Wat is verdunning?

DEdeelhoren is een laboratorium-, industriële of huishoudelijke procedure waarbij een bepaald volume van oplosmiddel (puur) wordt toegevoegd aan of verwijderd (door verdamping) uit een reeds bestaande oplossing.

In elke oplossing is er altijd de aanwezigheid van een oplosmiddel en ten minste één opgeloste stof, zoals in een mengsel van 500 ml water en 10 g natriumchloride (NaCl) hieronder weergegeven:

Weergave van het mengsel gevormd door water en natriumchloride

Als aan deze oplossing een volume van 300 ml water wordt toegevoegd, wordt deze procedure genoemd verdunning, naarmate het volume van de oplossing echter toeneemt - in dit geval tot 800 ml - zonder de hoeveelheid opgeloste stof te veranderen.

Verdunning door oplosmiddel aan zoutoplossing toe te voegen

DE verdunning het kan ook worden uitgevoerd door deze zoutoplossing (bestaande uit 500 ml water en 10 g NaCl) te verwarmen tot bijvoorbeeld 300 ml water is verdampt. In dit geval zou het volume van de oplossing worden verminderd, maar de hoeveelheid opgeloste stof zou niet worden gewijzigd.

Verdunning door verdamping van oplosmiddel in zoutoplossing

Principes van verdunning:

• Het eindvolume van de oplossing, wanneer oplosmiddel wordt toegevoegd, is altijd groter dan het aanvankelijke volume;

• Het eindvolume van de oplossing, wanneer het oplosmiddel wordt verwijderd, is altijd kleiner dan het aanvankelijke volume;

• De massa van de opgeloste stof wordt nooit veranderd bij het verdunnen van een oplossing;

• Het mol-getal van de opgeloste stof verandert nooit bij het verdunnen van een oplossing;

• Wanneer oplosmiddel aan een verdunning wordt toegevoegd, is de concentratie van de uiteindelijke oplossing altijd lager dan de concentratie van de initiële oplossing;

• Wanneer oplosmiddel in een verdunning wordt verwijderd, is de concentratie van de uiteindelijke oplossing altijd groter dan de concentratie van de initiële oplossing.

Formules gebruikt in verdunning

⇒ Berekening van het eindvolume van de oplossing:

Het volume van de uiteindelijke oplossing in een verdunning waaraan oplosmiddel is toegevoegd, wordt berekend met de volgende uitdrukking:

V_f = V_ik + V_De

• V_f = volume van de uiteindelijke oplossing

• V_ik = volume van initiële oplossing

• V_De= volume oplosmiddel dat is toegevoegd

Als er oplosmiddel in een verdunning wordt verwijderd, wordt het uiteindelijke volume berekend met de volgende uitdrukking:

V_f = V_ik - V_en

• V_en = volume verdampt oplosmiddel.

⇒ Berekening van gemeenschappelijke concentratie:

De concentratie van de uiteindelijke oplossing, na verdunning, kan als volgt worden berekend:

Ç_ik.V_ik = C_f.V_f

• Ç_ik= gemeenschappelijke concentratie van initiële oplossing

• V_ik = volume van initiële oplossing

• Ç_f = molariteit of concentratie in mol/L van de uiteindelijke oplossing

• V_f= volume van de uiteindelijke oplossing

⇒ Berekening van molariteit of concentratie in mol/L:

De molariteit van de uiteindelijke oplossing, na een verdunning, kan worden berekend met de volgende uitdrukking:

M_ik.V_ik = M_f.V_f

• M_ik= molariteit of concentratie in mol/L van de initiële oplossing

• V_ik = volume van initiële oplossing

• M_f = molariteit of concentratie in mol/L van de uiteindelijke oplossing

• V_f= volume van de uiteindelijke oplossing

⇒ Bulk Titelberekening:

De titel van de uiteindelijke oplossing, na een verdunning, kan worden berekend met de volgende uitdrukking:

T_ik.m_ik = T_f.m_f

• T_ik= titel van initiële oplossing

• m_ik = massa van initiële oplossing

• T_f = titel van de uiteindelijke oplossing

• m_f= massa van de uiteindelijke oplossing

Omdat de titel ook als een percentage kan worden berekend en in waterige oplossingen de massa dezelfde waarde heeft als het volume, kunnen we de volgende wiskundige uitdrukking gebruiken:

P_ik.V_ik =P_f.V_f

• P_ik= percentage van initiële oplossing

• V_ik = volume van initiële oplossing

• P_f = percentage van de uiteindelijke oplossing

• V_f= volume van de uiteindelijke oplossing

Voorbeelden van berekeningen uitgevoerd in verdunning:

1e voorbeeld - (UFBA) Door 300 ml water toe te voegen aan 100 ml 8% natriumbicarbonaatoplossing, wordt de verkregen concentratie van de oplossing:

a) 24% b) 18% c) 9% d) 4% e) 2%

Gegevens verstrekt door de oefening:

• Percentage van de initiële oplossing (P_ik) = 8%

• Initieel oplossingsvolume (V_ik) = 100 ml

• Eindoplossingsvolume (V_f) = 400 ml (resultaat van mengen van 300 ml tot 100 ml)

• Percentage van de uiteindelijke oplossing (P_f) = ?

Om de procentuele concentratie van de oplossing te berekenen, kunnen we deze waarden gebruiken die in de volgende uitdrukking worden gegeven:

P_ik.V_ik =P_f.V_f

8.100 = P_f.400

800 = P_f.400

P_f = 800
400

P_f = 2%

2e voorbeeld - (UFPA) 200 ml magnesiumhydroxide-oplossing, Mg (OH)₂, werden bereid door 2,9 g van de base in water op te lossen. Welk volume van deze oplossing moet worden verdund tot 300 ml om een ​​oplossing te krijgen met een molariteit gelijk aan 0,125 M? Gegevens: H = 1; Mg = 24; O = 16.

a) 450 ml b) 150 ml c) 400 ml d) 300 ml e) 900 ml

Gegevens verstrekt door de oefening:

• Massa opgeloste stof in de initiële oplossing (m₁) = 2,9 g

• Volume te gebruiken oplossing voor verdunning = 200 ml of 0,2 L (na delen door 1000)

• Initieel oplossingsvolume (V_ik) die wordt verdund = ?

• Eindoplossingsvolume (V_f) = 300 ml

• Molariteit of concentratie in mol/L van de uiteindelijke oplossing (M_f) = 0.125M

Om de procentuele concentratie van de oplossing te berekenen, moeten we het volgende doen:

Stap 1: Bereken de molaire massa van de opgeloste stof.

Hiervoor moeten we het aantal atomen van elk element vermenigvuldigen met zijn respectieve atomaire massa en dan de resultaten optellen:

M_Mg(OH)2 = 1.24 + 2.16 + 2.1

M_Mg(OH)2 = 24 + 32 + 2

M_Mg(OH)2 = 58 g/mol

Stap 2: Bereken de concentratie in mol/L of molariteit van de initiële oplossing:

M_ik = m₁
MV

M_ik = 2,9
58.0,2

M_ik = 2,9
11,6

M_ik =0,25 mol/L

Stap 3: Bepaal het volume van de oplossing die wordt verdund met behulp van de verstrekte waarden en gevonden in de volgende uitdrukking:

M_ik.V_ik = M_f.V_f

0.25.V_ik = 0,125.300

0.25.V_ik = 37,5

V_ik = 37,5
0,25

V_ik = 150 ml

3e voorbeeld - (UEG-GO) Overweeg dat 100 ml van een waterige oplossing van kopersulfaat, met een concentratie gelijk aan 40 g. L^–1werd 400 ml gedestilleerd water toegevoegd. In dit geval heeft elke ml van de nieuwe oplossing een massa, in mg, gelijk aan:

a) 2 b) 4 c) 8 d) 10

Gegevens verstrekt door de oefening:

• Volume water toegevoegd aan de verdunning = 400 ml

• Initieel oplossingsvolume (V_ik) = 100 ml

• Eindoplossingsvolume (V_f) = 500 ml (resultaat van mengen van 400 ml tot 100 ml)

• Gemeenschappelijke concentratie van initiële oplossing (C_ik) = 40 gram. L^–1

• Gemeenschappelijke concentratie van de uiteindelijke oplossing (C_f) in mg/ml= ?

Om de oplossingsconcentratie in mg/ml te berekenen, moeten we het volgende doen:

Stap 1: Zet de concentratie van de startoplossing om van g/L naar mg/mL.

Om dit te doen, moeten we zowel de teller als de noemer vermenigvuldigen met 1000 en de gegeven concentratie delen door 1000:

Ç_ik = 40g 1000
1L. 1000

Ç_ik = 40 mg/ml

Daarom zijn de eenheden g/L en mg/ml hetzelfde.

Stap 2: Bereken de concentratie in mg/ml met behulp van de waarden in de volgende uitdrukking:

Ç_ik.V_ik = C_f.V_f

40.100 = C_f.500

4000 = C_f.500

Ç_f = 4000
500

Ç_f = 8 mg/ml

Door mij Diogo Lopes Dias

Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-diluicao.htm