Agli studenti delle scuole superiori potrebbe essere richiesto di mescolare soluzioni chimiche quando incontrano esperimenti di laboratorio. È importante mescolare correttamente i prodotti chimici in una soluzione chimica utile. Alcune soluzioni sono calcolate come peso percentuale, p/v o volume percentuale, v/v. Altri sono basati sulla molarità o moli per litro. La sostanza chimica che viene diluita o disciolta è chiamata soluto e il mezzo liquido è il solvente. Comprendere i metodi corretti per miscelare le sostanze chimiche nella soluzione è importante per gli studenti per condurre con successo un esperimento di laboratorio.
Determina se la soluzione percentuale è data come w/vo v/v. Le soluzioni basate su misurazioni w/v sono generalmente una sostanza chimica solida disciolta in un solvente liquido come l'acqua. Le soluzioni basate sulle misurazioni v/v sono diluite in un liquido.
Calcolare la diluizione v/v appropriata utilizzando la formula C1V1 = C2V2 dove C rappresenta la concentrazione del soluto e V rappresenta il volume in millilitri o ml. Un esempio potrebbe essere la combinazione di etanolo al 95% con acqua per mescolare 100 ml di etanolo al 70%. Il calcolo è 95% X V1 = 70% X 100 ml. Il volume sconosciuto è 73,6 ml di etanolo al 95% con 26,4 ml di acqua per ottenere 100 ml.
Versare il soluto liquido nel cilindro graduato o nel matraccio tarato prima di aggiungere il solvente. Vengono utilizzati cilindri graduati e matraccio tarato perché le misurazioni sono più accurate rispetto ai bicchieri. I becher vengono generalmente utilizzati per i volumi approssimativi e la miscelazione.
Pesare la sostanza chimica solida appropriata per miscelare una soluzione w/v. Una soluzione al 10 percento equivale a 10 grammi di sostanza chimica secca in un volume finale di 100 ml. Il soluto aggiunge volume ed è considerato nel volume finale della soluzione.
Aggiungere il soluto solido nel becher prima di aggiungere il solvente. Ciò eviterà di aggiungere solvente in eccesso alla soluzione. Dovresti lasciare che il soluto secco si dissolva nel solvente prima di aggiungerlo al volume totale. Versare la soluzione in un cilindro graduato o in un matraccio tarato e aggiungere il solvente per ottenere il volume finale.
Determina se il soluto è solido o in forma liquida. La molarità, o M, di un soluto liquido è generalmente fornita e può richiedere solo una semplice diluizione. Un soluto solido richiederebbe una misurazione del peso accurata.
Calcolare la diluizione del soluto liquido utilizzando la formula C1V1 = C2V2. La diluizione del cloruro di sodio 5M, NaCl, per ottenere 100 ml di soluzione 1 M sarebbe calcolata come 5M X V1 = 1M X 100 ml. Il valore per V1 è 20 ml con 80 ml di acqua per un volume finale di 100 ml.
Determinare il peso molecolare, MW del soluto secco. Il peso molecolare sarà fornito sul contenitore del prodotto chimico e sulla scheda di sicurezza del materiale o MSDS. Il peso molecolare è pari a 1 mole. Il cloruro di sodio ha un peso molecolare di 58,4 grammi. Pertanto, 58,4 grammi disciolti in un volume totale di 1 litro equivalgono a una soluzione 1M.
Calcolare il peso in grammo del soluto per ottenere 1 litro di soluzione. È possibile calcolare il peso in grammo dalla data molarità della soluzione utilizzando la formula MW X molarità. Una soluzione 2M di cloruro di sodio richiede 58,4 grammi X 2M o 116,8 grammi in 1 litro.
Determinare il volume totale richiesto per l'esperimento. Il metodo sperimentale non richiede necessariamente 1 litro di soluzione. Potrebbero essere necessari solo 100 ml o 0,1 litri. Il peso in grammi richiesto per mescolare una soluzione di cloruro di sodio 2M in 100 ml è 0,1 litri X 116,8 grammi o 11,7 grammi di cloruro di sodio.
Aggiungere il soluto solido in un becher prima di aggiungere il solvente. Aggiungere abbastanza solvente per consentire al solido di dissolversi. Versare la soluzione in un cilindro graduato o matraccio tarato e aggiungere il solvente per ottenere il volume finale.
Misurare il pH della soluzione finale utilizzando un pHmetro o una carta per pH. Un pHmetro fornisce la misurazione più accurata. Tuttavia, la carta per il pH può essere sufficiente se non è disponibile un misuratore. Un esempio di tampone è il cloruro di sodio, NaCl in acqua.
Determina se il pH è superiore, più basico o inferiore, più acido del pH richiesto. NaCl si dissolve in acqua per dare un pH neutro di 7.
Aggiungere il reagente per modificare il pH al valore desiderato. Il reagente utilizzato per modificare il pH deve essere abbastanza diluito e non alterare la composizione chimica della soluzione. L'acido cloridrico, HCl 0,1 M, sarebbe usato per abbassare il pH e l'idrossido di sodio, NaOH 0,1 M, sarebbe usato per aumentare il pH. La combinazione di HCl e NaOH in acqua produce cloruro di sodio.