روش‌های جامع تهیه محلول در آزمایشگاه: از محاسبه تا رقیق‌سازی

2 نظر در “روش‌های جامع تهیه محلول در آزمایشگاه: از محاسبه تا رقیق‌سازی”

1. Yegane گفت:

   تیر 24, 1404 در 3:33 ب.ظ

   برای تعیین غلظت نیترات کلسیم Ca(NO3)2 در یک نمونه منعقد کننده براساس تیتراسیون با EDTA مراحل آزمایش و روش محاسبه رو میتونید توضیح بدید؟

   پاسخ
   1. mr eftekhari گفت:

      تیر 25, 1404 در 3:16 ب.ظ

      سلام و عرض ادب
      روش کار گام به گام:

      تهیه محلول نمونه:

      مقدار دقیقی (مثلاً حدود ۰.۵ تا ۲ گرم – بسته به غلظت احتمالی کلسیم) از نمونه منعقد کننده را با دقت توسط ترازوی دقیق وزن کنید (این وزن را W_sample می‌نامیم – بر حسب گرم).

      نمونه وزن‌شده را در یک بشر کوچک با کمی آب مقطر حل کنید.

      محلول را به یک بالن ژوژه (مثلاً ۲۵۰ میلی‌لیتری یا ۱۰۰ میلی‌لیتری – حجم نهایی را V_flask می‌نامیم بر حسب لیتر) منتقل کنید.

      بالن را تا خط نشانه با آب مقطر پر کنید و خوب مخلوط نمایید. این محلول، محلول استوک (ذخیره) نمونه شماست.

      تهیه محلول کار برای تیتراسیون:

      حجم دقیقی (مثلاً ۲۵ یا ۵۰ میلی‌لیتر – این حجم را V_aliquot می‌نامیم بر حسب لیتر) از محلول استوک نمونه (مرحله ۱) را با پیپت بردارید و به یک ارلن مایر تمیز منتقل کنید.

      تنظیم pH محیط:

      به محلول در ارلن مایر، چند قطره (معمولاً ۱-۲ میلی‌لیتر) محلول سود (NaOH) غلیظ اضافه کنید تا pH محیط به حدود ۱۲-۱۳ برسد. این pH برای عملکرد صحیح شناساگر موروکساید یا کالکون و تشکیل کمپلکس Ca-EDTA ضروری است. می‌توانید از کاغذ pH یا pH‌متر برای اطمینان استفاده کنید.

      افزودن شناساگر:

      مقدار کمی (نوک اسپاتول یا چند قطره از محلول) شناساگر موروکساید یا کالکون به محلول در ارلن مایر اضافه کنید. محلول معمولاً به رنگ صورتی (برای موروکساید) یا صورتی-قرمز (برای کالکون) در می‌آید. این رنگ نشان‌دهنده حضور یون‌های آزاد کلسیم است.

      تیتراسیون با EDTA:

      بورت را با محلول استاندارد EDTA (با غلظت مشخص M_edta بر حسب mol/L) پر کنید.

      محلول EDTA را به آرامی و قطره قطره (مخصوصاً نزدیک انتها) به محلول نمونه در ارلن مایر اضافه کنید، در حالی که ارلن را به ملایمت چرخانده تا خوب مخلوط شود.

      به دقت تغییر رنگ را زیر نظر بگیرید. نقطه پایان زمانی است که آخرین ذره یون کلسیم توسط EDTA کمپلکس شده و رنگ محلول از صورتی/صورتی-قرمز به بنفش-آبی (برای موروکساید) یا آبی خالص (برای کالکون) تغییر کند.

      حجم مصرفی EDTA از بورت را دقیقاً بخوانید و یادداشت کنید (این حجم را V_edta می‌نامیم بر حسب لیتر).
      روش محاسبه غلظت نیترات کلسیم (Ca(NO₃)₂)
      حالا با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده، غلظت نیترات کلسیم در نمونه منعقد کننده را محاسبه می‌کنیم:

      محاسبه مول‌های کلسیم (Ca²⁺) در حجم تیتر شده (V_aliquot):

      واکنش تیتراسیون ساده است: Ca²⁺ + EDTA⁴⁻ → Ca-EDTA²⁻

      ۱ مول EDTA دقیقاً با ۱ مول یون کلسیم (Ca²⁺) واکنش می‌دهد.

      بنابراین، مول‌های کلسیم در حجم V_aliquot برابر است با مول‌های EDTA مصرف شده:
      n_Ca = M_edta * V_edta

      n_Ca: مول‌های کلسیم در حجم V_aliquot (mol)

      M_edta: غلظت محلول استاندارد EDTA (mol/L)

      V_edta: حجم EDTA مصرفی در تیتراسیون (L)

      محاسبه مول‌های کلسیم در کل محلول استوک (V_flask):

      حجم V_aliquot فقط بخشی از کل محلول استوک (V_flask) است.

      مول‌های کل کلسیم در کل محلول استوک برابر است با:
      n_Ca_total = n_Ca * (V_flask / V_aliquot)

      محاسبه جرم نیترات کلسیم (Ca(NO₃)₂) در نمونه وزن‌شده (W_sample):

      ۱ مول Ca(NO₃)₂ حاوی ۱ مول یون Ca²⁺ است.

      جرم مولی Ca(NO₃)₂ = ۴۰.۰۸ (Ca) + ۲[۱۴.۰۱ (N) + ۳۱۶.۰۰ (O)] = ۱۶۴.۰۹ g/mol

      بنابراین، جرم Ca(NO₃)₂ در نمونه وزن‌شده برابر است با:
      mass_CaNO3 = n_Ca_total * 164.09

      mass_CaNO3: جرم نیترات کلسیم در نمونه (g)

      محاسبه درصد وزنی نیترات کلسیم در نمونه منعقد کننده:

      این همان غلظتی است که معمولاً گزارش می‌شود:
      % Ca(NO₃)₂ = (mass_CaNO3 / W_sample) * 100%

      مثال عددی برای درک بهتر:
      فرض کنید:

      W_sample = 1.500 g (وزن نمونه)

      V_flask = 0.250 L (حجم محلول استوک)

      V_aliquot = 0.050 L (50 mL حجم برداشته شده برای تیتراسیون)

      M_edta = 0.0100 mol/L (غلظت EDTA)

      V_edta = 0.0182 L (18.2 mL حجم EDTA مصرفی)

      محاسبات:

      n_Ca = M_edta * V_edta = 0.0100 mol/L * 0.0182 L = 0.000182 mol (مول کلسیم در ۵۰mL)

      n_Ca_total = n_Ca * (V_flask / V_aliquot) = 0.000182 mol * (0.250 L / 0.050 L) = 0.000910 mol (مول کلسیم در کل محلول استوک)

      mass_CaNO3 = n_Ca_total * 164.09 g/mol = 0.000910 mol * 164.09 g/mol = 0.1493 g (جرم نیترات کلسیم در ۱.۵ گرم نمونه)

      % Ca(NO₃)₂ = (mass_CaNO3 / W_sample) * 100% = (0.1493 g / 1.500 g) * 100% = 9.95%

      نتیجه: این نمونه منعقد کننده حاوی حدود ۹.۹۵% وزنی نیترات کلسیم است.

      پاسخ