Uczniowie szkół średnich mogą być zobowiązani do mieszania roztworów chemicznych, gdy napotykają eksperymenty laboratoryjne. Ważne jest, aby odpowiednio wymieszać chemikalia z użytecznym roztworem chemicznym. Niektóre roztwory są obliczane jako procent masy (wag./obj.) lub procent objętości (obj./obj.). Inne oparte są na molarności lub moli na litr. Substancja chemiczna, która jest rozcieńczona lub rozpuszczona, nazywana jest substancją rozpuszczoną, a ciekły ośrodek jest rozpuszczalnikiem. Zrozumienie właściwych metod mieszania chemikaliów z roztworem jest ważne, aby uczniowie mogli przeprowadzić udany eksperyment laboratoryjny.
Określ, czy rozwiązanie procentowe podano jako w/v czy v/v. Roztwory, które są oparte na pomiarach w/v, są zazwyczaj stałą substancją chemiczną rozpuszczoną w ciekłym rozpuszczalniku, takim jak woda. Roztwory oparte na pomiarach v/v to ciecze rozcieńczone w cieczy.
Obliczyć odpowiednie rozcieńczenie v/v, korzystając ze wzoru C1V1 = C2V2, gdzie C oznacza stężenie substancji rozpuszczonej, a V oznacza objętość w mililitrach lub ml. Przykładem może być połączenie 95 procent etanolu z wodą w celu zmieszania 100 ml 70 procent etanolu. Obliczenie to 95% X V1 = 70% X 100ml. Nieznana objętość to 73,6 ml 95-procentowego etanolu z 26,4 ml wody do 100 ml.
Wlać ciekły roztwór do cylindra miarowego lub kolby miarowej przed dodaniem rozpuszczalnika. Stosowane są cylindry miarowe i kolby miarowe, ponieważ pomiary są dokładniejsze niż w przypadku zlewek. Zlewki są zwykle używane do przybliżonych objętości i mieszania.
Zważyć odpowiednią substancję chemiczną w stanie stałym, aby wymieszać roztwór wag. 10-procentowy roztwór odpowiada 10 gramom suchej chemii w końcowej objętości 100 ml. Substancja rozpuszczona dodaje objętości i jest uwzględniana w końcowej objętości roztworu.
Najpierw dodaj stałą substancję rozpuszczoną do zlewki przed dodaniem rozpuszczalnika. Pozwoli to uniknąć dodawania nadmiaru rozpuszczalnika do roztworu. Przed dodaniem do całkowitej objętości suchej substancji rozpuszczonej należy najpierw rozpuścić w rozpuszczalniku. Wlej roztwór do cylindra miarowego lub kolby miarowej i dodaj rozpuszczalnik do uzyskania końcowej objętości.
Określ, czy substancja rozpuszczona jest stała, czy w postaci płynnej. Molarność, czyli M, ciekłej substancji rozpuszczonej jest ogólnie zapewniona i może wymagać jedynie prostego rozcieńczenia. Substancja stała wymagałaby dokładnego pomiaru masy.
Oblicz rozcieńczenie cieczy rozpuszczonej ze wzoru C1V1 = C2V2. Rozcieńczenie 5M chlorku sodu, NaCl, aby uzyskać 100 ml 1 M roztworu, będzie obliczane jako 5M X V1 = 1M X 100 ml. Wartość dla V1 wynosi 20 ml z 80 ml wody dla końcowej objętości 100 ml.
Określ masę cząsteczkową, MW suchej substancji rozpuszczonej. Masa cząsteczkowa zostanie podana na pojemniku chemicznym i Karcie Charakterystyki Substancji Niebezpiecznej (MSDS). Masa cząsteczkowa jest równa 1 molowi. Chlorek sodu ma masę cząsteczkową 58,4 gramów. Dlatego 58,4 gramów rozpuszczonych w całkowitej objętości 1 litra jest równe roztworowi 1M.
Oblicz wagę substancji rozpuszczonej w gramach, aby uzyskać 1 litr roztworu. Z podanej molarności roztworu można obliczyć grama wagę za pomocą wzoru MW X molarność. 2M roztwór chlorku sodu wymaga 58,4 gramów x 2M lub 116,8 gramów na 1 litr.
Określ całkowitą objętość wymaganą do eksperymentu. Metoda eksperymentalna niekoniecznie wymaga 1 litra roztworu. Może wymagać tylko 100 ml lub 0,1 litra. Waga grama wymagana do zmieszania 2M roztworu chlorku sodu w 100 ml wynosi 0,1 litra x 116,8 grama lub 11,7 grama chlorku sodu.
Najpierw dodaj stałą substancję rozpuszczoną do zlewki przed dodaniem rozpuszczalnika. Dodaj wystarczającą ilość rozpuszczalnika, aby umożliwić rozpuszczenie ciała stałego. Wlej roztwór do cylindra miarowego lub kolby miarowej i dodaj rozpuszczalnik do uzyskania końcowej objętości.
Zmierz pH końcowego roztworu za pomocą pehametru lub papierka do pomiaru pH. Pehametr zapewnia najdokładniejszy pomiar. Jednak papierek pH może wystarczyć, jeśli miernik nie jest dostępny. Przykładem buforu jest chlorek sodu, NaCl w wodzie.
Określ, czy pH jest wyższe, bardziej zasadowe, czy niższe, bardziej kwaśne niż wymagane pH. NaCl rozpuszcza się w wodzie, dając neutralne pH 7.
Dodaj odczynnik, aby zmienić pH na pożądaną wartość. Odczynnik używany do zmiany pH powinien być dość rozcieńczony i nie zmieniać składu chemicznego roztworu. Kwas solny, 0,1M HCl, byłby używany do obniżenia pH, a wodorotlenek sodu, 0,1M NaOH, byłby użyty do podniesienia pH. Połączenie HCl i NaOH w wodzie daje chlorek sodu.