محلول سازی در علم شیمی
در محلول سازی از روایط استوکیومتری استفاده می شود که در زیر به پرکاربرد ترین آنها اشاره خواهد شد.
1- ساخت محلول با غلظت مولار
این غلظت بیانگر تعداد مول ماده حل شونده بر مقدار لیتر محلول( ) می باشد. برای درک بهتر به ارایه چند مثال پرداخته می شود.
الف)- ساخت محلول مولار از مواد جامد:
برای ساخت 100 میلی لیتر محلول0.1 مولار پتاسیم کلراید، به چه مقدار از این نمک نیاز است؟؟؟ (جرم مولی پتاسیم کلراید برابر 74.5 گرم بر مول می باشد)
X gr of KCl= 100mL × 0.1 mol/L × 74.5 g/1mol X = 0.745 gr
همانطور که ملاحظه می شود با استفاده از روابط استوکیومتری و تبدیل واحد ها، مقدار 0.745 گرم از نمک پتاسیم کلراید را با ترازوی با دقت چهار رقم اعشار وزن کرده و درون بالن ژوژه 100 میلی لیتری ریخته و حدود نصف آن را از آب پر کرده و جامد موجود را حل نموده سپس تا خط نشانه بالن را به حجم رسانده و کامل هم زده شود تا غلظت مورد نظر حاصل گردد.
ب)- ساخت محلول مولار از مایعات:
برای ساخت ا لیتر محلول 2 مولار از اسید نیتریک، به چه مقدار از این اسید نیاز است؟؟؟
ابتدا ظرف خریداری شده مربوط به اسید نیتریک موجود در آزمایشگاه را آورده تا مولاریته ی آن محاسبه شود
همانطور که ملاحظه می شود بر روی ظرف حاوی اسید اطلاعاتی درج شده که برای محاسبه غلظت آن باید مد نظر قرار گیرد از جمله: چگالی، درصد وزنی و جرم مولی که با استفاده از فرمول زیر این محاسبه غلظت انجام میگیرد:
CM HNO3= 10*a*d/Mw
a= درصد وزنی d= چگالی Mw= جرم مولکولی اسید نیتریک
CM HNO3= = 15.44 mol/Lit
به این ترتیب مولاریته اسید غلیظ موجود با اطلاعات روی ظرف آن بدست آمد. حال برای ساخت یک لیتر محلول 2 مولار از این اسید از یک رابطه ساده استفاده می شود.
M1 V1= M2 V2
M1= مولاریته اسید غلیظ V1= حجم اسید غلیظ
M2= مولاریته اسید رقیق V2= حجم اسید رقیق
با توجه به فرمول فوق، مولاریته اسید غلیظ از قبل محاسبه شد و حجم و غلظت محلول رقیق نیز در صورت سوال داده شده است. با جایگذاری این اعداد مقدار میلی لیتر مورد نیاز از اسید غلیظ محاسبه می گردد.
15.44 mol/ Lit HNO3 X mL HNO3 = 2 mol/Lit HNO3 1000 mL
X mL HNO3 = = 129.5 mL
به این ترتیب 129.5 میلی لیتر از اسید نیتریک غلیظ به بالن حجمی 1000 میلی لیتری انتقال داده و تا حدود نصف بالن از آب پر شود و چند دقیقه صبر کنیم تا گرمای محلول از بین رود سپس با آب به حجم رسانده شود. دقت شود تمامی مراحل این محلول سازی باید در زیر هود شیمیایی انجام گردد.
2- ساخت محلول با درصد وزنی/ حجمی (gr/100 mL)
به عنوان مثال محلول های سدیم کلراید مخصوص شستشو را ملاحظه فرموده اید که بر روی آن نوشته محلول سدیم کلراید 0.9 درصد، مفهوم آن چنین است که 0.9 گرم از نمک سدیم کلراید در آب حل شده تا 100 میلی لیتر از محلول آن بدست آید.
3- ساخت محلول با درصد وزنی/ وزنی (gr/100 gr)
این غلظت بیانگر مقدار گرم ماده حل شده در صد گرم از محلول آن می باشد بطوریکه برای تهیه یک محلول5 درصد وزنی- وزنی از پتاسیم کلراید، باید 5 گرم از نمک پتاسیم کلراید وزن شود و در مقدار معین آب حل شود تا وزن محلول به صد گرم برسد.
4- ساخت محلول ppm (mg/ lit)
یک غلظت بسیار پر تکرار در دانشگاه و صنعت است که بیانگر میزان میلی گرم ماده مد نظر در یک لیتر از محلول می باشد برای درک بهتر به مثال زیر توجه شود.
طرز ساخت ا لیتر محلول 1000 پی پی ام نسبت به یون سدیم از نمک سدیم کلراید را بیان فرمایید.
از روش استوکیومتری برای محاسبه این غلظت استفاده می شود که غلظت 1000 میلی گرم بر لیتر خواسته شده است.
Mw Na= 23 gr/mol Mw NaCl= 58.5 gr/mol 1mol Na+ = 1 mol NaCl
X gr NaCl= 1L Solution = 2.54 gr
به این ترتیب 2.54 گرم از نمک سدیم کلراید را در بالن حجمی 1 لیتری ریخته و در حدود نصف آن
آب ریخته شود و حل گردد سپس تا خط نشانه پر شود محلول 1000 پی پی ام نسبت به یون سدیم بدست می آید.
