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Unter Verdünnung versteht man einen Vorgang, bei dem eine konzentrierte Lösung weniger konzentriert gemacht wird. Es gibt verschiedene Gründe - ernsthafte und weniger wichtige - warum man etwas verdünnen will. Biochemiker, zum Beispiel, verdünnen konzentrierte Lösungen, um neue Lösungen für ihre Experimente zu gewinnen, während Barmixer Spirituosen mit alkoholfreien Getränken oder Säften verdünnen, um süffige Cocktails herzustellen. Die offizielle Formel zur Berechnung einer Verdünnung ist C 1 V 1 = C 2 V 2 , wo C 1 und C 2 die Konzentrationen der Ausgangs- bzw. Endlösungen darstellen, und V 1 und V 2 ihre Volumen bedeuten.
Vorgehensweise
Methode 1
Methode 1 von 2:
Mit Hilfe der Verdünnungsgleichung konzentrierte Lösungen genau verdünnen
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Die „Bekannten und Unbekannten“ ermitteln. In der Chemie bedeutet ‚eine Verdünnung herstellen‘ gewöhnlich, dass einer kleinen Menge einer Lösung bekannter Konzentration eine neutrale Flüssigkeit (wie Wasser) hinzugefügt wird, um eine neue Lösung mit höherem Volumen und niedrigerer Konzentration zu erhalten. In Laboratorien ist das ein sehr häufiger Arbeitsgang, da die Reagenzien aus Effizienzgründen oft in ziemlich hohen Konzentrationen aufbewahrt werden, um sie später bei Gebrauch in Experimenten zu verdünnen. Unter den meisten Alltagsbedingungen wird die Konzentration der Ausgangslösung gewöhnlich bekannt sein, wie auch die erwünschte Konzentration und das Volumen der endgültigen Lösung, jedoch nicht „das für das Endergebnis benötigte Volumen der Ausgangslösung“.
- In anderen Situationen jedoch (besonders bei Schulaufgaben), wirst du womöglich einen anderen Teil des Rätsels finden müssen – zum Beispiel wird dir das Ausgangsvolumen und die Ausgangskonzentration angegeben und dann nach der Endkonzentration gefragt, wenn die Lösung mit einem gegebenen Volumen verdünnt wird. Bei jedem Verdünnungsproblem ist es hilfreich, die bekannten und unbekannten Variablen zu emitteln, bevor du mit der Lösung der gestellten Aufgabe beginnst.
- Lösen wir hier ein Beispiel. Nehmen wir an, wir müssen eine 5 mol Lösung mit Wasser verdünnen, um 1 Liter einer 1 mmol Lösung herzustellen. In diesem Fall kennen wir die Konzentration der Ausgangslösung sowie das Endvolumen und die gewünschte Konzentration, jedoch „nicht“, wieviel Ausgangslösung wir benötigen.
- Zur Erinnerung: In der Chemie ist Mol ein Konzentrationsmaß, Molarität genannt, das die Anzahl Mol einer Substanz pro Liter angibt.
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Deine Werte in die Formel C 1 V 1 = C 2 V 2 einsetzen. In dieser Formel ist C 1 die Konzentration der Ausgangslösung, V 1 das Volumen der Ausgangslösung, C 2 die Konzentration der gewünschten Lösung und V 2 das Volumen der gewünschten Lösung. Wenn du die bekannten Werte in diese Gleichung setzest, solltest du mit Leichtigkeit den unbekannten Wert finden.
- Um die Gleichung zu lösen, wird es vielleicht hilfreich sein, ein Fragezeichen vor den gesuchten Wert zu setzen.
- Fahren wir mit unserem Beispiel fort. Wir werden unsere bekannten Werte wie folgt einsetzen:
- C 1 V 1 = C 2 V 2
- (5 mol)V 1 = (1 mmol)(1 l). Unsere beiden Konzentrationen haben verschiedene Maßeinheiten. Hören wir hier auf und gehen wir über zum nächsten Schritt.
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Unterschiedliche Maßeinheiten berücksichtigen. Weil Verdünnungen mit Veränderungen der Konzentration verbunden sind (die manchmal recht groß sein können), ist es nicht ungewöhnlich, in der Gleichung zwei Variablen mit verschiedenen Maßeinheiten vorzufinden. Obwohl dies leicht übersehen wird, können nicht übereinstimmende Maßeinheiten in einer Gleichung zu einem meilenweit danebenliegenden Ergebnis führen. Daher musst du vor Lösung der Gleichung alle Werte mit unterschiedlichen Maßeinheiten sowohl bei den Konzentrationen wie auch bei den Volumen umwandeln.
- In unserem Beispiel haben wir verschiedene Maßeinheiten bei den Konzentrationen, nämlich Mol und mmol. Wir werden nun die zweite Maßeinheit in Mol umwandeln:
- 1 mmol × 1 mol/1000 mmol.
- = 0,001 mol
- In unserem Beispiel haben wir verschiedene Maßeinheiten bei den Konzentrationen, nämlich Mol und mmol. Wir werden nun die zweite Maßeinheit in Mol umwandeln:
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Lösen. Wenn alle Maßeinheiten übereinstimmen, löse deine Gleichung. Das kann beinahe immer mittels einfacher Algebra getan werden.
- Wir verließen unser Beispiel bei: (5 mol)V 1
= (1 mmol)(1 l). Mit unseren neuen Maßeinheiten lösen wir nun für V 1
.
- (5 mol)V 1 = (0,001 mol)(1 l)
- V 1 = (0,001 mol)(1 l)/(5 mol).
- V 1 = 0,0002 l., oder 0.2 ml.
- Wir verließen unser Beispiel bei: (5 mol)V 1
= (1 mmol)(1 l). Mit unseren neuen Maßeinheiten lösen wir nun für V 1
.
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Verstehen, wie die Antwort praktisch anzuwenden ist. Nehmen wir an, du hast deinen fehlenden Wert gefunden, aber du bist dir nicht sicher, wie du diese neue Information bei der auszuführenden wirklichen Verdünnung umsetzen sollst. Das ist verständlich – die mathematische und wissenschaftliche Sprache ist in der realen Welt oft nicht schlüssig. Wenn du alle vier Werte der Gleichung C 1 V 1 = C 2 V 2 kennst, dann führe deine Verdünnung wie folgt aus:
- Miss das Volumen V 1 der Lösung mit Konzentration C 1 . Dann füge genügend der verdünnenden Flüssigkeit (Wasser, usw.) hinzu, um das Gesamtvolumen V 2 zu erreichen. Diese neue Lösung wird die gewünschte Konzentration (C 2 ) haben.
- In unserem Beispiel würden wir also zuerst 0,2 ml der 5 mol Lösung abmessen. Dann würden wir genügend Wasser hinzufügen, um das Volumen der Lösung auf einen Liter zu erhöhen: 1 l – 0,0002 l = 0,9998 l oder 999,8 ml. Anders ausgedrückt, wir würden also 999,8 ml Wasser zu unserer winzigen Menge Ausgangslösung hinzufügen. Unsere neue, verdünnte Lösung hat eine Konzentration von 1 mmol, was wir von vornherein wollten.
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Die Packungsinformationen lesen. Es gibt unzählige Gründe, warum du zu Hause, in der Küche oder in einem nicht-chemischen Labor eine Verdünnung durchführen möchtest. So ist, zum Beispiel, der einfache Vorgang, aus einem Konzentrat Orangensaft zu machen, eine Verdünnung. In vielen Fällen wirst du bei Produkten, die verdünnt werden müssen, auf der Packung diesbezügliche, oft sogar genaue, Anweisungen vorfinden. Beachte Folgendes, wenn du Aufschluss suchst:
- Die zu verwendende Menge des Produkts
- Die Menge der zur Verdünnung verwendeten Flüssigkeit
- Die Art der Verdünnungsflüssigkeit (gewöhnlich Wasser)
- Besondere Mischungshinweise
- Wahrscheinlich wirst du „keine“ Informationen über die genauen Konzentrationen der Flüssigkeiten vorfinden. Diese Information ist für den Durchschnittsverbraucher überflüssig.
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Der konzentrierten Lösung die verdünnende Flüssigkeit hinzufügen. Bei einfachen Verdünnungen im Haushalt, wie diejenigen in der Küche, brauchst du eigentlich nur die Menge Konzentrat und die erwünschte, ungefähre Endkonzentration zu wissen, vor du mit der Verdünnung beginnst. Verdünne das Konzentrat mit der dem Volumen des Konzentrats entsprechenden und angemessenen Menge der Verdünnungsflüssigkeit. Siehe unten:
- Wenn wir, zum Beispiel, ein Glas konzentrierten Orangensaft auf einen Viertel seiner ursprünglichen Konzentration verdünnen wollen, werden wir ‘‘3 Glas“ Wasser hinzufügen. Unsere Endmischung wird ein Glas Konzentrat in vier Glas Gesamtflüssigkeit enthalten - ¼ der ursprünglichen Konzentration.
- Hier noch ein komplizierteres Beispiel: Wenn wir „2/3 Glas“ Konzentrat auf einen Viertel der ursprünglichen Konzentration verdünnen wollen, werden wir zwei Glas Wasser hinzufügen müssen, weil ein 2/3 Glas ein Viertel von 2⅔ Glas Gesamtflüssigkeit ist.
- Sorge dafür, dass du deine Zutaten in ein Gefäß tust, das groß genug ist, um das Endvolumen zu fassen – eine große Schale oder ein ähnliches Gefäß.
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Das Volumen von Pulvern in den meisten Fällen nicht beachten. Das Einrühren von Pulvern in Flüssigkeiten (wie bei gewissen Getränken) fällt im Allgemeinen nicht unter die Rubrik „Verdünnung“. Wenn man einer Flüssigkeit eine kleine Menge Pulver beifügt, ist die Änderung des Volumens gewöhnlich so klein, dass sie vernachlässigt werden kann; das heißt, dass kleine Pulvermengen einfach dem gewünschten Endvolumen beigefügt und gemischt werden.Werbeanzeige
Warnungen
- Beachte alle Sicherheitsanweisungen, sowohl die des Herstellers auf der Packung wie auch die von deiner Firma verlangten. Dies ist besonders wichtig, wenn du eine Säure verdünnen musst.
- Mit Säuren arbeiten wird ausführlichere Anweisungen und Sicherheitsmaßnahmen erfordern als die Verdünnung von Lösungen, die keine Säuren enthalten.
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Referenzen
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