Mesaj

%30'luk çözeltiden 500 ml %5'lik çözelti elde edilmelidir. Kulağa basit bir hesaplama gibi geliyor. Ancak pratikte hatalar çoğu zaman matematikte değil, ölçme, tamamlama, karıştırma veya konsantrasyon bilgisini yorumlama sırasında ortaya çıkar.

Özellikle asitler ve bazlarda bir de ikinci bir nokta eklenir: Hesaplama açısından doğru bir seyreltme yine de güvensiz bir şekilde yapılabilir. Karıştırma sırasında ısı oluşabilir, sıvı kaynayabilir veya sıçrayabilir.

Bu kılavuz, seyreltmeleri sistematik olarak nasıl planlayacağınızı, günlük laboratuvar işlerinde hangi formüllerin gerçekten yardımcı olduğunu ve tipik hata kaynaklarının nerede olduğunu gösterir.

İçindekiler

Seyreltme aslında ne anlama gelir?

Seyreltme sırasında, uygun bir seyreltici eklenerek bir maddenin konsantrasyonu azaltılır.

Sulu çözeltilerde bu sıklıkla şudur:

• distile su,
• demineralize su,
• Ultra saf su.

Ancak uygulamaya bağlı olarak başka çözücüler de kullanılabilir.

Belirleyici nokta şudur:

Çözünen madde miktarı saf bir seyreltmede aynı kalır – yalnızca çözeltinin toplam hacmi değişir.

Bu nedenle bir seyreltme matematiksel olarak hesaplanabilir.

Basit bir örnek:

100 ml derişik tuz çözeltiniz var. Su eklerseniz, içerdiği tuz miktarı azalmaz. Yalnızca daha büyük bir hacme dağılır.

Konsantrasyon düşer.

Hangi konsantrasyon bilgileri vardır?

Bir seyreltme hesaplanmadan önce, hangi konsantrasyon bilgisinin kullanıldığı net olmalıdır.

Bu, en sık karşılaşılan hata kaynaklarından biridir.

Ürün etiketlerinde veya laboratuvar talimatlarında örneğin şunlar bulunur:

• Yüzde ifadeleri,
• mol/l,
• mmol/l,
• g/l,
• mg/l,
• ppm,
• Kütle oranları,
• Hacim oranları.

Bu ifadeler gelişigüzel birbirine eşitlenmemelidir.

Kütlece yüzde

Şöyle bir ifade:

20 % m/m

anlamına gelir:

100 g çözelti içinde 20 g madde bulunur.

Dolayısıyla referans alınan büyüklük kütle, hacim değil.

Hacimce yüzde

Şöyle bir ifade:

70 % V/V

basitleştirilmiş anlamı:

100 ml çözelti başına 70 ml sıvı bileşen – ilgili tanım ve hazırlama yöntemi buna göre belirlenmişse.

Bu bilgi, örneğin sıvı karışımlarında sıklıkla görülür.

Hacim başına kütle

Şöyle bir ifade:

5 % m/V

şuna karşılık gelir:

100 ml hazır çözelti başına 5 g madde.

Madde miktarı derişimi

Şöyle bir ifade:

1 mol/l

ilgili maddenin bir molünün bir litre çözelti başına bulunduğu anlamına gelir.

Tam da bu nedenle „%20'lik bir çözeltim var“ ifadesi doğru bir hesaplama için her zaman yeterli değildir. Önce hangi tür yüzde ifadesinin kastedildiği açıklığa kavuşturulmalıdır.

En önemli seyreltme formülü: c₁ × V₁ = c₂ × V₂

Birçok laboratuvar seyreltmesi için tek bir formül yeterlidir:

c₁ × V₁ = c₂ × V₂

Burada şu geçerlidir:

• c₁ = başlangıç çözeltisinin derişimi
• V₁ = gereken başlangıç çözeltisi hacmi
• c₂ = istenen nihai derişim
• V₂ = istenen nihai hacim

Genellikle aranan V₁'dir.

O zaman yeniden düzenlenmiş formül şöyledir:

V₁ = (c₂ × V₂) / c₁

Örnek: %30'dan %5'e seyreltme

%30'luk bir başlangıç çözeltisinden 500 ml %5'lik bir çözelti hazırlamak istiyorsunuz.

Hesaplama:

V₁ = (5 × 500 ml) / 30

V₁ = 83,3 ml

Yani hesaplandığında ihtiyacınız olan:

83,3 ml başlangıç çözeltisi

Ardından uygun seyreltici ile 500 ml'lik bir nihai hacme tamamlanır.

Bu son cümle önemlidir.

Bu otomatik olarak şu anlama gelmez:

83,3 ml konsantre + 416,7 ml su.

Hassas laboratuvar çalışmalarında başlangıç çözeltisi uygun bir ölçüm kabına konur ve ardından nihai hacim çizgisine kadar tamamlanır.

c₁V₁ = c₂V₂ seyreltme formülü, Merck tarafından çözeltiler için güncel seyreltme hesaplayıcısında da kullanılır.

Seyreltme faktörünü doğru hesaplama

İkinci önemli bir büyüklük seyreltme faktörüdür.

Şu şekilde hesaplanır:

Seyreltme faktörü = Nihai hacim / Başlangıç hacmi

Örnek:

10 ml numune, 100 ml toplam hacme tamamlanır.

Seyreltme faktörü:

100 ml / 10 ml = 10

Yani numune 10 kat seyreltildi.

Daha sonraki bir analizde ölçülen değer, seyreltme faktörüne göre hesaba katılmalıdır.

Merck, analitik seyreltmeler için tam olarak bu prosedürü açıklar ve daha büyük seyreltme faktörlerinde gerekirse kademeli bir seyreltme önerir.

Yüzde çözeltileri doğru seyreltme

Yüzde ifadeleri için c₁V₁ = c₂V₂ formülü, ancak başlangıç ve hedef derişimi aynı derişim tanımına dayanıyorsa doğrudan işler.

Örnek: %20'den %4'e

İstenen:

250 ml %4'lük çözelti.

Mevcut:

%20'lik başlangıç çözeltisi.

Hesaplama:

V₁ = (4 × 250 ml) / 20

V₁ = 50 ml

Yani gereken:

50 ml başlangıç çözeltisi

Ardından şuna tamamlanır:

250 ml nihai hacim

tamamlanır.

Seyreltme faktörü şudur:

250 / 50 = 5

Yani bu, beş katlık bir seyreltmedir.

Derişik asitlerde dikkat

Derişik asitlerde derişim sıklıkla kütlece yüzde olarak verilir.

Örneğin %37'lik bir hidroklorik asit, otomatik olarak 37 mol/l anlamına gelmez ve 100 ml çözelti başına 37 ml hidrojen klorür anlamına da gelmez.

Kütlece yüzde ifadesinden molar bir derişim hesaplanacaksa, ek olarak çözeltinin yoğunluğu da bilinmelidir.

Merck, bir çözeltinin yoğunluğunun, kütle derişiminin ve molaritesinin sıcaklığa bağlı olarak birbiriyle ilişkili olduğuna dikkat çeker.

Molarite ve madde miktarı derişimi

Analitik ve kimyasal laboratuvarlarda sıklıkla madde miktarı derişimiyle çalışılır.

Bir örnek:

1 mol/l NaOH

her litre hazır çözeltinin bir mol sodyum hidroksit içerdiği anlamına gelir.

Molaritesi bilinen konsantre bir çözelti zaten varsa, yine şu formül:

c₁ × V₁ = c₂ × V₂

kullanılabilir.

Örnek: 2 mol/l'den 0,5 mol/l'ye

İhtiyacınız olan:

500 ml 0,5 molar çözelti.

Başlangıç çözeltisi:

2 mol/l.

Hesaplama:

V₁ = (0,5 mol/l × 500 ml) / 2 mol/l

V₁ = 125 ml

Yani ihtiyacınız olan:

125 ml 2 molar başlangıç çözeltisi

ve ardından şu hacme tamamlayın:

500 ml son hacim

üzerine.

1:2, 1:5 veya 1:10 seyreltmeleri doğru anlayın

1:2 veya 1:10 gibi oranlar düzenli olarak yanlış anlaşılmalara yol açar.

Bu nedenle, üreticinin veya çalışma talimatının oranı nasıl tanımladığı her zaman kontrol edilmelidir.

Birçok laboratuvar uygulamasında 1:10 seyreltme şu anlama gelir:

10 kısım toplam hacme 1 kısım numune

yani örneğin:

1 ml numune + toplam 10 ml hacme kadar seyreltici.

Bu şuna karşılık gelir:

• 1 ml numune
• 9 ml seyreltici

Merck, örneğin 1:10 seyreltme için tam olarak bu oranı kullanır ve 10'luk bir seyreltme faktörü tanımlar.

Karışıklıklar neden ortaya çıkar?

Laboratuvar dışında „1:10“ bazen şu şekilde de ifade edilir:

1 kısım konsantre + 10 kısım su

anlaşıldı.

O zaman toplamda 11 kısım oluşur.

Bu matematiksel olarak aynı şey değildir.

Bu nedenle bir çalışma talimatı mümkün olduğunca açık biçimde ifade edilmelidir.

Daha iyisi:

10 ml konsantreyi 100 ml toplam hacme tamamlayın

sadece şu yerine:

1:10 seyreltin

Çok aşamalı seyreltmeler

Çok güçlü seyreltmeler sıklıkla tek bir adımda hazırlanmamalıdır.

Örnek:

1000 kat seyreltmeye ihtiyacınız var.

Teorik olarak şunlar yapılabilir:

0,1 ml numuneyi 100 ml'ye tamamlayın.

Pratikte bu sorunlu olabilir, çünkü çok küçük bir başlangıç hacmi nispeten büyük pipetleme hatalarına yol açar.

Daha iyi bir çözüm, seri seyreltmedir.

Örneğin:

Adım 1

10 ml başlangıç çözeltisini 100 ml'ye tamamlayın.

Seyreltme faktörü:

10

Adım 2

Bu çözeltinin 10 ml'sini yeniden 100 ml'ye tamamlayın.

Toplam faktör:

10 × 10 = 100

Adım 3

Bu çözeltinin 10 ml'sini tekrar 100 ml'ye tamamlayın.

Toplam faktör:

10 × 10 × 10 = 1000

Seyreltme faktörleri birbiriyle çarpılır.

Merck, çok yüksek seyreltme faktörlerinde analitik çalışmalar için de daha güvenilir sonuçlar elde etmek amacıyla çok aşamalı bir yaklaşım önerir.

Hacimler neden basitçe toplanmamalıdır

Sık yapılan bir düşünce hatası şudur:

100 ml çözeltiye ihtiyacım var.

O halde karıştırıyorum:

20 ml konsantre + 80 ml su.

Basit teknik uygulamalar için bu yaklaşım maddeye bağlı olarak yeterli olabilir.

Ancak hassas laboratuvar çalışmalarında bu sorunludur.

Farklı sıvıları karıştırırken hacimler değişebilir. Bu nedenle toplam hacim, tek tek başlangıç hacimlerinin toplamına tam olarak eşit olmak zorunda değildir.

Karıştırma sırasındaki sıcaklık değişimleri de hacmi etkiler.

Bu nedenle hassas çözeltilerde ölçülü balonla çalışılır:

1. Hesaplanan miktarda başlangıç çözeltisini ekleyin.
2. Seyrelticinin bir kısmını ekleyin.
3. Gerekirse soğumaya bırakın.
4. Ancak ondan sonra tam olarak kalibrasyon işaretine kadar doldurun.
5. İyice karıştırın.

Merck, güvenilir analitik seyreltmeler için ölçülü balonlar ve uygun pipetler önerir ve işaret çizgisine kadar doldurduktan sonra iyice karıştırılması gerektiğini vurgular.

Asitleri ve bazları güvenle seyreltin

Asitler ve bazlar söz konusu olduğunda doğru hesaplama tek başına yeterli değildir.

Seyreltme güçlü ekzotermik olabilir. Bu şu anlama gelir:

Karıştırma sırasında ısı açığa çıkar.

Kimyasal ne kadar konsantreyse ve kullanılan miktar ne kadar büyükse, ısınma o kadar güçlü olabilir.

Olası sonuçlar şunlardır:

• çözeltinin güçlü şekilde ısınması,
• Kaynama,
• Sıçrama,
• Buhar veya sis açığa çıkması,
• Uygun olmayan kapların hasar görmesi.

BAuA, asitlerin ve bazların aktarılması ve boşaltılması sırasında hem damlacıkların hem de buharların açığa çıkabileceğine ve uygun teknik koruyucu önlemlerin gerekli olabileceğine dikkat çekiyor.

Konsantre asidi suya ekleyin – tersi değil

Birçok klasik asit seyreltmesinde bilinen güvenlik kuralı geçerlidir:

Önce su, sonra asit yavaşça eklenmelidir.

Bunun nedeni ısı açığa çıkmasıdır.

Daha büyük miktarda konsantre asidin üzerine az miktarda su eklenirse, üstteki su tabakası çok hızlı ısınabilir ve ani bir şekilde buharlaşabilir. Bu sırada asit sıçrayabilir.

Buna karşılık asit yavaşça daha büyük miktarda suya eklenirse, açığa çıkan ısı daha iyi dağıtılabilir.

Yine de geçerlidir:

Bu kural, somut ürünün güvenlik bilgi formundaki bilgilerin yerini asla tutmaz.

Seyreltmeden önce özellikle şunlar kontrol edilmelidir:

• Bölüm 2: Tehlikeler,
• Bölüm 7: Elleçleme,
• Bölüm 8: kişisel koruyucu ekipman,
• Bölüm 10: Reaktivite.

BAuA, güvenlik bilgi formlarını kimyasal kullanıcıları için merkezi bir bilgi kaynağı olarak nitelendiriyor.

Yavaş çalışın

Konsantre asitler ve bazlar kontrollü ve azar azar eklenmelidir.

Yapılmamalı:

• hızla dökmek,
• kapalı bir kapta karıştırmak,
• yüzü kabın üzerine tutmak.

Daha büyük miktarlarda ayrıca harici soğutma gerekli olabilir.

Sıcaklığı izleyin

Seyreltme işleminden sonra çözelti belirgin şekilde ısınmışsa hemen nihai hacme ayarlanmamalıdır.

Neden?

Sıcak sıvılar, soğutulmuş olanlardan farklı bir hacme sahiptir.

Bu nedenle hassas bir çözelti için:

1. önceden karıştırılır,
2. soğumaya bırakılır,
3. ancak ondan sonra hassas şekilde son hacme tamamlanır.

Hassas seyreltmeler için hangi laboratuvar cihazları uygundur?

Bir seyreltmenin doğruluğu yalnızca hesaplamaya bağlı değildir.

Kullanılan ölçüm cihazı da en az onun kadar önemlidir.

Ölçülü balon

Ölçülü balon, tanımlanmış bir son hacmin hazırlanması için tasarlanmıştır.

Tipik boyutlar şunlardır:

• 50 ml,
• 100 ml,
• 250 ml,
• 500 ml,
• 1000 ml.

Hassas seyreltmeler için bir beherden belirgin şekilde üstündür.

Volumetrik pipet

Volumetrik pipet, sabit olarak tanımlanmış bir hacmin hassas şekilde aktarılması için kullanılır.

Örneğin:

10,00 ml veya 25,00 ml.

Dereceli pipet

Farklı hacimlere olanak tanır, ancak yapısına ve uygulamasına bağlı olarak eşdeğer bir volumetrik pipetten daha az hassas olabilir.

Pistonlu pipet

Özellikle daha küçük hacimler için uygundur.

Önemli olan, istenen hacmin pipetin uygun çalışma aralığı içinde olmasıdır.

Mezür

Bir mezür birçok teknik ve kaba tahmin gerektiren çalışma için uygundur.

Yüksek kaliteli kantitatif analizler için ise genellikle ölçülü balonlar ve volumetrik pipetlerden daha az hassastır.

Beher

Bir beherin ölçeği çoğunlukla kaba tahmin amacı taşır.

Bu nedenle, konsantrasyonun tam olarak ayarlanması gerektiğinde bir beher uygun bir ölçüm aleti değildir.

Seyreltme için hangi su uygundur?

Seyreltici de sonucu etkileyebilir.

Uygulamaya bağlı olarak şunlar söz konusu olabilir:

• distile su,
• demineralize su,
• deiyonize su,
• Ultra saf su.

Basit teknik uygulamalar için demineralize su yeterli olabilir.

Buna karşılık, hassas analizler için aşağıdakilerin az miktarları bile:

• iyonlar,
• organik bileşikler,
• metaller,
• Mikroorganizmalar

sorun yaratabilir.

Merck, analitik seyreltmelerde örneğin distile su veya deiyonize su önerir.

Bu nedenle gerekli su kalitesi ölçüm yöntemine göre belirlenmelidir.

Seyreltmede tipik hatalar

Yüzde bilgilerini doğru kontrol etmemek

%20 m/m ve %20 V/V aynı değildir.

Her hesaplamadan önce konsantrasyon tanımı bilinmelidir.

Son hacmi su hacmiyle karıştırmak

„500 ml'ye tamamlamak“ şu anlama gelmez:

500 ml su ekleyin.

Kastedilen şudur:

Toplam hacim 500 ml olana kadar yeterince seyreltici ekleyin.

1:10'u yanlış yorumlamak

1 kısım numune + 10 kısım su, 1 kısım numunenin 10 kısım toplam hacme seyreltilmesiyle aynı seyreltmeyi vermez.

Bu nedenle iş talimatları açıkça ifade edilmelidir.

Bir beherle hassas ölçüm yapmak

Beherler karıştırmak için uygundur, ancak bir hacmin hassas şekilde ayarlanması için uygun değildir.

Çok küçük hacimleri pipetlemek

Örneğin 0,05 ml gerekiyorsa, bağıl ölçüm hatası büyük olabilir.

Seri seyreltme çoğu zaman daha hassastır.

Tamamladıktan sonra karıştırmamak

Ölçülü balon olduğu yerde bırakılırsa, konsantrasyon çözelti içinde başlangıçta eşit olmayan şekilde dağılmış olabilir.

Tamamlama işleminden sonra çözelti iyice homojenleştirilmelidir.

Sıcak çözeltiyi doğrudan işaret çizgisine tamamlamak

Güçlü ekzotermik bir seyreltmeden sonra hacim, yükselen sıcaklık nedeniyle hatalı olabilir.

Hassas çalışmalar için çözelti, son hacme tamamlamadan önce öngörülen sıcaklığa getirilmelidir.

Asit ve suyu yanlış sırayla karıştırmak

Konsantre asitlerde uygun olmayan ekleme sırası güçlü sıçramalara yol açabilir.

Her zaman güvenlik bilgi formuna ve somut çalışma talimatına uyun.

Kişisel koruyucu ekipmanı unutmak

Matematiksel olarak basit bir seyreltme kimyasal açıdan tehlikeli olabilir.

Ürüne bağlı olarak şunlar gerekli olabilir:

• Koruyucu gözlük,
• Yüz koruyucu,
• kimyasala dayanıklı eldivenler,
• Labor önlüğü veya koruyucu giysi,
• Emiş.

Konsantrasyonu ürün adından alın

Aynı kimyasal farklı konsantrasyonlarda satılabilir.

Bu nedenle hesaplamadan önce, gerçekte kullanılan partinin veya ürün varyantının etiketi, spesifikasyonu ve güvenlik bilgi formu kontrol edilmelidir.

Seyreltme öncesi pratik kontrol listesi

Başlamadan önce şunları kontrol edin:

• Ürünün başlangıç konsantrasyonu nedir?
• Bu m/m, V/V, m/V veya mol/l mi?
• Hangi son konsantrasyon gerekiyor?
• Hangi son hacim hazırlanmalı?
• c₁ × V₁ = c₂ × V₂ bu konsantrasyon bilgileri için uygulanabilir mi?
• Bir dönüşüm için ayrıca yoğunluk da dikkate alınmalı mı?
• Hangi seyreltici uygundur?
• Uygulama hangi su kalitesini gerektirir?
• Hangi ölçüm kabı gerekli hassasiyeti sağlar?
• Tek adımlı seyreltme mantıklı mı?
• Seri seyreltme daha mı hassas olurdu?
• Karıştırma sırasında ısı açığa çıkar mı?
• Güvenlik bilgi formu hangi ekleme sırasını öngörüyor?
• Hangi kişisel koruyucu ekipman gereklidir?
• Emiş altında çalışılması gerekiyor mu?
• Çözelti son hacme tamamlanmadan önce soğumalı mı?
• Hazır çözelti iyice karıştırıldı mı?
• Seyreltme belgelenmeli veya etiketlenmeli mi?

Bu nedenle güvenilir bir seyreltme üç adımdan oluşur:

doğru hesaplamak, doğru ölçmek ve doğru karıştırmak.

Formül çoğu zaman en kolay kısımdır. Pratikte ise doğru konsantrasyon bilgisi, uygun hacim ölçüm cihazları, sıcaklık ve çalışma tekniği, sonunda gerçekten istenen çözeltinin oluşup oluşmayacağını belirler.