbassare il pH e l'idrossido di sodio, 0,1 M di NaOH, verrebbe utilizzato per aumentare il pH. La combinazione di HCl e NaOH in acqua produce cloruro di sodio.
Suggerimenti
Le boccette volumetriche sono dispositivi precisi per misurare il volume finale. I cilindri graduati possono essere utilizzati anche se non sono disponibili palloni volumetrici. I becher e le beute Erlenmeyer non sono molto precisi per misurare il volume ma sono generalmente usati per il mixaggio.
Avvertenze
Dovresti sempre usare adeguate attrezzature di sicurezza durante la miscelazione di soluzioni chimiche compresa la protezione degli occhi. Gli acidi e le basi utilizzati per regolare il pH possono essere dannosi per gli occhi. Altre sostanze chimiche producono fumi nocivi e possono richiedere una cappa. La scheda di sicurezza viene generalmente fornita con il prodotto chimico o disponibile online e fornisce importanti informazioni sulla sicurezza.
