تهیه محلول ها در آزمایشگاه شیمی | به زبان ساده

سهیل بحر کاظمی
سهیل بحر کاظمی
۱۴۰۵/۰۳/۱۱
۱۰ دقیقه
۶۵۴۶۱
آموزش متنی جامع
نمونه سؤال + پاسخ
آزمون سنجش یادگیری
در مطالب قبلی مجله فرادرس به بررسی غلظت محلول‌ها همچون مولاریته پرداختیم. اطلاع از غلظت محلول در کنترل استوکیومتری واکنش‌دهنده‌ها برای انجام واکنش‌ها در محلول بسیار ضروری است. در این بخش به بررسی نحوه آماده‌سازی و تهیه محلول ها در آزمایشگاه از جمله تهیه محلول‌های درصدی و مولار خواهیم پرداخت.
تهیه محلول ها در آزمایشگاه شیمی | به زبان ساده
997696

تهیه محلول

برای تهیه محلولی که شامل غلظت مشخصی از یک ماده است باید تعداد مول مورد نظر از حل‌شونده را در مقدار کافی حلال، حل کنیم تا به حجم نهایی از محلول برسیم. این فرآیند محلول‌سازی در تصویر زیر نشان داده شده است. در این تصویر، تهیه محلول کبالت (II) کلرید در اتانول را مشاهده می‌کنید. توجه داشته باشید که حجم حلال مشخص نشده است. از آن‌جایی که حل‌شونده در فضای محلول، حجم اشغال می‌کند، حجم حلال مورد نیاز همواره کمتر از حجم محلول مورد نظر خواهد بود.

محلول سازی

به طور مثال، اگر حجم مورد نیاز، ۱ لیتر بود، نباید ۱ لیتر آب را به ۳۴۲ گرم پودر جامد اضافه می‌کردیم چراکه در اینصورت، حجم محلول حاصل، به بیش از ۱ لیتر می‌رسید. این مورد در تصویر زیر به خوبی نشان داده شده است.
در این مثال، می‌خواهیم محلولی با حجم ۲۵۰ میلی‌لیتر تهیه کنیم. مقدار ۹۰ گرم از محلول آمونیوم دی‌کرومات را در یک بالن حجمی با حجم ۲۵۰ میلی‌لیتر قرار می‌دهیم. یک استوانه مدرج هم با حجم ۲۵۰ میلی‌لیتر آب نیز در اختیار داریم. در پایان، می‌بینید که با به حجم رساندن محلول مورد نظر به خطِ نشان در بالن حجمی، ۴۵ میلی‌لیتر آب در استوانه باقی می‌ماند که یعنی، به مقدار کمتری از ۲۵۰ میلی‌لیتر آب نیاز داشتیم.

تهیه محلول

مثال تهیه محلول کبالت (II) کلرید

محلولی که در تصویر اول مشاهده کردید، شامل ۱۰ گرم کبالت (II) کلرید دو‌آبه (CoCl2.2H2O)(C o C l _2 . 2 H _ 2 O ) به همراه حجم کافی از اتانول برای تهیه محلول با حجم ۵۰۰ میلی‌لیتر است. غلظت مولی (CoCl2.2H2O)(C o C l _2 . 2 H _ 2 O ) را حساب کنید.

  • معلوم: جرم حل‌شونده و حجم محلول
  • مجهول: غلظت
برای پیدا کردن تعداد مول (CoCl2.2H2O)(C o C l _2 . 2 H _ 2 O )، جرم ترکیب را بر جرم مولی آن تقسیم کنید. با تقسیم تعداد مول حل‌شونده به حجم محلول (لیتر)، غلظت مولی آن محاسبه می‌شود. جرم مولی (CoCl2.2H2O)(C o C l _2 . 2 H _ 2 O ) برابر با 165/87 گرم بر مول است. بنابراین، برای محاسبه تعداد مول حل‌شونده خواهیم داشت:
$$\require {cancel} moles\: C o C l_2 \cdot 2 H_2 O = \left( \dfrac{10.0 \: \cancel {g }} {165 .87\: \cancel {g } /mol} \right) = 0 .0603\: mol$$

آزمون تهیه محلول ها در آزمایشگاه شیمی

۱. در تهیه محلول از حل‌شونده جامد، برای جلوگیری از افزایش ناخواسته حجم نهایی باید به چه نکته‌ای توجه کنیم؟

همزمان حل‌شونده و کل حلال را اضافه کنیم و هم بزنیم.

ابتدا کل حلال را اضافه کنیم و سپس حل‌شونده را در آن حل کنیم.

ابتدا مقدار موردنیاز حل‌شونده را در بخشی از حلال حل کرده و سپس حجم محلول را تا مقدار نهایی می‌رسانیم.

فقط حل‌شونده را وزن کنیم و در حجم دلخواه حلال بریزیم.

پاسخ تشریحی

برای جلوگیری از افزایش ناخواسته حجم نهایی محلول، باید ابتدا حل‌شونده را وزن کرده و در بخشی از حلال حل کنیم، سپس حجم محلول را دقیقا تا مقدار نهایی برسانیم. اگر کل حلال را از ابتدا اضافه کنیم یا حل‌شونده و حلال را همزمان وارد کنیم، حجم نهایی به خاطر حجم خود حل‌شونده بیشتر از مقدار دلخواه خواهد شد. فقط وزن کردن حل‌شونده و ریختن آن در حجم دلخواه حلال بدون تنظیم نهایی نیز باعث خطا می‌شود.

۲. مولاریته محلول با داشتن جرم حل‌شونده و حجم محلول چگونه محاسبه می‌شود؟

تقسیم جرم حل‌شونده بر جرم مولی سپس تقسیم بر حجم برحسب لیتر

ضرب جرم حل‌شونده در حجم محلول بر حسب لیتر

تقسیم جرم حل‌شونده بر حجم محلول برحسب میلی‌لیتر

تقسیم مقدار حل‌شونده بر درصد وزنی محلول

پاسخ تشریحی

برای محاسبه مولاریته باید ابتدا جرم حل‌شونده بر جرم مولی تقسیم شود تا تعداد مول بدست آید، سپس این مقدار را بر حجم محلول بر حسب لیتر تقسیم می‌کنیم.

۳. در تهیه مقدار مشخصی از یک محلول با غلظت معین، گام‌های لازم برای انجام محاسبات و تبدیل واحدها کدام است؟

مقدار موردنیاز از محلول مادر را با فرمول رقیق‌سازی تعیین می‌کنیم.

ابتدا مولاریته را به مول تبدیل کرده و سپس به جرم حل‌شونده می‌رسیم.

وزن حل‌شونده را محاسبه و سپس حجم کل را برحسب میلی‌لیتر به‌دست می‌آوریم.

ابتدا حجم را مستقیما برحسب لیتر می‌گیریم و به مولاریته تقسیم می‌کنیم.

پاسخ تشریحی

در روش تهیه محلول با حجم مشخص و غلظت معین، ابتدا باید مولاریته را در حجم (بر حسب لیتر) ضرب کنیم تا تعداد مول حل‌شونده به‌دست آید، سپس این مقدار را با ضرب کردن در جرم مولی ماده به مقدار جرم حل‌شونده موردنیاز تبدیل می‌کنیم. تبدیل واحد حجم به لیتر قبل از این محاسبه نیز ضروری است.

۴. اگر در زمان تهیه محلول، تمام حجم حلال را ابتدای کار به حل‌شونده اضافه کنیم و محلول را به حجم نهایی نرسانیم، چه پیامدی برای غلظت محلول رخ می‌دهد؟

غلظت محلول به شکل تصادفی تغییر می‌کند.

غلظت محلول بدون تغییر باقی می‌ماند.

غلظت محلول کمتر از مقدار مطلوب خواهد شد.

غلظت محلول بیشتر از مقدار محاسبه‌شده خواهد شد.

پاسخ تشریحی

اگر همه حجم حلال ابتدا به حل‌شونده افزوده شود و محلول به حجم نهایی نرسد، چون حل‌شونده هم حجمی می‌گیرد و حجم کل محلول از مقدار مطلوب بیشتر می‌شود، غلظت محلول از مقدار محاسبه‌شده بالاتر خواهد رفت. در این حالت، مقدار ماده حل‌شونده ثابت است اما حجم از آنچه باید کمتر است، در نتیجه غلظت افزایش می‌یابد.

۵. برای محاسبه مقدار محلول غلیظ لازم جهت درست کردن محلول رقیق در آزمایشگاه، کدام روش مطابق با اصول بیان شده است؟

رقیق سازی محلول غلیظ تا زمانی که رنگ محلول کم‌رنگ شود

محاسبه حجم محلول غلیظ با استفاده از فرمول M1V1 = M2V2

مخلوط کردن نسبت مساوی از محلول غلیظ و حلال

افزودن مقدار دلخواهی از محلول غلیظ و تنظیم حجم با آب

پاسخ تشریحی

راه اصولی و علمی برای تعیین مقدار محلول غلیظ مورد نیاز در تهیه محلول رقیق، استفاده از فرمول «M1V1 = M2V2» است. این رابطه به شما اجازه می‌دهد با دانستن غلظت‌ها و حجم‌ها، حجم دقیق محلول غلیظ را حساب کنید تا پس از رقیق‌سازی به حجم و غلظت مورد نظر برسید.

۶. در تهیه محلول‌ها، معیار انتخاب روش درصد وزنی یا درصد حجمی چیست؟

درصد وزنی فقط برای محلول‌های غلیظ و درصد حجمی ویژه محلول‌های رقیق است.

درصد وزنی برای حل‌شونده جامد و درصد حجمی برای حل‌شونده مایع به کار می‌رود.

درصد وزنی برای آب و درصد حجمی برای الکل استفاده می‌شود.

درصد وزنی و حجمی زمانی تفاوت دارند که حلال تغییر کند.

پاسخ تشریحی

تهیه محلول بر اساس درصد وزنی زمانی مناسب است که حل‌شونده به صورت جامد باشد، زیرا وزن کردن جامدات ساده است و نسبت وزنی دقیق‌تری فراهم می‌کند. درصد حجمی زمانی مناسب‌تر است که حل‌شونده مایع باشد، چون حجم مایعات نسبت به وزنشان راحت‌تر سنجیده می‌شود.

۷. برای تعیین غلظت هر یون در محلول حاصل از حل شدن یک ترکیب یونی قوی چه کاری باید انجام داد؟

از ضریب یون مربوط در فرمول شیمیایی برای ضرب در مولاریته محلول استفاده می‌کنیم.

غلظت هر یون برابر با نصف مولاریته حل‌شونده است.

غیرالکترولیت بودن محلول را بررسی کرده و مولاریته را تغییر می‌دهیم.

غلظت کل محلول را مستقیما به عنوان غلظت هر یون در نظر می‌گیریم.

پاسخ تشریحی

برای تعیین غلظت هر یون در محلول یک ترکیب یونی قوی باید تعداد یون مربوط را در فرمول شیمیایی در نظر گرفت و آن را در مولاریته (Molarity) محلول ضرب کرد، چون هر مقدار حل‌شونده کاملا به یون‌های سازنده تفکیک و جدا می‌شود. روش‌هایی مثل برابر گرفتن غلظت کل محلول با هر یون، یا نصف کردن مقدار، درست نیستند و فقط برای الکترولیت‌ها و ترکیبات یونی قوی باید این ضرب ضریب انجام شود.

مطالب مجله فرادرس را در جستجوی گوگل سریع‌تر ببینید

بر اساس رای ۱ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر پرسشی درباره این مطلب دارید، آن را با ما مطرح کنید.
منابع:
sciencecompanyLibreTexts
PDF
مطالب مرتبط
۹ دیدگاه برای «تهیه محلول ها در آزمایشگاه شیمی | به زبان ساده»

لطفا” روش ساخت اسید سولفوریک 10ppm از اسید سولفوریک 98 درصد به چه شکلی است؟

سلام چگونه میتونیم محلول 30آمونیاک تهیه کنیم

سلام میخوام باز اتوکسید سدیم بسازم اگر ۲۵ گرم سدیم را در ۷۵ میلیتر اتانول مطلق حل کنم چه مقدار پودر سدیم اتوکسید بهم میده بعد از تبخیر و روتاری ؟؟؟

سلام.چطوری میتونم محلول باریوم کلرور 5درصد بسازم؟

سلام
میخواهم محلولی از دو جزء یکی با دانسیته ۷۷۰ و دیگری ۷۰۳ با درصد وزنی ۷۰ به ۳۰ بسازیم، لطفا راهنمایی کنید

سلام . ۵۰ سی سی محلول استوک ۱۰۰۰ ppm از تیوفن میخوام بسازم باید چطوری محاسبه کنم. چگالی تیوفن ۱/۰۵۱

سلام وقت بخیر
۵۰۰ میلی لیتر محلول اتانول ابی ۱۶ درصد وزنی_ حجمی را با جرم مولی ۴۶.۱ چگونه تهیه می شود؟
ممنون از راهنمایی شما??

سلام می خواهم از سود غلیظ ۹۱ درصد(جامد) ،۴۰۰لیتر محلول سود ۴۰درصد تهیه کنم ممنون میشم راهنمایی کنید🙏

سلام ـ محلول ۳مولار سدیم هیدروکسید چگونه تهیه میشود. ممنونم از راهنمایی شما

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *