1.4: 水溶液の質量パーセントの組成を決定します。

1. 質量 - 直通 %

1. クリーンとオーブン乾燥ビーカーまたは結晶皿にソリューションの少量を配置します。
2. ソリューションの正確な総質量を正確に判断するには後、ビーカーまたはホット プレート、水をオフ駆動するオーブン皿を加熱します。ゆっくりと蒸発させる最良の方法は、ソリューションの飛散は、沸騰することができます。
3. 溶媒が蒸発すると、一度 (溶質) の残りの固体を冷却し、質量を決定します。
4. 質量百分率を計算します。
   

2. 質量の校正曲線を用いた %

1. 溶媒に溶質の既知量を溶解することにより標準溶液のシリーズを作る。5 つの規格が推奨され、最大の期待されるパーセント組成範囲最小でなければなりません。
   1. おおよその値が既知の場合は、0% から水中の溶質の溶解度最大までソリューションのシリーズを生成します。参照テーブルは、さまざまな温度範囲で水で多くのソリッドの最大溶解度を示す。
   2. たとえば、35% (w/w) 塩化ナトリウム (NaCl) ソリューションを作成する、フラスコに 35 g を追加し、65 g を追加 (または 65 mL ボリュームとしても使えます 1.0 グラム/mL の周囲温度で知られている密度から純粋な水を測定するとき) 水・ ミックス ソリューション固体が溶解するまで。質量ですので添加物、これはなるトータル ソリューションは、100 グラムの質量を持つので、十分な水を追加すると同じ。
2. 各標準溶液の正確な量の質量を測定した後として密度を計算します。

3. データ分析

1. 標準溶液の質量割合に対して密度の値をプロットし、線の傾きを決定します。この坂は、線形方程式を当てはめて、溶液の質量 % 対密度に対応するy = mx+b と(図 1)。
2. ソリューションの特定のボリュームの質量を取得することで未知試料溶液の密度を計算します。今ではラインの傾きは知られている測定密度と検量線からの斜面を利用した"x"に解決の溶質の質量割合を判断します。

溶液の組成を決定し理解することは、さまざまな化学手法の基本です。溶液は、液体に溶解した物質で構成される均質な混合物です。溶解した物質は溶質と呼ばれ、バルク流体は溶媒と呼ばれます。解決策はいくつかの方法で説明できます???まず、溶質を溶解するために使用される溶媒の種類によって。水溶液は、溶媒として水を利用します。クロロホルム、アセトニトリル、アセトンなどの有機溶媒は、溶質の特性に応じて有機溶液を作るために使用されます。

溶液は、一定量の溶媒に溶解した溶質の量、または濃度によっても表されます。詳細については、このコレクションの「溶液と濃度」に関するビデオをご覧ください。

溶液の濃度を計算する方法の 1 つは、質量パーセントと呼ばれる溶液の各成分の質量に基づく方法です。このビデオでは、溶液の質量パーセントを紹介し、ラボでの値を決定する方法を示します。

溶媒中の溶質の量は、さまざまな方法で表すことができます。まず、質量パーセントは、溶質の質量を溶液の総質量で割ったものとして計算されます。質量パーセントは、重量パーセントと呼ばれることもあるため、重量パーセント/重量として記述されます。ただし、質量パーセントという用語は一般的に正しいと見なされています。

溶液中の溶質の量は、生物学で一般的に使用される体積パーセントで表すこともでき、溶質の総質量を溶液の体積で割ったものとして計算されます。この単位は無次元の量ではないため、真のパーセントではありません。同様に、溶質の体積を溶液の総体積で割る体積パーセントも使用されます。

質量パーセントは体積パーセントとは異なり、質量のみが添加剤の量です。解の質量は、成分の合計です。一方、溶質の分子は溶媒の分子間の空隙に収まるため、体積は必ずしも付加的であるとは限らず、予想よりも体積が少なくなります。

いくつかの簡単な方法を使用して、実験室で溶液の質量パーセントを決定できます。まず、直接法では、溶液の総質量を記録し、次に溶媒から蒸発させる必要があります。残った固体は溶質であり、それを計量して質量パーセントを計算するために使用されます。

密度は、未知の濃度の質量パーセントを決定するためにも使用できます。まず、さまざまな溶質量で一連の標準溶液を調製します。溶質なしから溶質の最大溶解度まで、濃度の範囲の標準物質を選択してください。次に、各標準試料の密度を計算し、サンプルの密度と比較します。質量パーセントの計算の基本が概説されたので、実験室で直接法と密度法を使用して質量パーセントを計算する方法を見てみましょう。

まず、清潔でオーブン乾燥したビーカーまたは結晶化皿の重量を量り、その塊を記録します。

少量の溶液を皿に入れ、溶液と皿を正確に計量します。皿の重量を差し引き、溶液の質量を記録します。

次に、皿をホットプレートまたはオーブンに置いて水を逃がします。沸騰すると溶液が飛び散り、溶質が失われる可能性があるため、ゆっくりと蒸発するのが理想的です。溶媒が蒸発したら、残りの固体、つまり溶質を冷却します。質量を正確に決定します。蒸発後の溶質の質量を初期溶液の質量で割ることにより、質量パーセントを計算します。

まず、予想される未知のパーセント組成の最小から最大までのパーセント組成を持つ 5 つの標準を準備します。システムの溶解度を超えないようにしてください。パーセント組成物を調製するために必要な溶質と溶媒の量を計算します。

溶質を秤量し、比重の溶媒に溶解します。

次に、各標準溶液の正確な体積の質量を測定します。次に、各解の密度を計算します。不明な解決策についても同じことを行います。詳細については、密度に関するこのコレクションのビデオを参照してください。

標準溶液の密度値を質量パーセントに対してプロットします。この例では、塩化ナトリウム標準のセットを、5 ?溶液中の溶質の25%。データをプロットした後、線形トレンドラインを適用し、方程式 (y は密度、x は質量パーセント組成) を決定します。未知なる溶液の密度(この場合は1.053 g/mL)を使用して、その質量パーセントを決定します。xを解くと、7.4%であることがわかりました。

水溶液の質量パーセントを決定する基本を見てきたので、溶液の濃度を知る必要があるいくつかの例を見てみましょう。

緩衝液は、多くの実験室実験、特に生物学的アプリケーションで一般的に使用されています。緩衝液には、特定の濃度の溶解した弱酸または溶存塩基、およびそれらのコンジュゲートが含まれているため、pHの変化を維持し、抵抗することができます。多くの場合、緩衝液は、7.2 ?7.6.

質量パーセントは、この密度勾配の例のように、複雑な混合物を分離するためにも使用されます。このために、質量パーセントの範囲の溶液を調製し、次に高質量パーセントから低質量パーセントまで順番に層状にします。これにより、チューブ内に密度勾配が作成されます。次に、サンプルをグラジエントの上部にロードし、遠心分離します。次に、混合物の成分は、チューブをどれだけ移動するかに基づいて分離されます。

質量パーセントを理解することは、化学の応用だけでなく、環境研究にとっても重要です。土壌水分含有量は、生態系に影響を与える可能性のある環境条件を特定するために理解することが重要です。土壌水分含有量は、土壌内に保持されている水の量を表す質量パーセントです。水分含有量は、湿った土壌を計量し、オーブンで乾燥させ、再計量することで簡単に見つけることができます。

JoVEの水溶液の質量パーセントを決定するための紹介を見ました。これで、質量パーセントの重要性、実験室での使用、および水溶液の質量パーセントを決定する方法を理解する必要があります。

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