ПІДГОТОВКА РІШЕНЬ: ЯК ЦЕ ЗРОБИТИ, ПРИКЛАДИ, ВПРАВИ - ХІМІЯ - 2025

Підготовка рішень є одним з найбільш розвинених видів діяльності в межах і за межами експериментальної науки, особливо щодо хімії, біології, біоаналіза, медицини і фармації. У комерційній сфері багато продуктів, які ми купуємо, будь то харчові або для ванних кімнат, складаються з водних розчинів.

Розчин простіше кажучи - це однорідна суміш, що складається з розчинника, як правило, рідкого та розчиненого речовини. Це пов’язано з концентрацією, одиниці якої змінюються залежно від цілей, для яких вона була підготовлена, а також точності, з якою виражається її концентрація.

Розчини є одним із найпоширеніших та найважливіших елементів хімії та мають ряд правил їх підготовки. Джерело: Pxhere.

Принцип дії всіх препаратів розчину по суті однаковий: розчиніть розчинний розчин у відповідному розчиннику або, виходячи з концентрованого (основного) розчину, беруть аликвоти для приготування більш розведених. Кінцева мета полягає в тому, щоб була висока однорідність і щоб розчин мав бажані характеристики.

У повсякденному житті рішення готуються за критерієм смаку, тобто наскільки інтенсивним повинен бути смак напою. Однак лабораторії або галузі вимагають менш суб'єктивного параметра: заздалегідь визначена концентрація, яка дотримується, дотримуючись ряду правил і зазвичай простих математичних розрахунків.

Як ви готуєте рішення?

Попередні кроки

Перш ніж готувати розчин, необхідно визначити, яку концентрацію матиме його розчинник, або кожен з них, і який буде розчинник, який буде використовуватися. Ви хочете, щоб це було 1% м / об? Або 30% m / v? Чи готується він у концентрації 0,2М або 0,006М? Так само повинно бути відомо, для яких цілей буде використовуватися: аналітичні, реагенти, носії інформації, індикатори тощо.

Останній пункт визначає, чи потрібно буде використовувати об’ємні колби чи повітряні кульки. Якщо відповідь негативна, розчини можна приготувати безпосередньо в стакані, і тому приготування буде простішим і менш ретельним.

Розчин розчинення

Незалежно від концентрації, або якщо ви хочете, щоб вона була максимально точною, перший крок приготування розчину - зважування розчиненого речовини та розчинення його у відповідному розчиннику. Іноді навіть тоді, коли розчинний розчинник у обраному розчиннику, необхідно нагріти його на тарілці або мати магнітну мішалку.

Насправді розчинник є фактором, який суттєво відрізняється у способі, в якому готуються різні розчини. З іншого боку, якщо розчинник є летючою рідиною, розчин буде готуватися всередині витяжки.

Весь процес розчинення розчинених речовин проводиться в стакані. Після розчинення і за допомогою опори і воронки її вміст переносять в об'ємну колбу або балон потрібного обсягу.

Якщо мішалка була використана, її необхідно правильно промити, щоб упевнитись, що на її поверхні не залишаються сліди розчиненого речовини; і також треба бути обережними при перенесенні, інакше шейкер потрапить у об’ємну кулю. Для цього зручно і дуже корисно допомогти собі магнітом. З іншого боку, замість мішалки також можна використовувати скляну паличку.

Наповніть об’ємну колбу або кулю

Розчиняючи таким чином розчинник, ми гарантуємо, що в мірній колбі немає зважених твердих речовин, які потім будуть важко розчинятись і впливатимуть на аналітичну якість остаточного розчину.

Після цього обсяг балону доводиться до рівня або заповнюється розчинником, поки поверхня рідини не збігається з позначкою, зазначеною на скляному посуді.

Нарешті, закриту кульку або колбу з відповідними кришками струшують пару разів, залишаючи розчин готовим.

Приклади рішень

У лабораторії прийнято готувати розчини кислот або основ. Спочатку їх необхідно додати до значного обсягу розчинника; наприклад, вода. Це ніколи не слід робити навпаки: додайте воду до кислот або основ, а до об'єму води. Причина полягає в тому, що їх гідратації дуже екзотермічні, і навіть існує ризик вибуху стакану.

Сірчана кислота

Припустимо, ви хочете приготувати розбавлений розчин сірчаної кислоти. Зрозумівши, що буде аликвота, яку потрібно взяти з запасу або концентрованого розчину, це буде перенесено на об’ємну кулю, в якій вже буде об’єм води.

Незважаючи на це, тепло буде виділятися, і його потрібно робити до мітки водою дуже повільно, чекаючи, коли повітряна куля охолоне або не нагріється занадто.

Їдкий натр

З іншого боку, розчин гідроксиду натрію готують шляхом зважування дражеів NaOH у склянці з водою. Після розчинення NaOH з магнітною мішалкою або без неї лужну воду переносять у відповідну мірну колбу і доповнюють водою або етанолом до мітки.

Вправи

Вправа 1

Ви хочете приготувати літр 35% м / об розчину хлориду натрію у воді. Скільки солі слід зважити і як діяти?

Концентрація 35% m / v означає, що ми маємо 35 г NaCl на кожні 100 мл води. Коли вони просять нас на літр розчину, в десять разів більше цієї кількості, ми зважимо 350 г солі, яку ми спробуємо розчинити об'ємом в один літр.

Таким чином, у великій склянці зважують 350 г NaCl. Згодом додається достатня кількість води (менше одного літра) для розчинення солі за допомогою скляної палички. Оскільки сіль дуже розчинна у воді, використання магнітної мішалки не є обов’язковим.

Розчинивши ці 350 г NaCl, солону воду переносять в однолітрову колбу і доповнюють водою до мітки; або просто залийте літр води в ту саму склянку і продовжуйте помішувати, щоб забезпечити однорідність солі. Останнє застосовується тоді, коли розчин повинен мати не точну концентрацію, а приблизну.

Вправа 2

Ви хочете приготувати 250 мл оцту (5% об / об оцтової кислоти), починаючи з пляшки льодовикової оцтової кислоти (100% чистоти). Який об’єм цієї пляшки потрібно взяти?

Незалежно від того, який об'єм льодовикової оцтової кислоти вимірюється, вона матиме концентрацію 100%; одна крапля, 2 мл, 10 мл і т.д. Якщо ділимо 100/5, у нас буде 20, що вказує на наш коефіцієнт розведення; тобто об’єм, який вимірюємо з пляшки, яку ми будемо розводити в 20 разів. Тому 250 мл оцту має відповідати цьому об’єму в 20 разів більше.

Отже, 250/20 дає нам 12,5, а це означає, що з пляшки льодовикової оцтової кислоти ми візьмемо 12,5 мл і розведемо її в 237,5 мл води (250-12,5).

Для цього буде використана градуйована і стерилізована піпетка, або невеликий об’єм льодовикової оцтової кислоти буде перенесений в чисту склянку, з якої буде взято аликвоту 12,5 мл, і вона буде додана в мірну кулю на 250 мл з попередня і достатня кількість води. Таким чином, ми додамо до води кислоту, а не воду до кислоти.

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Джошуа Гальперн, Скотт Сінекс та Скотт Джонсон. (05 червня 2019 р.). Підготовка рішень. Хімія LibreTexts. Відновлено з: chem.libretexts.org
3. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (16 вересня 2019 р.). Як підготувати рішення. Відновлено з: thinkco.com
4. ChemPages Netorials. (sf). Модуль стехіометрії: рішення. Відновлено: chem.wisc.edu
5. Наукова компанія. (2020). Підготовка хімічних розчинів. Відновлено з: sciencecompany.com