Přesnost výpočtů při přípravě roztoků závisí na tom, jaký druh roztoku se připravuje: přibližný nebo přesný. Při výpočtu přibližných roztoků se atomové a molekulové hmotnosti zaokrouhlují na tři platné číslice. Například atomová hmotnost chloru se bere jako 35,5 místo 35,453, atomová hmotnost vodíku je 1,0 místo 1,00797 atd. Zaokrouhlování se obvykle provádí na větší stranu.
Při přípravě standardních roztoků se výpočty provádějí s přesností až na pět platných číslic. Atomové hmotnosti prvků se berou se stejnou přesností. Při výpočtech se používají pětimístné nebo čtyřmístné logaritmy. Roztoky, jejichž koncentraci pak stanovíme titrací, se připravují stejným způsobem jako přibližné.
Roztoky lze připravit rozpuštěním pevných látek, kapalin nebo ředěním koncentrovanějších roztoků.
Výpočty pro přípravu roztoků normální koncentrace
Hmotnost látky (g) pro přípravu roztoku určité normality se vypočítá pomocí vzorce:
kde E je chemický ekvivalent rozpuštěné látky;
N — požadovaná normalita roztoku, g-eq/l;
V — objem roztoku, ml.
Navážený podíl látky se obvykle rozpustí v odměrné baňce. Zředěné přibližné roztoky lze připravit rozpuštěním naváženého podílu látky v objemu rozpouštědla rovnajícím se objemu roztoku. Tento objem lze změřit odměrným válcem nebo kádinkou.
Pokud se roztok připravuje z navážky krystalhydrátu látky, pak se do výpočtové rovnice pro stanovení navážky dosadí hodnota chemického ekvivalentu krystalhydrátu.
Při přípravě roztoku s určitou normální koncentrací zředěním koncentrovanějšího roztoku se objem koncentrovaného roztoku (ml) vypočítá pomocí vzorce:
kde Tк — koncentrace koncentrovaného roztoku, g/l, nebo:
kde Nк — normalita koncentrovaného roztoku, nebo:
kde pк — procentuální koncentrace koncentrovaného roztoku;
dк — hustota koncentrovaného roztoku, g/cm3.
Koncentrované roztoky se ředí v odměrných baňkách. Při přípravě přesných roztoků (například standardních roztoků z koncentrovanějšího standardního roztoku) se koncentrované roztoky odměřují pipetami nebo se přelévají z byret. Při přípravě přibližných roztoků lze ředění provést smícháním koncentrovaného roztoku s objemem vody rovnajícím se rozdílu mezi objemy zředěného a koncentrovaného roztoku:
Výpočty pro přípravu roztoků, jejichž koncentrace je vyjádřena v gramech na 1 l
Množství vzorku (g) pro takové roztoky se vypočítá pomocí vzorce:
kde T je koncentrace roztoku, g/l;
V — objem roztoku, ml.
Látka se obvykle rozpustí v odměrné baňce a po rozpuštění se objem roztoku doplní po rysku. Přibližné roztoky lze připravit rozpuštěním vzorku v objemu vody rovnajícím se objemu roztoku.
Pokud se roztok připraví z navážky krystalhydrátu a koncentrace roztoku se vyjádří vztaženo na bezvodou látku, vypočítá se navážka krystalhydrátu pomocí vzorce:
kde Mk — molekulová hmotnost krystalického hydrátu;
M je molekulová hmotnost bezvodé látky.
Při přípravě roztoků ředěním koncentrovanějších roztoků se objem koncentrovaného roztoku určuje podle vzorce:
kde Tk — koncentrace koncentrovaného roztoku, g/l, nebo:
kde pk — procentuální koncentrace koncentrovaného roztoku;
dk — hustota koncentrovaného roztoku, g/cm3;
kde Nk — normální koncentrace koncentrovaného roztoku; E — chemický ekvivalent látky.
Roztoky se připravují stejným způsobem jako při přípravě roztoků určité normální koncentrace ředěním koncentrovanějších roztoků.
Pro přibližné výpočty související s přípravou roztoků ředěním koncentrovanějších roztoků lze použít pravidlo ředění („křížové pravidlo“), které říká, že objemy smíchaných roztoků jsou nepřímo úměrné rozdílům v koncentracích míchaných roztoků a roztoku získaného smícháním. To je vyjádřeno následujícími diagramy:
N2, T2 — koncentrace roztoku získaného smícháním;
V1, V3 — objemy smíšených roztoků.
Pokud se roztok připraví zředěním koncentrovaného roztoku vodou, pak N3 = 0 nebo T3 = 0. Například pro přípravu roztoku o koncentraci T2 = 50 g/l z roztoků o koncentraci T1 = 100 g/l a T3 = 20 g/l objem V musí být smícháno1 = 50 – 20 = 30 ml roztoku o koncentraci 100 g/l a V3 = 100 – 50 = 50 ml roztoku o koncentraci 20 g/l:
Výpočty pro přípravu roztoků s určitou procentuální koncentrací
Hmotnost vzorku (g) se vypočítá pomocí vzorce:
kde p je procentuální koncentrace roztoku;
Q — hmotnost roztoku, g.
Pokud je dán objem roztoku V, určí se hmotnost roztoku:
kde d je hustota roztoku, g/cm3 (lze nalézt v referenčních tabulkách).
Hmotnost vzorku pro daný objem roztoku se vypočítá:
Hmotnost vody pro rozpuštění vzorku se stanoví:
Protože hmotnost vody je numericky přibližně rovna jejímu objemu, voda se obvykle měří odměrným válcem.
Pokud se roztok připraví rozpuštěním krystalhydrátu látky a koncentrace roztoku se vyjádří v procentech bezvodé látky, pak se hmotnost krystalhydrátu vypočítá pomocí vzorce:
kde Mk — molekulová hmotnost krystalického hydrátu;
M je molekulová hmotnost bezvodé látky.
Je vhodné připravovat roztoky ředěním koncentrovanějších roztoků odměřením určitých objemů roztoků a vody a objem koncentrovaného roztoku se vypočítá pomocí vzorce:
kde dk — hustota koncentrovaného roztoku.
Roztoky s určitou procentuální koncentrací se připravují jako přibližné, a proto se navážené části látek s přesností na dvě nebo tři platné číslice váží na technických vahách a k měření objemů se používají odměrky nebo odměrné válce.
Pokud se roztok získá smícháním dvou dalších roztoků, z nichž jeden má vyšší a druhý nižší koncentraci, pak lze hmotnost původních roztoků určit pomocí pravidla ředění („křížového pravidla“), které pro roztoky s určitou procentuální koncentrací říká: hmotnosti smíchaných roztoků jsou nepřímo úměrné rozdílům v procentuálních koncentracích smíchaných a výsledných roztoků. Toto pravidlo je vyjádřeno diagramem:
Například pro získání roztoku o koncentraci p2=10 % z roztoků koncentrace p1=20 % a p3=5 % potřeba smíchat množství počátečních roztoků: m1=10⁻⁶=5 g 5% roztoku a m3=20-10=10 g 5% roztoku. Znalost hustoty roztoků umožňuje snadno určit objemy potřebné k smíchání.
Občas se srazíme s instrukcemi, kde je potřeba něco naředit 10 krát, nebo v jiném proporcínapříklad 1:4. Co to vlastně znamená? skutek? Pojďme do detailů proporce и ředění, vyhnout se chyby a získat požadovaný výsledek.
Když říkáme „rozmnožovat se 10 jednou” nebo „ředění 1:10», máme na mysli určitý vztah mezi dvěma komponenty, například, koncentrát a rozpouštědlo (nejčastěji voda). To znamenáže vezmeme jednu část soustřeď se a přidá se k ní deset dílů rozpouštědla.
Je to důležité, pochopit, že měrnými jednotkami mohou být jakýkoli: mililitrů, gramů, kilogramů, věci – to všechno záleží na kontextu. Například, pokud potřebujeme chovat 100 ml soustředit se v 10 krát, promícháme 100 ml soustředit se s 900 ml voda.
ale existuje nuance! Pokud potřebujeme něco naředit в 10 časpak to znamenáže vezmeme jednu část soustřeď se a smíchejte s devíti díly rozpouštědla. To je, poměr bude 1:9.
Například: Zřeďte 100 ml soustředit se v 10 krát znamená míchat 100 ml soustředit se s 900 ml vodazískat konečný objem 1 litr. V tomto případě jsme zvýšili původní hlasitost o 10 krát.
Navigace v sekci je k dispozici na níže uvedeném odkazu:
