FATTORE DI DILUIZIONE: IN COSA CONSISTE, COME OTTENERLO, ESEMPI - CHIMICA - 2025

Il fattore di diluizione (DF) è un numero che indica quante volte una soluzione deve essere diluita per ottenere una concentrazione inferiore. La soluzione può avere un soluto solido, liquido o gassoso disciolto. Pertanto, la sua concentrazione dipende dal numero di particelle del soluto e dal volume totale V.

Nel campo della chimica vengono utilizzate molte espressioni di concentrazione: percentuale, molare (M), normale (N), tra le altre. Ciascuno di essi dipende da una quantità finita di soluto; da grammi, chilogrammi o moli a equivalenti. Tuttavia, quando si riducono tali concentrazioni, il DF si applica a tutte queste espressioni.

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Un esempio di una successiva diluizione di granatina è mostrato nell'immagine sopra. Notare che da sinistra a destra il colore rosso sta diventando più chiaro; che è uguale a una minore concentrazione di granatina.

Il fattore di diluizione consente di determinare quanto è diluito l'ultimo bicchiere rispetto al primo. Quindi, invece delle semplici proprietà organolettiche, con FD l'esperimento può essere ripetuto dalla stessa bottiglia di granatina (soluzione madre); in modo che in questo modo sia garantito che le concentrazioni dei nuovi vasi siano uguali.

La concentrazione di granatina può essere espressa in qualsiasi unità; tuttavia, il volume dei vasi è costante, e per facilitare i calcoli si utilizzano semplicemente i volumi di granatina disciolti in acqua. La somma di questi sarà uguale a V: il volume totale di liquido nel bicchiere.

Come con la granatina nell'esempio, avviene in laboratorio con qualsiasi altro reagente. Si preparano soluzioni madre concentrate, da cui si prendono aliquote, e si diluiscono per ottenere soluzioni più diluite. In questo modo cerca di ridurre i rischi in laboratorio e le perdite di reagenti.

Qual è il fattore di diluizione?

Diluizione

La diluizione è una procedura che consente la riduzione della concentrazione di una soluzione o della sua densità. Anche l'azione di ridurre l'intensità del colore in una soluzione di un colorante può essere considerata come una diluizione.

Per diluire con successo una soluzione a una certa concentrazione, la prima cosa da fare è sapere quante volte la concentrazione della soluzione madre è maggiore della concentrazione della soluzione diluita.

Si sa quindi quante volte la soluzione iniziale deve essere diluita per ottenere una soluzione con la concentrazione desiderata. Il numero di volte è noto come fattore di diluizione. E in questo consiste, in una frazione adimensionale, che indica una diluizione.

fattori

È comune trovare una diluizione espressa, ad esempio, come segue: 1/5, 1/10, 1/100, ecc. Cosa significa questo? Indica semplicemente che per ottenere una soluzione con la concentrazione desiderata, la soluzione madre deve essere diluita tante volte quante sono indicate dal denominatore della frazione citata.

Se, ad esempio, si utilizza la diluizione 1/5, la soluzione iniziale deve essere diluita 5 volte per ottenere una soluzione con questa concentrazione. Pertanto, il numero 5 è il fattore di diluizione. Questo si traduce come segue: la soluzione 1/5 è cinque volte più diluita della madre.

Come preparare una tale soluzione? Se si preleva 1 ml della soluzione madre, questo volume deve essere quintuplicato, in modo che la concentrazione del soluto sia diluita di un fattore 1/5. Quindi, se deve essere diluito con acqua (come nell'esempio della granatina), è necessario aggiungere 4 mL di acqua a 1 mL di questa soluzione (1 + 4 = 5 mL di volume finale V _F ).

Successivamente, discuteremo come detrarre e calcolare il DF.

Come si ottiene il fattore di diluizione?

Deduzione

Per preparare una diluizione, un volume di una soluzione iniziale o madre viene portato in un matraccio volumetrico, dove viene aggiunta acqua fino al completamento della capacità di misurazione del pallone volumetrico.

In questo caso, quando si aggiunge acqua al pallone volumetrico, non viene aggiunta massa di soluto. Quindi, la massa del soluto o della soluzione rimane costante:

m _io = m _f (1)

m _i = massa del soluto iniziale (nella soluzione concentrata).

E m _f = massa del soluto finale (nella soluzione diluita).

Ma, m = V x C.Sostituendo nell'equazione (1), abbiamo:

V _io x C _io = V _f x C _f (2)

V _i = volume dello stock o della soluzione iniziale che è stata presa per effettuare la diluizione.

C _i = concentrazione dello stock o soluzione iniziale.

V _f = volume della soluzione diluita che è stata preparata.

C _f = concentrazione della soluzione diluita.

L'equazione 2 può essere scritta come segue:

C _io / C _f = V _f / V _io (3)

Due espressioni valide per FD

Ma C _i / C _f per definizione è il Fattore di Diluizione , poiché indica i tempi in cui la concentrazione dello stock o della soluzione iniziale è maggiore in relazione alla concentrazione della soluzione diluita. Indica quindi la diluizione da effettuare per preparare la soluzione diluita dalla soluzione madre.

Allo stesso modo, dall'osservazione dell'equazione 3 si può concludere che la relazione V _f / V _i è un altro modo per ottenere il fattore di diluizione. Cioè, una qualsiasi delle due espressioni (C _i / C _f , V _f / V _i ) è valida per calcolare FD. L'uso dell'uno o dell'altro dipenderà dai dati disponibili.

Esempi

Esempio 1

Una soluzione NaCl 0,3 M è stata utilizzata per preparare una soluzione NaCl 0,015 M. Calcolare il valore del fattore di diluizione.

Il fattore di diluizione è 20. Ciò indica che per preparare la soluzione diluita di NaCl 0,015 M, la soluzione di NaCl 0,3 M doveva essere diluita 20 volte:

FD = C _i / C _f

0,3 M / 0,015 M

venti

Esempio 2

Sapendo che il fattore di diluizione è 15: quale volume d'acqua si sarebbe dovuto aggiungere a 5 ml di una soluzione di glucosio concentrata per ottenere la diluizione desiderata?

Come primo passo, viene calcolato il volume della soluzione diluita (V _f ). Una volta calcolato, da questo si calcola il volume di acqua aggiunta per effettuare la diluizione.

FD = V _f / V _i .

V _f = FD x V _io

15 x 5 ml

75 ml

Volume di acqua aggiunto = 75 ml - 5 ml

70 ml

Quindi, per preparare la soluzione diluita con un fattore di diluizione di 15, sono stati aggiunti 70 ml di acqua a 5 ml della soluzione concentrata per ottenere il volume finale di 75 ml.

Esempio 3

La concentrazione di una soluzione madre di fruttosio è di 10 g / L. Si desidera preparare da essa una soluzione di fruttosio con una concentrazione di 0,5 mg / mL. Prendendo 20 mL della soluzione madre per effettuare la diluizione: quale dovrebbe essere il volume della soluzione diluita?

Il primo passo per risolvere il problema è calcolare il fattore di diluizione (DF). Una volta ottenuto, verrà calcolato il volume della soluzione diluita (V _f ).

Ma prima di effettuare il calcolo proposto, è necessario fare la seguente osservazione: dobbiamo collocare le quantità di concentrazioni di fruttosio nelle stesse unità. In questo caso particolare, 10 g / L equivalgono a 10 mg / mL, situazione illustrata dalla seguente trasformazione:

(mg / mL) = (g / L) x (1.000 mg / g) x (L / 1.000 mL)

Così:

10 g / L = 10 mg / mL

Continuando con i calcoli:

FD = C _i / C _f

DF = (10 mg / mL) / (0,2 mg / mL)

cinquanta

Ma poiché V _f = FD x V _i

V _f = 50 x 20 mL

1.000 mL

Quindi, 20 mL della soluzione di fruttosio 10 g / L sono stati diluiti in 1 L di soluzione 0,2 g / L.

Esempio 4

Verrà illustrato un metodo per eseguire diluizioni seriali. Esiste una soluzione di glucosio con una concentrazione di 32 mg / 100mL e da essa si desidera preparare diluendo una serie di soluzioni di glucosio con concentrazioni: 16 mg / 100mL, 8 mg / 100mL, 4 mg / 100mL, 2 mg / 100 ml e 1 mg / 100 ml.

Processi

Sono etichettate 5 provette per ciascuna delle concentrazioni indicate nella dichiarazione. In ciascuno di essi, ad esempio, vengono inseriti 2 ml di acqua.

Quindi alla provetta 1 con acqua, vengono aggiunti 2 mL della soluzione madre. Il contenuto della provetta 1 viene agitato e 2 mL del suo contenuto vengono trasferiti nella provetta 2. A sua volta, la provetta 2 viene agitata e 2 ml del suo contenuto vengono trasferiti nella provetta 3; procedendo allo stesso modo con i tubi 4 e 5.

Spiegazione

Nella provetta 1 vengono aggiunti 2 ml di acqua e 2 ml di soluzione madre con una concentrazione di glucosio di 32 mg / 100 ml. Quindi la concentrazione finale di glucosio in questa provetta è di 16 mg / 100 ml.

Alla provetta 2 vengono aggiunti 2 ml di acqua e 2 ml del contenuto della provetta 1 con una concentrazione di glucosio di 16 mg / 100 ml. Quindi, nella provetta 2 la concentrazione della provetta 1 viene diluita 2 volte (DF). Quindi la concentrazione finale di glucosio in questa provetta è di 8 mg / 100 ml.

2 mL di acqua e 2 mL del contenuto della provetta 2 vengono aggiunti alla provetta 3, con una concentrazione di glucosio di 8 mg / 100 ml. E come le altre due provette, la concentrazione è divisa in due: 4 mg / 100 ml di glucosio nella provetta 3.

Per il motivo spiegato sopra, la concentrazione finale di glucosio nelle provette 4 e 5 è, rispettivamente, 2 mg / 100 ml e 1 mg / 100 ml.

I DF dei tubi 1, 2, 3, 4 e 5, relativi alla soluzione madre, sono: 2, 4, 8, 16 e 32, rispettivamente.

Riferimenti

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