Verdunningen van stamoplossingen (of standaardoplossingen)
Stel je voor dat we een zoutwateroplossing hebben met een bepaalde concentratie. Dat betekent dat we een bepaalde hoeveelheid zout (een bepaalde massa of een bepaald aantal mol) opgelost hebben in een bepaald volume van de oplossing. Vervolgens gaan we deze oplossing verdunnen. Dit gebeurt door meer water toe te voegen, niet meer zout:
Voor de verdunning en na de verdunning
De molariteit van oplossing 1 is
en de molariteit van oplossing 2 is
Regvuldig de vergelijkingen om de mol te vinden:
en
Wat bleef hetzelfde en wat veranderde er tussen de twee oplossingen? Door meer water toe te voegen, hebben we het volume van de oplossing veranderd. Daardoor veranderde ook de concentratie. Het aantal mol opgeloste stof veranderde echter niet. Dus,
Daarom
waar
- (M_1) en ¹(M_2) zijn de concentraties van de oorspronkelijke en de verdunde oplossing
- (V_1) en \(V_2) zijn de volumes van de twee oplossingen
Het maken van verdunningen is een veel voorkomende activiteit in het scheikundelab en elders. Als je bovenstaande relatie eenmaal begrijpt, zijn de berekeningen eenvoudig.
Voorstel dat je een oplossing hebt van 2,0 mg HCl. Je verdunt de oplossing door zoveel water toe te voegen dat de oplossing een volume heeft van 500. De nieuwe molariteit kan eenvoudig berekend worden door bovenstaande vergelijking te gebruiken en op te lossen voor M_2.
De oplossing is met een vijfde verdund, omdat het nieuwe volume vijf keer zo groot is als het oorspronkelijke volume. Bijgevolg is de molariteit een vijfde van de oorspronkelijke waarde.
Een ander veel voorkomend verdunningsprobleem is het berekenen van de hoeveelheid van een sterk geconcentreerde oplossing die nodig is om een gewenste hoeveelheid oplossing met een lagere concentratie te maken. De sterk geconcentreerde oplossing wordt meestal de voorraadoplossing genoemd.
Voorbeeld: Verdunnen van salpeterzuur
Nitroenzuur is een krachtig en bijtend zuur. Als je het bij een chemisch bedrijf bestelt, is de molariteit 16 M. Hoeveel van de voorraadoplossing salpeterzuur moet er gebruikt worden om een oplossing van 0,50 M te maken?
Oplossing
|
Stappen voor probleemoplossing |
|
|---|---|
| Identificeer de “gegeven” informatie en wat het probleem je vraagt te “vinden.” |
Gegeven: M1, Voorraad (\ce{HNO_3} = 16 \: \text{M}) (V_2 = 8,00 \: \text{L}) (M_2 = 0,50 \: \text{M}) Vind: Volume voorraad \links( V_1 rechts) = ? \: \_1 \l}) |
| Lijst andere bekende hoeveelheden. |
geen |
|
Plan het probleem. |
Herschik eerst de vergelijking algebraïsch om op te lossen voor V_1. |
|
Bereken de eenheden en annuleer ze. |
Substitueer nu de bekende hoeveelheden in de vergelijking en los op. |
| Denk na over je resultaat. | (250 \: \text{mL}) van de stock \(\ce{HNO_3}) moet met water worden verdund tot een eindvolume van \(8,00 \: \text{L}). De verdunning is een factor 32 om van 16 naar 0,5 te gaan. |
Oefening \(\PageIndex{1})
Een 0.885 M oplossing van KBr met een oorspronkelijk volume van 76,5 mL wordt meer water toegevoegd totdat de concentratie 0,500 M is.Wat is het nieuwe volume van de oplossing?
Antwoord
135,4 mL
Merk op dat het berekende volume dezelfde afmetingen heeft als het ingangsvolume, en de dimensionale analyse vertelt ons dat we in dit geval niet naar liters hoeven om te rekenen, omdat L wegvalt als we M (mol/L) delen door M (mol/L).