4.5
Çözelti konsantrasyonu ve Seyreltme
Belirli bir çözelti bileşeninin nispi miktarı konsantrasyonu olarak bilinir. Her zaman olmasa da çıoğu zaman, bir çözelti, diğer tüm bileşenlerden öne…
Belirli miktarda çözücüde, farklı konsantrasyonlarda çözeltiler oluşturmak için farklı miktarlarda çözücüler kullanılabilir. Seyreltik bir çözeltide, çözücüye göre çözünen oranı küçükken, konsantre bir çözelti için bu oran büyüktür. Bir çözeltinin konsantrasyonu, çözelti litresi başına çözünen maddenin mol sayısı olan molarite olarak ifade edilir.
Payda, çözücünün hacmi değil, çözeltinin hacmidir. Bu nedenle, 1 molarlık 1 litre çözelti yapmak için, bir balon jojeye 1 mol çözünen ilave edilir ve daha sonra çözücü ile 1 litrelik sınıra kadar doldurulur. Benzer şekilde, başka bir şişeye 1 mol çözünen ilave edilir ve daha sonra çözücü ile 0, 5 litre işaretine kadar doldurulursa, bu 2-molarlık bir çözelti olacaktır.
Çözeltinin molaritesi, çözünen maddenin molleri ile çözeltinin hacmi arasında bir dönüştürme faktörü olarak kullanılabilir. 237 gram potasyum permanganat ile 3 molarlık bir çözelti yapmak için suda çözüldüğünü varsayalım. Çözeltinin toplam hacmini hesaplamak için önce çözünen maddenin kütlesi mollere dönüştürülür.
Daha sonra, mol sayısı, 0, 5 litrelik bir hacim elde etmek için molariteye bölünür. Daha fazla su eklenirse, çözeltinin toplam hacmi artar, ancak çözünen maddenin mol sayısı aynı kalır. Bu, çözeltinin konsantrasyonunun azaldığı veya çözeltinin seyreltildiği anlamına gelir.
Konsantre veya stok çözeltisinin seyreltilmesi, seyreltme işleminden önce ve sonra bir çözeltinin hacimlerini ve molaritelerini ilişkilendiren seyreltme denklemi kullanılarak gerçekleştirilir. M-bir ve V-bir, başlangıçtaki konsantre çözeltinin molaritesi ve hacmidir ve M-iki ve V-iki, son seyreltilmiş çözeltinin molaritesi ve hacmidir. Örneğin, seyreltme denklemi tıbbi olarak genel bir dezenfektan olarak kullanılan potasyum permanganat çözeltisi hazırlamak için kullanılabilir.
1 litre 0, 2 molarlık potasyum permanganat çözeltisi hazırlamak için 2 molar stok çözeltisinin hacmi ne kadardır? M-bir, M-iki ve V-ikiyi bilmek ve V-1 için seyreltme denklemini çözmek 0, 1 litre sonucunu verir. Bu nedenle, yeni bir balon jojeye 0, 1 litre stok çözelti ilave edilir ve 1 litre 0, 2 molar çözelti yapmak için çözücü ilave edilir.
Çözelti seyreltildikten sonra konsantrasyon değişse de potasyum permanganatın mol sayısı aynı kalır.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is molarity and how is it calculated?
Molarity (M) is the number of moles of solute per liter of solution, expressed in mol/L. To calculate molarity, divide the moles of solute by the total volume of solution in liters. For example, dissolving 1 mole of solute in a volumetric flask and filling to the 1-liter mark creates a 1-molar solution. The key is using the total solution volume, not just the solvent volume, since solutes can affect the overall volume.
Q2: Why is the total solution volume used in the molarity equation instead of solvent volume?
The total solution volume is used because solutes can change the volume of a solution depending on their interactions with the solvent. Using solvent volume alone would give an inaccurate concentration. The molarity equation accounts for this by including the combined volume of both solute and solvent, ensuring precise concentration measurements for chemical reactions in aqueous solutions.
Q3: How do you prepare a solution of specific molarity using a volumetric flask?
To prepare a solution of specific molarity, add the calculated moles of solute to a volumetric flask, then add solvent until the liquid reaches the marked line for your desired volume. For instance, to make 1 liter of a 1-molar solution, add 1 mole of solute and fill to the 1-liter mark. This ensures the total solution volume equals your target volume and produces the correct concentration.
Q4: What happens to the number of moles of solute when a solution is diluted?
The number of moles of solute remains constant during dilution. When solvent is added to a concentrated solution, the total volume increases but the amount of solute stays the same, causing the concentration to decrease. This principle is expressed mathematically as M1V1 = M2V2, where the product of molarity and volume equals moles before and after dilution.
Q5: How do you use the dilution equation to prepare a dilute solution from a stock solution?
The dilution equation M1V1 = M2V2 relates the molarity and volume of a stock solution to the desired dilute solution. Identify the known values: M1 and V1 from the stock solution, M2 and V2 from your target solution. Solve for the unknown variable, typically V1, to determine how much stock solution to transfer to a new flask, then add solvent to reach the final volume.
Q6: What is the difference between a dilute and concentrated solution?
A dilute solution has a small proportion of solute relative to solvent, resulting in low concentration. A concentrated solution has a large proportion of solute relative to solvent, resulting in high concentration. Concentrated solutions, called stock solutions, are often stored in laboratories and diluted as needed to create solutions of lower concentrations for specific applications.
Q7: Can you convert between mass of solute and solution volume using molarity?
Yes, molarity serves as a conversion factor between moles of solute and solution volume. First convert mass to moles using molar mass, then use molarity to find volume by dividing moles by molarity. For example, 237 grams of potassium permanganate converted to moles, then divided by 3 M, yields 0.5 liters of solution. This allows precise preparation of solutions with known concentrations.