Wie man eine Lösung in der Chemie macht

Jon hat einen Doktortitel in Physikalischer Chemie und ist Lehrer. Er ist auch Vater von zwei Töchtern, die energisch und lustig sind.

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Originalbild ist gemeinfrei

Was ist eine Lösung in der Chemie?

In der Chemie ist eine Lösung definiert als eine homogene Mischung aus zwei oder mehr Verbindungen, wobei eine Verbindung das Lösungsmittel und die anderen Verbindungen gelöste Stoffe sind. Als Faustregel gilt, dass die Verbindung mit der größten Masse als gelöster Stoff gilt.

Das Verhältnis zwischen Lösungsmittel und gelöstem Stoff wird normalerweise auf zwei Arten bezeichnet. Als molare Konzentration (Mol/Liter) oder als prozentuales Verhältnis von Gewicht und Volumen, wie Gewicht/Gewicht, Gewicht/Volumen oder Volumen/Volumen.

Im folgenden Beispiel werde ich einen einzelnen gelösten Stoff mit Wasser als Lösungsmittel verwenden, aber wir werden dann sehen, dass die gleichen Prinzipien für Lösungen mit mehreren gelösten Stoffen gelten.

Erstellen einer chemischen Lösung durch Auflösen eines Salzes

Dies ist die häufigste Art von Lösung in der allgemeinen Chemie, bei der ein lösliches Salz (jede lösliche ionische Verbindung) in einer bestimmten Menge Wasser gelöst wird.

Bestimmen Sie das erforderliche Volumen und die Konzentration der Lösung

Der erste Schritt besteht immer darin, zu bestimmen, wie stark eine Lösung hergestellt werden muss und wie viel davon Sie benötigen. Eine gute Regel ist, etwas mehr zu erstellen, als Sie für Ihr Experiment benötigen, da immer etwas verloren geht.

Für dieses Beispiel gehe ich davon aus, dass wir aus irgendeinem Grund drei 150ml-Portionen einer 0,20 M KOH-Lösung verwenden müssen. Dies bedeutet, dass ich insgesamt 450ml benötigen würde. Weil ich ein bisschen mehr haben möchte, werde ich 500 ml der benötigten Lösung herstellen.

Bestimmen Sie, wie Sie die erforderliche Masse des gelösten Stoffes finden

Sobald Sie die Konzentration und Menge der Lösung kennen, können Sie herausfinden, wie viel von der Verbindung Sie in dem erforderlichen Volumen auflösen müssen. Dazu verwenden wir eine Kombination aus zwei Gleichungen.

Zuerst benötigen wir die Gleichung, die das Verhältnis der Konzentration zur molaren Menge des Lösungsmittels und des Volumens der Lösung zeigt. Diese Gleichung lautet

Wie man eine Lösung in der Chemie herstellt

wobei die Konzentration die Einheit Mol / Liter hat und das Volumen in Litern angegeben ist.

Aus dieser Gleichung sehen wir dann, dass zuerst die molare Menge des gelösten Stoffes gefunden werden muss. Um das zu tun, verwenden wir die Gleichung, die die Beziehung zu einer Verbindung Masse, Molmasse und Molmenge zeigt, die

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wobei die Masse in Gramm und die Molmasse in Gramm/Mol ist.

Wir sehen dann aus dieser Gleichung, dass ich auch die Molmasse der Verbindung benötige, die ich verwenden werde.

Ermitteln der Molmasse einer Verbindung.

Die Molmasse einer Verbindung ist einfach die kombinierte Molmasse aller Elemente, aus denen die Verbindung besteht. Der einfachste Weg, dies zu tun, besteht darin, die Art und Menge jedes Elements im Molekül zu ermitteln, die Molmasse jedes Elements zu ermitteln und dann alles zu addieren.

Sie können die Molmasse jedes Elements aus dem Periodensystem finden. K hat eine Molmasse von 39,1 g/mol, O hat eine Molmasse von 16,0 g/mol und H hat eine Molmasse von 1,01 g/mol.

Die Molmasse von KOH ist daher 39.1 + 16.0 + 1.01 = 56,1 g/mol.

Infografik zum Ermitteln der Molmasse einer Verbindung. Veröffentlicht unter CC-BY-SA 4.0

Infografik zum Ermitteln der Molmasse einer Verbindung. Veröffentlicht unter CC-BY-SA 4.0

Berechnen Sie die benötigte Masse des gelösten Stoffes

Mit diesen beiden Gleichungen und der Molmasse jeder Verbindung können Sie die Masse berechnen, die Sie für jede Lösung wiegen sollten, die Sie herstellen möchten.

Zurück zum Beispiel. Ich brauche 500 ml einer 0.20 M KOH-Lösung. Um den Betrag zu ermitteln, den ich abwägen muss, verwende ich die folgende Berechnung.

Wie man eine Lösung in der Chemie herstellt

Also, um eine 500ml Lösung von 0,20 M KOH zu machen, muss ich 5,6 Gramm KOH in genau 500 ml destilliertem Wasser auflösen.

Wenn ich dann die KOH wiege, sollte ich versuchen, so nah wie möglich an 5,6 Gramm zu kommen, aber das bedeutet nicht, dass ich genau 5,6000 Gramm wiegen muss. Ein Gewicht von 5.588 Gramm oder 5,615 Gramm sind akzeptabel, da die Genauigkeit der Lösung nur bis zu zweistellig sein muss.

Mischen des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels

Sobald Sie die richtige Menge der Verbindung gemessen haben, die Sie auflösen möchten, sollten Sie sie in einen Messkolben geben. Dies ist eine spezielle Flasche, die eine einzelne Linie hat, die die genaue Position der Flaschen bezeichnet, die mit Volumen beschriftet sind.

Legen Sie den gelösten Stoff in den Kolben und füllen Sie ihn dann zur Hälfte mit destilliertem Wasser. Setzen Sie den Stopfen ein und schütteln Sie den Kolben, bis sich der gelöste Stoff vollständig aufgelöst hat. Als nächstes füllen Sie den Kolben fast bis zur Linie mit destilliertem Wasser und fügen Sie dann vorsichtig mit einer Pipette Wasser hinzu, bis Sie die Linie treffen. Verschließen Sie den Kolben erneut, schütteln Sie ihn ein wenig, beschriften Sie den Kolben richtig und fertig.

Es ist wichtig, den gelösten Stoff zuerst aufzulösen, bevor das Volumen angepasst wird, da der gelöste Stoff in vielen Fällen das endgültige Volumen der Lösung beeinflussen kann, indem er entweder erhöht oder verringert wird. Wenn Sie beispielsweise 50 ml Wasser mit 50 ml Ethanol mischen, erhalten Sie eine Lösung von ungefähr 98 ml.

Mehrere gelöste Stoffe haben

Wenn Sie mehr als einen gelösten Stoff in Ihrer Lösung haben, müssen Sie die Schritte 1 ausführen. – 4. für jeden gelösten Stoff, den Sie verwenden. Die endgültige Lösung wird dann eine Mischung mit mehreren verschiedenen gelösten Stoffen sein.Zum Beispiel hätten wir eine Lösung herstellen können, indem wir 0,10 Mol KOH und 0,20 Mol NaCl zusammen in destilliertem Wasser gelöst hätten. Wir würden dann den Kolben mit der jeweiligen Konzentration jedes Lösungsmittels (0,10 M KOH + 0,20M NaCl) oder der Konzentration jedes Ions (0,10 M K +, 0,10 M OH-, 0,20 M Na +, 0,20 M Cl-) beschriften.

Erstellen einer chemischen Lösung unter Verwendung des Masse / Volumen-Verhältnisses

Manchmal ist es nützlich, mit Lösungen unter Verwendung des Masse/Volumen-Verhältnisses zu arbeiten. Die Schritte zur Herstellung solcher Lösungen sind größtenteils gleich, aber die Berechnungen sind unterschiedlich.

Bestimmen Sie das erforderliche Volumen und die Konzentration der Lösung

Wie zuvor besteht der erste Schritt darin, zu bestimmen, wie stark eine Lösung hergestellt werden muss und wie viel davon Sie benötigen.

Für dieses zweite Beispiel gehe ich davon aus, dass wir 2,0 L einer 10% igen (w / v) NaCl-Lösung herstellen müssen.

(w/v) bedeutet, dass die Masse des gelösten Stoffes der numerische Wert von zehn Prozent des Volumens der Lösung oder in diesem Fall 100 Gramm pro 1000 ml ist.

10% (w/w) bedeutet, dass wir eine Lösung benötigen, bei der 10% der Masse der Lösung aus NaCl und 10% (v/v) bedeutet, dass das Volumen des gelösten Stoffes 10% des Gesamtvolumens des Lösungsmittels und 10% beträgt

Bestimmen Sie, wie Sie die erforderliche Masse des gelösten Stoffes finden

Hier können wir einfache Verhältnisgleichungen verwenden. Wir müssen nur vorsichtig sein, um die richtige zu verwenden.

Wie man eine Lösung in der Chemie herstellt

Berechnen Sie die benötigte Masse des gelösten Stoffes

Für diese Art von Lösung müssen wir die Molmasse des gelösten Stoffes nicht kennen. Mit diesen Gleichungen können Sie die Masse berechnen, die Sie für eine solche Lösung wiegen sollten, die Sie herstellen möchten.

Zurück zum zweiten Beispiel. Ich brauche 2,0 L einer 10% igen (w / v) NaCl-Lösung. Um den Betrag zu ermitteln, den ich abwägen muss, verwende ich die folgende Berechnung.

Wie man eine Lösung in der Chemie herstellt

Um also 2,0 L einer 10% igen (w / v) NaCl-Lösung herzustellen, müsste ich 200 Gramm NaCl wiegen. Auch hier muss die Genauigkeit nur zweistellig sein, so dass ein Gewicht von 199,5 gr oder 200,9 gr in diesem Fall in Ordnung ist.

Mischen des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels.

Sobald Sie die richtige Menge der Verbindung gemessen haben, die Sie auflösen möchten, sollten Sie sie wie zuvor in einen Messkolben geben und dann die gleichen Schritte wie zuvor ausführen.

© 2020 Jon Sigurdsson

Liz Westwood aus Großbritannien am 12. Januar 2020:

Das bringt mich zurück zum Chemieunterricht, obwohl ich gestehe, dass es nie mein stärkstes Thema war.

AL vom Südäquator, Ostpazifik am 12. Januar 2020:

Toller Artikel, ich war nie ein Fan von Chemie, ich schien nie die richtige Konzentration und das richtige Volumen zu bekommen, um die gewünschten Farbindikationen erzeugen zu können. Auch nachdem ich den Bereich Chemie hinter mir gelassen habe, habe ich immer noch Albträume.

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