La diluizione è il processo per rendere più diluita una soluzione concentrata. Ci sono una serie di motivi per cui qualcuno potrebbe voler fare una diluizione, che vanno da motivi seri a semplici. Ad esempio, i biochimici diluiscono le soluzioni dalle loro forme concentrate per creare nuove soluzioni da utilizzare negli esperimenti, mentre, d'altra parte, i baristi spesso diluiscono il liquore con bibite o succhi per rendere più gustosi i cocktail. La formula generale per calcolare la diluizione è C1V1 = C2V2, con C1 e C2 rappresenta rispettivamente la concentrazione iniziale e finale della soluzione e V1 e V2 rappresenta il volume.
Fare un passo
Metodo 1 di 2: diluizione accurata dei concentrati tramite l'equazione di diluizione
Passaggio 1. Determina cosa sai e cosa non sai
La diluizione in chimica di solito significa prendere una piccola quantità di una soluzione di cui si conosce la concentrazione, quindi aggiungere un liquido neutro (come l'acqua) per creare una nuova soluzione con un volume maggiore ma una concentrazione inferiore. Questo viene fatto molto spesso nei laboratori di chimica, perché, per motivi di efficacia, i reagenti sono spesso conservati in concentrazioni molto elevate, che vengono poi diluite per l'uso negli esperimenti. Di solito, nella maggior parte delle situazioni del mondo reale, conoscerai la concentrazione della tua soluzione iniziale e la concentrazione o il volume che vuoi che sia la tua concentrazione finale, ma non il volume della soluzione iniziale di cui hai bisogno per ottenere la soluzione finale.
- Tuttavia, in altre situazioni (soprattutto nei problemi scolastici), potrebbe essere necessario trovare altri pezzi del puzzle - ad esempio, potrebbe esserti dato un volume e una concentrazione iniziali, quindi ti potrebbe essere chiesto di trovare la concentrazione finale se diluisci una soluzione. al volume desiderato. In ogni caso di diluizione, è utile annotare le variabili note e incognite prima di iniziare.
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Finiamo le domande di esempio. Supponiamo che ci venga chiesto di diluire una soluzione 5 M con acqua per ottenere 1 L di una soluzione 1. mm. In questo caso, conosciamo la concentrazione della nostra soluzione iniziale e il volume e la concentrazione finale che vogliamo, ma non la quantità di soluzione iniziale che dobbiamo aggiungere con acqua per ottenere il risultato desiderato.
Promemoria: in chimica, M è una misura della concentrazione chiamata Molarità, che indica le moli di una sostanza per litro
Passaggio 2. Inserisci i tuoi valori nella formula C1V1 = C2V2.
In questa formula, C1 è la concentrazione iniziale della soluzione, V1 è il volume della soluzione iniziale, C2 è la concentrazione finale della soluzione, e V2 è il volume della soluzione finale. Inserire valori noti in questa equazione ti aiuterà a trovare valori sconosciuti con meno difficoltà.
- Potrebbe essere utile mettere un punto interrogativo davanti all'unità che si desidera cercare per risolverlo.
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Continuiamo il nostro esempio. Inseriremo i valori che conosciamo come segue:
- C1V1 = C2V2
- (5 M) V1 = (1 mM)(1 L). Le nostre due concentrazioni hanno unità diverse. Fermiamoci qui e passiamo al passaggio successivo.
Passaggio 3. Considera eventuali differenze di unità
Poiché le soluzioni comportano cambiamenti di concentrazione (che a volte possono essere piuttosto grandi), non è insolito che le due variabili nell'equazione abbiano unità diverse. Anche se questo è facile da trascurare, le unità disuguali nella tua equazione possono far sì che la tua risposta non sia corretta. Prima di terminare, convertire tutti i valori con diverse unità di concentrazione e/o volume.
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Nel nostro esempio, utilizziamo unità diverse per le concentrazioni di M (molari) e mM (millimolari). Cambiamo la nostra seconda misura in M:
- 1 mM × 1 M/1.000 mM
- = 0,001 M
Passaggio 4. Fine
Quando tutte le unità sono uguali, risolvi l'equazione. Questo può essere fatto quasi sempre con l'algebra semplice.
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Fermiamo qui il nostro problema di esempio: (5 M)V1 = (1 mM)(1 L). Troviamo il valore di V1 con la nostra nuova unità.
- (5 M) V1 = (0,001 M)(1 L)
- V1 = (0,001 M)(1 L)/(5 M).
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V1 = 0,0002 L, o 0,2 mL.
Passaggio 5. Comprendi come utilizzare correttamente la tua risposta
Supponiamo che tu abbia trovato il tuo valore mancante, ma non sei sicuro di come utilizzare queste nuove informazioni nella diluizione effettiva che devi eseguire. Questo è comprensibile: il linguaggio della matematica e della scienza a volte non corrisponde al mondo reale. Quando conosci i quattro valori nell'equazione C1V1 = C2V2, eseguire la diluizione come segue:
- Misurare il volume V1 da una soluzione con una concentrazione di C1. Quindi, aggiungere sufficiente diluente (acqua, ecc.) per rendere il volume totale V2. Questa nuova soluzione avrà la concentrazione desiderata (C2).
- Nel nostro esempio, ad esempio, misuriamo prima 0,2 mL di una soluzione 5 M. Successivamente, aggiungeremo abbastanza acqua per aumentare il volume della soluzione a 1 L: 1 L – 0,0002 L = 0,9998 L, o 999, 8 mL. In altre parole, aggiungeremo 999,8 ml di acqua alla nostra piccola soluzione campione. La nostra nuova soluzione diluita ha una concentrazione di 1 mM, che è la nostra concentrazione desiderata.
Metodo 2 di 2: realizzare una soluzione di diluizione semplice e pratica
Passaggio 1. Leggere qualsiasi confezione per informazioni
Ci sono una serie di motivi per cui potresti voler preparare una soluzione di diluizione a casa, in cucina o in un altro laboratorio non chimico. Ad esempio, fare il succo d'arancia da un semplice concentrato è una diluizione. In molti casi, il prodotto che deve essere diluito contiene informazioni sulla diluizione che deve essere effettuata, da qualche parte sulla confezione. Potrebbero avere istruzioni precise da seguire. Ecco alcune cose da cercare quando si cercano informazioni:
- Volume del prodotto utilizzato
- Volume di diluente utilizzato
- Tipo di diluente utilizzato (solitamente acqua)
- Istruzioni speciali per la miscelazione
- Potresti non vedere le informazioni sull'esatta concentrazione del liquido utilizzato. Queste informazioni non sono utili al consumatore medio.
Passaggio 2. Aggiungere la sostanza che funge da diluente alla soluzione concentrata
Per semplici diluizioni domestiche, come quelle che potresti fare in cucina, devi solo conoscere il volume di concentrato che stai utilizzando e la concentrazione finale approssimativa che desideri prima di iniziare. Diluire il concentrato con una quantità appropriata di diluente, che è determinata in base al volume del concentrato iniziale utilizzato. Vedi sotto:
- Ad esempio, se volessimo diluire 1 tazza di concentrato di succo d'arancia a 1/4 della sua concentrazione iniziale, aggiungeremmo 3 tazze acqua nel concentrato. La nostra miscela finale avrà 1 tazza di concentrato in 4 tazze di liquido intero - 1/4 della sua concentrazione iniziale.
- Ecco un esempio più complicato: se volessimo diluire 2/3 di tazza di concentrato a 1/4 della sua concentrazione iniziale, aggiungeremmo 2 tazze di acqua, perché 2/3 di tazza equivalgono a 1/4 per 2 e 2/3 di tazza del liquido intero.
- Assicurati di aggiungere la tua sostanza in un contenitore abbastanza grande da contenere il volume finale che desideri: una ciotola grande o un contenitore simile.
Passaggio 3. Nella maggior parte dei casi, ignorare il volume della polvere
L'aggiunta di una polvere (come alcune miscele di bevande) a un liquido di solito non è considerata una diluizione. La variazione di volume risultante dall'aggiunta di una piccola quantità di polvere al liquido è solitamente abbastanza piccola da essere trascurabile. In altre parole, quando si aggiunge una piccola quantità di polvere a un liquido, è sufficiente aggiungere la polvere al volume finale di liquido desiderato e mescolare.
Avvertimento
- Seguire le linee guida di sicurezza fornite dal produttore o richieste dalla propria azienda. Questo è particolarmente importante se devi diluire la soluzione acida.
- Lavorare con soluzioni acide può richiedere misure di sicurezza e linee guida più dettagliate rispetto alle soluzioni non acide.
