عامل التخفيف: ما هو ، كيف يتم رسمها ، أمثلة
عامل التخفيف (FD) هو رقم يشير إلى الأوقات التي يجب فيها تخفيف المحلول للحصول على تركيز أقل. يمكن أن يذوب المحلول إما مذيب صلب أو سائل أو غازي. لذلك ، يعتمد تركيزها على عدد جزيئات المذاب والحجم الكلي V.
في مجال الكيمياء ، يتم استخدام العديد من تعبيرات التركيز: النسبة المئوية ، المولي (M) ، العادي (N) ، من بين أمور أخرى. كل واحد منهم يعتمد على كمية محدودة من المذاب. من غرامات ، كيلوغرامات ، أو الشامات ، إلى ما يعادلها. ومع ذلك ، في وقت تقليل هذه التركيزات ، تطبق FD على كل هذه التعبيرات.
في الصورة أعلاه يوجد مثال على التخفيف المتتالي للغرنادين. لاحظ أنه من اليسار إلى اليمين يصبح اللون الأحمر أكثر وضوحًا ؛ ما يساوي انخفاض تركيز الغرينادين.
يسمح عامل التخفيف بتحديد مدى تمييع الوعاء الأخير فيما يتعلق بالسفينة الأولى. وبالتالي ، بدلاً من الخصائص الحسية البسيطة ، مع FD ، يمكن تكرار التجربة من نفس قنينة الغرينادين (الحل الأم) ؛ بحيث يتم التأكد من أن تركيزات الأوعية الجديدة متساوية.
يمكن التعبير عن تركيز الغرينادين في أي وحدة ؛ ومع ذلك ، فإن حجم الأوعية ثابت ، ولتسهيل العمليات الحسابية ، يتم ببساطة استخدام كميات الغرينادين الذائبة في الماء. مجموع هذه يساوي V: إجمالي حجم السائل في السفينة.
كما هو الحال مع مثال غرينادين ، يحدث في المختبر مع أي كاشف آخر. يتم تحضير الخمور الأم المركزة ، والتي يتم أخذ منها قسامات ، وتخفيفها للحصول على مزيد من المحاليل المخففة. وبهذه الطريقة ، يتمثل الهدف في تقليل المخاطر في المختبر وفقدان الكواشف.
ما هو عامل التخفيف؟
تخفيف
التخفيف هو إجراء يسمح بتركيز المحلول أو كثافته. إن إجراء تقليل كثافة اللون في محلول الصبغة يمكن اعتباره أيضًا بمثابة تخفيف.
لتخفيف المحلول بنجاح بتركيز معين ، فإن أول ما يجب فعله هو معرفة عدد المرات التي يكون فيها تركيز المحلول الأم أكبر من تركيز المحلول المخفف.
وبالتالي ، من المعروف أنه يجب تخفيف المحلول الأولي للحصول على محلول بالتركيز المرغوب. عدد المرات هو ما يعرف باسم عامل التخفيف. وفي هذا يتكون ، في جزء بدون أبعاد ، مما يدل على التخفيف.
العوامل
من الشائع العثور على تخفيف يتم التعبير عنه ، على سبيل المثال ، على النحو التالي: 1/5 ، 1/10 ، 1/100 ، إلخ. ماذا يعني هذا؟ إنه يشير ببساطة إلى أنه للحصول على محلول بالتركيز المرغوب فيه ، يجب تخفيف المحلول الأم عدة مرات كما هو مبين في مقام الكسر المحدد.
إذا تم ، على سبيل المثال ، استخدام التخفيف 1/5 ، فيجب تخفيف المحلول الأولي 5 مرات للحصول على محلول بهذا التركيز. لذلك ، فإن الرقم 5 هو عامل التخفيف. هذا يترجم على النحو التالي: الحل 1/5 هو خمسة أضعاف أكثر من الأم.
كيفية تحضير الحل المذكور؟ إذا تم أخذ 1 مل من محلول المخزون ، فيجب مضاعفة هذا الحجم ، بحيث يتم تخفيف تركيز المادة المذابة بعامل 1/5. ثم ، إذا كان سيتم تخفيفه بالماء (كما في مثال الغرينادين) ، فيجب إضافة 1 مل من هذا المحلول إلى 4 مل من الماء (1 + 4 = 5 مل من الحجم النهائي V F ).
بعد ذلك ، سنناقش كيفية استنتاج وحساب FD.
كيف تتم إزالة عامل التخفيف؟
حسم
لتحضير التخفيف ، يتم أخذ كمية من المحلول الأولي أو الأم إلى قارورة متدرجة ، حيث تتم إضافة الماء حتى يتم الانتهاء من سعة القياس في قارورة الحجم.
في هذه الحالة ، عند إضافة الماء إلى القارورة الحجمي ، لا تتم إضافة أي كتلة من المذاب. ثم ، تظل كتلة المذاب أو المحلول ثابتة:
م ط = م و (1)
م ط = كتلة المذاب الأولي (في المحلول المركز).
و m f = كتلة المادة الذائبة النهائية (في المحلول المخفف).
ولكن ، m = V x C. استبدال في المعادلة (1) ، لدينا:
V i x C i = V f x C f (2)
V i = حجم الأم أو المحلول الأولي الذي تم إجراؤه للتخفيف.
C I = تركيز الأم أو المحلول الأولي.
V f = حجم المحلول المخفف الذي تم تحضيره.
C f = تركيز المحلول المخفف.
يمكنك كتابة المعادلة 2 بالطريقة التالية:
C i / C f = V f / V i (3)
تعبيران صالحان لـ FD
ولكن ، C I / C f بحكم التعريف هو عامل التخفيف ، لأنه يشير إلى الأوقات التي يكون فيها تركيز الأم أو المحلول الأولي أكبر فيما يتعلق بتركيز المحلول المخفف. لذلك ، يشير إلى التخفيف الذي يجب إجراؤه لإعداد المحلول المخفف من محلول المخزون.
أيضًا ، من خلال ملاحظة المعادلة 3 ، يمكن استنتاج أن العلاقة V f / Vi هي طريقة أخرى للحصول على عامل التخفيف. أي أن أي من التعبيرات (C I / C f ، V f / V i ) صالحة لحساب FD. استخدام واحد أو آخر يعتمد على البيانات المتاحة.
أمثلة
مثال 1
تم استخدام محلول 0.3 M NaCl لتحضير محلول مخفف قدره 0.015 M NaCl ، وحساب قيمة عامل التخفيف.
عامل التخفيف هو 20. يشير هذا إلى أنه لتحضير محلول 0.015 M NaCl المخفف ، يجب تخفيف محلول 0.3 M NaCl 20 مرة:
FD = C i / C f
0.3 م / 0.015 م
20
مثال 2
مع العلم أن عامل التخفيف هو 15: ما حجم الماء الذي كان يجب إضافته إلى 5 مل من محلول الجلوكوز المركز لجعل التخفيف المطلوب؟
الخطوة الأولى هي حساب حجم المحلول المخفف (V f ). مرة واحدة تحسب ، يتم احتساب حجم المياه المضافة لجعل التخفيف.
FD = V f / V i .
V f = FD x V i
15 × 5 مل
75 مل
حجم إضافي من الماء = 75 مل - 5 مل
70 مل
ثم ، لتحضير المحلول المخفف بعامل تخفيف 15 ، إلى 5 مل من المحلول المركز تم إضافة 70 مل من الماء لإكمال الحجم النهائي البالغ 75 مل.
مثال 3
تركيز محلول مخزون الفركتوز هو 10 جم / لتر. من المستحسن التحضير منه ، محلول الفركتوز بتركيز 0.5 ملغ / مل. أخذ 20 مل من محلول الأم لجعل التخفيف: ما ينبغي أن يكون حجم الحل المخفف؟
الخطوة الأولى في حل المشكلة هي حساب عامل التخفيف (FD). بمجرد الحصول عليها ، سيتم حساب حجم المحلول المخفف (V و ).
ولكن قبل إجراء الحساب المقترح ، من الضروري إجراء الملاحظة التالية: من الضروري وضع كميات تركيزات الفركتوز في نفس الوحدات. في هذه الحالة بالذات ، 10 جم / لتر تساوي 10 ملغ / مل ، ويتضح هذا الموقف من خلال التحول التالي:
(ملغ / مل) = (جم / لتر) × (1000 ملغ / جم) × (لتر / 1000 مل)
لذلك:
10 جم / لتر = 10 ملغ / مل
متابعة الحسابات:
FD = C i / C f
FD = (10 ملغ / مل) / (0.2 ملغ / مل)
50
ولكن كـ V f = FD x V i
V و = 50 × 20 مل
1000 مل
ثم ، تم تخفيف 20 مل من محلول الفركتوز 10 جم / لتر إلى 1 لتر من 0.2 جم / لتر محلول.
مثال 4
سيتم توضيح طريقة لأداء التخفيفات التسلسلية. يوجد محلول جلوكوز بتركيز 32 ملغ / 100 مل ، ومنه ، يُستحسن أن يعد عن طريق التخفيف مجموعة من حلول الجلوكوز بتركيزات: 16 ملغ / 100 مل ، 8 ملغم / 100 مل ، 4 ملغ / 100 مل ، 2 ملغ / 100 مل و 1 ملغ / 100 مل.
عملية
تسمية أنابيب الاختبار 5 لكل من التركيزات المشار إليها في البيان. في كل واحد منهم ، على سبيل المثال ، يتم وضع 2 مل من الماء.
ثم إلى الأنبوب 1 بالماء ، تتم إضافة 2 مل من محلول المخزون. يتم هز محتويات الأنبوب 1 ونقل 2 مل من محتوياته إلى الأنبوب 2. بدوره ، يتم هز الأنبوب 2 ونقل 2 مل من محتوياته إلى الأنبوب 3 ؛ المضي قدما بنفس الطريقة مع الأنابيب 4 و 5.
تفسير
يضاف إلى الأنبوب 1 2 مل من الماء و 2 مل من محلول المخزون بتركيز الجلوكوز 32 ملغ / 100 مل. وبالتالي فإن تركيز الجلوكوز النهائي في هذا الأنبوب هو 16 ملغ / 100 مل.
يضاف إلى الأنبوب 2 2 مل من الماء و 2 مل من محتويات الأنبوب 1 بتركيز الجلوكوز 16 ملغ / 100 مل. ثم ، في الأنبوب 2 ، يتم تخفيف تركيز الأنبوب 1 مرتين (FD). وبالتالي فإن تركيز الجلوكوز النهائي في هذا الأنبوب هو 8 ملغ / 100 مل.
يضاف إلى الأنبوب 3 2 مل من الماء و 2 مل من محتويات الأنبوب 2 ، مع تركيز الجلوكوز 8 ملغ / 100 مل. ومثل الأنابيب الأخرى ، ينقسم التركيز إلى قسمين: 4 ملغ / 100 مل من الجلوكوز في الأنبوب 3.
للسبب الموضح أعلاه ، فإن تركيز الجلوكوز النهائي في الأنابيب 4 و 5 ، على التوالي ، 2 ملغ / 100 مل و 1 ملغ / 100 مل.
إن DF من الأنابيب 1 و 2 و 3 و 4 و 5 ، فيما يتعلق بمحلول المخزون ، هي: 2 و 4 و 8 و 16 و 32 ، على التوالي.
