Verdunning is het proces waarbij de concentratie van een bepaalde opgeloste stof in zijn oplossing wordt verlaagd. De chemicus kan dit eenvoudig doen door te mengen met meer oplosmiddel. We kunnen bijvoorbeeld water toevoegen aan het geconcentreerde sinaasappelsap om het te verdunnen tot een concentratie is bereikt die aangenaam is om te drinken. Verdunning verwijst ook naar een daling van de pH van een chemische stof die een gas, damp of oplossing kan zijn. In dit onderwerp zal de student de verdunningsformule met voorbeelden leren en begrijpen.
Verdunningsformule
Concept van verdunning:
Verdunning is het proces waarbij de concentratie van een opgeloste stof in de oplossing wordt verlaagd door meer oplosmiddel toe te voegen. Om een oplossing te verdunnen, voegen we meer oplosmiddel toe zonder dat er meer oplosmiddel wordt toegevoegd. Vervolgens mengen we de resulterende oplossing grondig om ervoor te zorgen dat alle delen van de oplossing gelijkmatig zijn.
Bij voorbeeld, als 10 gram zout is opgelost in 1 liter water als oplosmiddel, dan heeft het een bepaalde zoutconcentratie. Door vervolgens 1 liter water meer aan deze oplossing toe te voegen, wordt de zoutconcentratie verlaagd. Maar de verdunde oplossing bevat nog steeds 10 gram zout.
Bij het concentreren op de oplossingen wordt het oplosmiddel geleidelijk verwijderd. Gewoonlijk gebeurt dit door de oplossing te verdampen of te koken, waarbij ervan wordt uitgegaan dat de warmte van het koken geen invloed heeft op de opgeloste stof. Ook in deze omstandigheden zal de verdunningsvergelijking worden gebruikt.
De formule voor verdunning:
In zowel het verdunnings- als het concentratieproces blijft de hoeveelheid opgeloste stof gelijk. Dit geeft ons een manier om te berekenen wat het nieuwe oplossingsvolume moet zijn om de gewenste concentratie van de opgeloste stof te krijgen. Uit de definitie van de molariteit weten we,
molariteit = \(mol van opgeloste stof} { liter oplossing})
Dan kunnen we het aantal mol van opgeloste stof oplossen als:
mol van opgeloste stof = \((molariteit) \ maal (liter oplossing)\)
We stellen de molariteit voor met M en het volume van de oplossing met V. De vergelijking wordt dus
mol opgeloste stof = M V
Omdat deze hoeveelheid niet verandert voor en na de verandering van de concentratie. Daarom moet het product MV voor en na de concentratieverandering hetzelfde zijn. Door getallen te gebruiken om de begin- en eindtoestand weer te geven, krijgen we de verdunningsvergelijking:
(M_1 V_1 = M_2 V_2)
Hier moeten de volumes in dezelfde eenheden worden uitgedrukt. Ook geeft deze vergelijking alleen de begin- en eindwaarde, niet de grootte van de verandering. We kunnen de hoeveelheid verandering vinden door aftrekking.
Waar,
| \(M_1\) | the molarity of the original solution |
| \(V_1\) | the volume of the original solution |
| \(M_2\) | the molarity of the diluted solution |
| \(V_2\) | the volume of the diluted solution |
Solved Examples
Q.1: One chemist needs 1.5 M hydrochloric acid for some reaction. The solution is available in 6 M of the HCl. What will be the volume of 6M HCl for dilution to get 5 L of 1.5 M HCl?
Solution: We have,
Initial concentration of HCl i.e. \(M_1\) = 6 M
Final concentration of HCl i.e. \(M_2\) = 1.5 M
Final volume of solution as needed, \(V_2\) = 5 L
So, initial volume \(V_1\) needs to be found, as:
\(M_1 V_1 = M_2 V_2\)
Substituting the values, we get
\(V_1\) = \(\frac {1.5 \times 5.0} { 6 }\)