Seyreltme hesaplayıcı

Seyreltme hesaplayıcı nedir?

Seyreltme hesaplayıcı, derişik bir stok çözeltiyle çalışan herkesin her seferinde karşılaştığı tek soruyu yanıtlar: tam olarak istediğim konsantrasyon ve hacimde daha zayıf bir çözelti elde etmek için stoktan ne kadar almalı ve ne kadar çözücü eklemeliyim?

Seyreltme, çözücü ekleyerek bir çözünenin konsantrasyonunu düşürme işlemidir. Kritik nokta şudur: çözücü eklemek mevcut çözünen miktarını değiştirmez — yalnızca aynı miktarı daha büyük bir hacme yayar. Hesabın tamamı bu tek korunum fikrine dayanır.

Araç iki yönde de çalışır. Dört büyüklükten hangisinin bilinmediğini seçin, diğer üçünü girin; aranan büyüklük, seyreltme faktörü ve eklenmesi gereken çözücü hacmiyle birlikte verilir.

Seyreltme denklemi

Çözünen miktarı korunduğundan, stoktan alınan alikottaki mol sayısı bitmiş çözeltideki mol sayısına eşittir:

$$C_1 V_1 = C_2 V_2$$

burada:

• $C_1$ stok (başlangıç) çözeltinin konsantrasyonudur.
• $V_1$ bu stoktan alınan hacimdir.
• $C_2$ son (seyreltilmiş) çözeltinin konsantrasyonudur.
• $V_2$ son çözeltinin toplam hacmidir.

Bu bağıntı sıklıkla on dokuzuncu yüzyıl analitik kimyasının rutin laboratuvar pratiğine bağlanır, ancak özel bir teori gerektirmez: yalnızca giren molün çıkan mole eşit olduğunu söyler. Molarite için, yüzde derişim için, milyonda kısım için ve başka herhangi bir konsantrasyon birimi için geçerlidir; yeter ki denklemin iki tarafında aynı birim kullanılsın.

Seyreltme hesaplayıcı nasıl çalışır?

1. Hesapla seçicisinde bulmak istediğiniz büyüklüğü seçin. İlgili giriş alanı kaybolur, çünkü o değer girilen bir veri değil, cevaptır.
2. Kalan üç değeri girin. Her konsantrasyon ve her hacim alanının kendi birim menüsü vardır, dolayısıyla birimleri serbestçe karıştırabilirsiniz — stok M cinsinden, hedef mM cinsinden ve son hacim mL cinsinden olabilir, sorun çıkmaz.
3. Hesaplanan büyüklüğü, seyreltme faktörünü ve eklenecek çözücü hacmini okuyun.

Denklem uygulanmadan önce her değer, dahili olarak ortak bir temel birime — konsantrasyon için molar (M), hacim için litre (L) — çevrilir ve sonuç seçtiğiniz birime geri dönüştürülür. Karışık birimlerin sonucu hiçbir zaman bozmamasının nedeni budur.

Formüller

Seyreltme denklemini her bilinmeyen için düzenlemek dört pratik formül verir.

Alınacak stok hacmi:

$$V_1 = \frac{C_2 \times V_2}{C_1}$$

Stok konsantrasyonu:

$$C_1 = \frac{C_2 \times V_2}{V_1}$$

Son hacim:

$$V_2 = \frac{C_1 \times V_1}{C_2}$$

Son konsantrasyon:

$$C_2 = \frac{C_1 \times V_1}{V_2}$$

Seyreltme faktörü $DF$, çözeltinin kaç kat zayıflatıldığını gösterir:

$$DF = \frac{V_2}{V_1} = \frac{C_1}{C_2}$$

Bir oran olarak yazılır; dolayısıyla 4 seyreltme faktörü 1 : 4 biçiminde yazılır ve bir birim stokun toplam dört birim hacme tamamlandığı anlamına gelir. Son olarak, alikota gerçekten eklenmesi gereken çözücü (seyreltici) miktarı şudur:

$$V_{solvent} = V_2 - V_1$$

Bunun alikota eklenen hacim olduğuna, toplam son hacim olmadığına dikkat edin. Uygulamada önce $V_1$ balona konur, sonra içerik $V_2$ çizgisine kadar tamamlanır.

Çözümlü örnekler

Örnek 1: ne kadar stok gerekiyor?

Elinizde 2 M bir stok var ve 0.5 M çalışma çözeltisinden 1 L gerekiyor. Stok hacmini çözelim:

$$V_1 = \frac{0.5 \times 1}{2} = 0.25$$

Stoktan 0.25 L alın. Seyreltme faktörü 1 : 4, eklenecek çözücü ise 1 − 0.25 = 0.75 L’dir.

Örnek 2: stokum ne kadar derişikti?

0.25 L stoktan 0.5 M bir çözeltinin 1 L’sinin elde edildiğini biliyorsunuz, ama şişenin etiketi kaybolmuş. Stok konsantrasyonunu çözelim:

$$C_1 = \frac{0.5 \times 1}{0.25} = 2$$

Stok 2 M imiş.

Örnek 3: bu alikot ne kadar seyreltilebilir?

2 M stoktan zaten 0.25 L ölçtünüz ve 0.5 M bir çözelti istiyorsunuz. Son hacmi çözelim:

$$V_2 = \frac{2 \times 0.25}{0.5} = 1$$

Alikotu toplamda 1 L’ye tamamlayın.

Örnek 4: hangi konsantrasyonu elde ederim?

2 M stoktan 0.25 L’yi balona koyup 1 L çizgisine kadar dolduruyorsunuz. Son konsantrasyonu çözelim:

$$C_2 = \frac{2 \times 0.25}{1} = 0.5$$

Sonuç 0.5 M bir çözeltidir.

Örnek 5: karışık birimler

Birimlerin eşleşmesi gerekmez. Stok 2 M, hedef 50 mM olsun ve bundan 500 mL isteyin. Temel birimlere çevrildiğinde 0.05 M ve 0.5 L elde edilir, dolayısıyla:

$$V_1 = \frac{0.05 \times 0.5}{2} = 0.0125$$

Bu 0.0125 L, yani 12.5 mL stok demektir; 500 mL’ye tamamlanır — 1 : 40’lık bir seyreltme.

Örnek 6: 1 : 20 seyreltme

1 M stoktan 0.05 M çözeltinin 0.1 L’sini hazırlamak için:

$$V_1 = \frac{0.05 \times 0.1}{1} = 0.005$$

Stoktan 0.005 L (5 mL) alın ve 0.1 − 0.005 = 0.095 L çözücü ekleyin. Seyreltme faktörü 1 : 20’dir.

Pratik notlar

• Derişiği çözücüye ekleyin, tersini yapmayın. Kuvvetli asitlerde bu bir tercih değil, bir güvenlik kuralıdır: derişik sülfürik asidin üzerine su dökmek kaynamaya ve sıçramaya yol açabilir. Asidi daima suya ekleyin.
• Hacmi toplamayın, çizgiye tamamlayın. Balon joje toplam hacme göre kalibre edilmiştir. 0.25 L’lik bir alikota 0.75 L su eklemek, 0.25 L’yi 1 L çizgisine tamamlamakla ancak yaklaşık olarak aynıdır; çünkü karışım hacimleri tam olarak toplanabilir değildir.
• Çok büyük seyreltme faktörlerini kademeli yapmak daha iyidir. 5 µL’yi doğru pipetlemek, art arda iki kez 1 : 100 seyreltme yapmaktan daha zordur. Seri seyreltmeler çarpılır: iki adet 1 : 100 adımı toplamda 1 : 10 000 faktör verir.
• Denklem birimden bağımsızdır ama birim hatasını affetmez. $C_1$ ile $C_2$ aynı birimi, $V_1$ ile $V_2$ de aynı birimi paylaştığı sürece % a/h, ppm, mg/mL ve molarite için aynı şekilde işler. Bu dönüşümü hesaplayıcı sizin için yapar.
• Hassas çalışmada sıcaklık önemlidir. Hacimsel cam malzeme genellikle 20 °C’de kalibre edilir; sıcak hazırlanan çözeltiler soğuduktan sonra biraz sapma gösterir.
• Seyreltme değil de konsantrasyonun kendisi gerekiyorsa molarite hesaplayıcı ile başlayın; seyreltilmiş çözeltinin asitliği için pH hesaplayıcı sayfasına bakın.

Sık sorulan sorular

C1V1 = C2V2 ne anlama gelir?

Stoktan alınan çözünen miktarının, son çözeltideki çözünen miktarına eşit olduğunu ifade eder. Konsantrasyon ile hacmin çarpımı bir madde miktarı verir ve çözücü eklemek çözüneni ne yaratır ne de yok eder.

Molarite yerine yüzde veya ppm ile kullanabilir miyim?

Evet. Denklem yalnızca iki konsantrasyonun aynı birimde ifade edilmesini gerektirir. % 10’luk bir stokun % 2’ye seyreltilmesi, 10 M bir stokun 2 M’ye seyreltilmesiyle tamamen aynı şekilde davranır.

Seyreltme faktörü nedir?

Seyreltme faktörü, son hacmin stok hacmine oranıdır; eşdeğer olarak başlangıç konsantrasyonunun son konsantrasyona oranıdır. 20 faktörü 1 : 20 biçiminde yazılır ve çözeltinin stoktan yirmi kat daha zayıf olduğu anlamına gelir.

Neden stokumdan daha yüksek bir konsantrasyona seyreltemiyorum?

Çözücü eklemek konsantrasyonu yalnızca düşürebilir. Stok konsantrasyonunun üzerinde bir son konsantrasyon isterseniz denklem, son hacimden büyük bir stok hacmi döndürür; bu fiziksel olarak imkânsızdır — çözücü uzaklaştırmanız, yani seyreltmek yerine derişikleştirmeniz gerekirdi.

Hesaplayıcı neden bazen hiçbir şey döndürmüyor?

Boş bir sonuç, denklemin verilen sayılarla çözülemediği anlamına gelir: ya gerekli alanlardan biri boştur ya da paydadaki değer sıfırdır. Sıfır konsantrasyona veya sıfır hacme bölmenin anlamı yoktur, bu yüzden bir hata değeri göstermek yerine alan boş bırakılır.

Son hacim ile eklenecek çözücü arasındaki fark nedir?

Son hacim $V_2$, stok alikotu dâhil bitmiş çözeltinin toplam hacmidir. Eklenecek çözücü ise yalnızca fazladan sıvıdır, $V_2 - V_1$. Bu ikisini karıştırmak, seyreltme işlerinde en sık yapılan pratik hatadır.