Back to chapter

4.5:

Concentratie van een Oplossing en Verdunning

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Solution Concentration and Dilution

Languages

Share

In een bepaalde hoeveelheid oplosmiddel kunnen verschillende hoeveelheden opgeloste stoffen worden toegevoegd om oplossingen met verschillende concentraties te creëren. In een verdunde oplossing is het aandeel opgeloste stof ten opzichte van het oplosmiddel klein, terwijl voor een geconcentreerde oplossing het aandeel groot is. De concentratie van een oplossing wordt uitgedrukt als molariteit, het aantal mol opgeloste stof per liter oplossing.De noemer is het volume van de oplossing en niet het volume van het oplosmiddel. Om 1 liter van een 1-molaire oplossing te maken, wordt daarom 1 mol opgeloste stof toegevoegd aan een maatkolf, die vervolgens wordt gevuld tot de 1-liter-afbakening met het oplosmiddel. Evenzo, als 1 mol opgeloste stof wordt toegevoegd aan een andere kolf en vervolgens wordt gevuld tot de 0, 5 liter-markering met oplosmiddel, zou dit een 2-molaire oplossing geven.De molariteit van de oplossing kan worden gebruikt als omrekeningsfactor tussen het aantal mol opgeloste stof en het volume van de oplossing. Stel dat 237 gram kaliumpermanganaat wordt opgelost in water om een 3-molaire oplossing te maken. Om het totale volume van de oplossing te berekenen, wordt eerst de massa van de opgeloste stof omgezet in mol.Vervolgens wordt het aantal mol gedeeld door de molariteit om een volume van 0, 5 liter te krijgen. Als er meer water wordt toegevoegd, neemt het totale volume van de oplossing toe, maar het aantal mol opgeloste stof blijft hetzelfde. Dit betekent dat de concentratie van de oplossing is afgenomen, of dat de oplossing is verdund.Verdunning van een geconcentreerde of stockoplossing wordt uitgevoerd met behulp van de verdunningsvergelijking, die de volumes en molariteiten van een oplossing voor en na het verdunningsproces relateert. M-een en V-een zijn de molariteit en het volume van de aanvankelijke geconcentreerde oplossing, en M-twee en V-twee zijn de molariteit en het volume van de uiteindelijke verdunde oplossing. De verdunningsvergelijking kan bijvoorbeeld worden gebruikt om een oplossing van kaliumpermanganaat te bereiden, wat medicinaal wordt gebruikt als algemeen desinfectiemiddel.Welk volume van een 2-molaire stockoplossing is nodig om 1 liter van een 0, 2-molaire oplossing van kaliumpermanganaat te bereiden? We kennen M-een, M-twee en V-twee en de verdunningsvergelijking voor V-1 oplossen levert 0, 1 liter op. Daarom wordt 0, 1 liter van de stockoplossing toegevoegd aan een nieuwe maatkolf en wordt oplosmiddel toegevoegd om 1 liter van de 0, 2-molaire oplossing te maken.Nadat de oplossing is verdund, blijft, hoewel de concentratie is veranderd, het aantal mol kaliumpermanganaat hetzelfde.

4.5:

Concentratie van een Oplossing en Verdunning

The relative amount of a given solution component is known as its concentration. Often, though not always, a solution contains one component with a concentration that is significantly greater than that of all other components. This component is called the solvent and may be viewed as the medium in which the other components are dispersed or dissolved. Solutions in which water is the solvent are, of course, very common on our planet. A solution in which water is the solvent is called an aqueous solution.

A solute is a component of a solution that is typically present at a much lower concentration than the solvent. Solute concentrations are often described with qualitative terms such as dilute (of relatively low concentration) and concentrated (of relatively high concentration).

Concentrations may be quantitatively assessed using a wide variety of measurement units, each convenient for particular applications. Molarity (M) is a useful concentration unit for many applications in chemistry. Molarity is defined as the number of moles of solute in exactly 1 liter (1 L) of the solution and has the units of ‘mol/L’.

Eq1

Note that in the molarity equation, the volume of solution, and not the volume of solvent, is used. This is because, depending on the nature of interactions between the solute and solvent, the solute can change the volume of the solution. Hence, in the molarity equation, we use the total solution volume (i.e., solvent volume + solute volume). Because solution volumes vary with temperature, molar concentrations will likewise vary. When expressed as molarity, the concentration of a solution with identical numbers of solute and solvent species will be different at different temperatures, due to the contraction/expansion of the solution.

Dilution of Solutions

Dilution is the process whereby a solution is made less concentrated (or more dilute) by the addition of solvent. For example, a glass of iced coffee becomes increasingly dilute, and less sweet, as the ice melts. In laboratories, solutions are often stored in their concentrated forms, called stock solutions. Solutions of lower concentrations are prepared from stock through dilution.

Eq2

where M and V are concentration and volume, respectively, and the subscripts “1” and “2” refer to the solution before and after the dilution, respectively.
Now, since the product of molarity and volume equals moles, the number of moles before and after dilution stays the same.

Eq3

Eq4

Eq5

Thus, dilution does not change the amount of solute in the solution.

This text is adapted from OpenStax Chemistry 2e, Section 3.3: Molarity.