Les élèves du secondaire peuvent être amenés à mélanger des solutions chimiques lorsqu'ils rencontrent des expériences de laboratoire. Il est important de mélanger correctement les produits chimiques dans une solution chimique utile. Certaines solutions sont calculées en pourcentage de poids, p/v, ou en pourcentage de volume, v/v. D'autres sont basés sur la molarité ou les moles par litre. Le produit chimique qui est dilué ou dissous s'appelle le soluté et le milieu liquide est le solvant. Comprendre les méthodes appropriées pour mélanger les produits chimiques dans une solution est important pour que les étudiants mènent une expérience de laboratoire réussie.
Déterminez si le pourcentage de solution est donné en p/v ou v/v. Les solutions basées sur des mesures p/v sont généralement un produit chimique solide dissous dans un solvant liquide tel que l'eau. Les solutions basées sur des mesures v/v sont diluées dans un liquide.
Calculez la dilution v/v appropriée en utilisant la formule C1V1 = C2V2 où C représente la concentration du soluté et V représente le volume en millilitres ou en ml. Un exemple serait de combiner 95 pour cent d'éthanol avec de l'eau pour mélanger 100 ml d'éthanol à 70 pour cent. Le calcul est 95% X V1 = 70% X 100 ml. Le volume inconnu est de 73,6 ml d'éthanol à 95 pour cent avec 26,4 ml d'eau pour faire 100 ml.
Verser le soluté liquide dans un cylindre gradué ou une fiole jaugée avant d'ajouter le solvant. Des cylindres gradués et une fiole jaugée sont utilisés car les mesures sont plus précises qu'avec des béchers. Les béchers sont généralement utilisés pour les volumes approximatifs et le mélange.
Peser le produit chimique solide approprié pour mélanger une solution p/v. Une solution à 10 pour cent équivaut à 10 grammes de produit chimique sec dans un volume final de 100 ml. Le soluté ajoute du volume et est considéré dans le volume final de la solution.
Ajouter le soluté solide dans le bécher avant d'ajouter le solvant. Cela évitera d'ajouter un excès de solvant à la solution. Vous devez d'abord laisser le soluté sec se dissoudre dans le solvant avant de l'ajouter au volume total. Verser la solution dans un cylindre gradué ou une fiole jaugée et ajouter du solvant pour obtenir le volume final.
Déterminez si le soluté est solide ou sous forme liquide. La molarité, ou M, d'un soluté liquide est généralement fournie et peut ne nécessiter qu'une simple dilution. Un soluté solide nécessiterait une mesure de poids précise.
Calculez la dilution du soluté liquide à l'aide de la formule C1V1 = C2V2. La dilution du chlorure de sodium 5M, NaCl, pour faire 100 ml de solution 1 M serait calculée comme 5M X V1 = 1M X 100 ml. La valeur pour V1 est de 20 ml avec 80 ml d'eau pour un volume final de 100 ml.
Déterminer le poids moléculaire, MW du soluté sec. Le poids moléculaire sera indiqué sur le contenant du produit chimique et la fiche signalétique ou la fiche signalétique. Le poids moléculaire est égal à 1 mole. Le chlorure de sodium a un poids moléculaire de 58,4 grammes. Par conséquent, 58,4 grammes dissous dans un volume total de 1 litre équivaut à une solution 1M.
Calculez le poids en grammes du soluté pour faire 1 litre de solution. Vous pouvez calculer le poids en grammes à partir de la molarité donnée de la solution en utilisant la formule MW X molarité. Une solution 2M de chlorure de sodium nécessite 58,4 grammes X 2M, soit 116,8 grammes dans 1 litre.
Déterminer le volume total requis pour l'expérience. La méthode expérimentale ne nécessite pas nécessairement 1 litre de solution. Il peut ne nécessiter que 100 ml ou 0,1 litre. Le poids en grammes requis pour mélanger une solution de chlorure de sodium 2M dans 100 ml est de 0,1 litre X 116,8 grammes, soit 11,7 grammes de chlorure de sodium.
Ajouter le soluté solide dans un bécher avant d'ajouter le solvant. Ajouter suffisamment de solvant pour permettre au solide de se dissoudre. Verser la solution dans un cylindre gradué ou une fiole jaugée et ajouter du solvant pour obtenir le volume final.
Mesurez le pH de la solution finale à l'aide d'un pH-mètre ou d'un papier pH. Un pH-mètre fournit la mesure la plus précise. Cependant, le papier pH peut suffire si un compteur n'est pas disponible. Un exemple de tampon est le chlorure de sodium, NaCl dans l'eau.
Déterminez si le pH est supérieur, plus basique ou inférieur, plus acide que le pH requis. NaCl se dissout dans l'eau pour donner un pH neutre de 7.
Ajouter le réactif pour changer le pH à la valeur souhaitée. Le réactif utilisé pour modifier le pH doit être assez dilué et ne pas altérer la composition chimique de la solution. L'acide chlorhydrique, 0,1 M HCl, serait utilisé pour abaisser le pH et l'hydroxyde de sodium, 0,1 M NaOH, serait utilisé pour augmenter le pH. La combinaison de HCl et de NaOH dans l'eau produit du chlorure de sodium.