التخفيف: المفهوم ، كيفية القيام بذلك ، الأمثلة ، التمارين - كيمياء - 2026

و التخفيف هو عملية يتم بموجبها يقلل من تركيز حل، عموما مع إضافة مخفف. ومع ذلك ، يمكن أن يحدث التخفيف أيضًا من خلال عملية إزالة المذاب من المحلول.

هذا الإجراء الأخير ، رغم أنه يبدو غريباً ، هو ممارسة روتينية في المطبخ عند إضافة البطاطس إلى طعام مالح للغاية لإزالة الملح الزائد. سيكون طعم الطعام أقل ملوحة لأن البطاطس تمتص محتواها من الملح.

كمحلول مائي من الفينول فثالين ، يتلاشى لونه. المصدر: Pxhere.

يتم التعبير عن التخفيف الذي تم إجراؤه أو الذي سيتم تنفيذه بعبارات مثل: 1/5. وهذا يعني أنه لإجراء التخفيف ، يتم أخذ حجم من المحلول المركز وإضافة أربعة أحجام من المادة المخففة ؛ عادة الماء. في هذه الحالة ، يمثل الرقم 5 عامل التخفيف.

عامل التخفيف هو الحاصل بين التركيز الأولي للمحلول والتركيز النهائي للمحلول المخفف. وبالمثل ، فإن عامل التخفيف هو الحاصل بين حجم المحلول المخفف وحجم المحلول المركز الذي تم أخذه لعمل التخفيف.

كيف يتم التخفيف؟

التفكير النظري

لتحضير التخفيف ، يتم أخذ حجم معين من المحلول المركز ، ويتم نقله إلى وعاء ، مع إضافة مادة مخففة حتى يتم الوصول إلى الحجم المحسوب للمحلول المخفف.

كتلة المذاب المأخوذة من المحلول المركز لعمل التخفيف تساوي تمامًا كتلة المذاب التي يتم وضعها في الحاوية المستخدمة لعمل التخفيف.

م _أنا = م _و

حيث m _{i هي} كتلة المذاب في المحلول المركز المستخدم لعمل التخفيف ، و m _{f هي} كتلة المذاب في المحلول المخفف. نحن نعلم أيضًا أن:

م _أنا = ت _أنا ج _أنا

م _و = ت _و ج _و

ثم استبدال:

v _i c _i = v _و c _و

إعادة كتابة المعادلة:

ج _i / c _f = v _f / v _i

c _i / c _f هو عامل التخفيف (كم مرة يلزم تخفيف المحلول المركز). ومع ذلك، والخامس _و / ت _ط أيضا تهم كعامل التخفيف.

تطبيق

إذا كنت ترغب في تحضير مخفف ، يجب أن تعرف عدد المرات التي يجب فيها تخفيف المحلول المركز للحصول على التركيز المطلوب للمحلول المخفف (عامل التخفيف). للقيام بذلك ، قسّم تركيز المحلول المركز على تركيز المحلول المخفف.

لكن: ما هو حجم المحلول المركز الذي يجب تناوله لعمل التخفيف؟ إذا كان الحجم النهائي للمحلول المخفف (v _f) وعامل التخفيف معروفين ، فمن السهل معرفة حجم المحلول المركز (v _i) ، الضروري لإجراء التخفيف المطلوب:

v _i = v _f / FD

معالجة

يتم قياس حجم محلول المخزون المحسوب (v _i) باستخدام ماصة متدرجة أو أسطوانة ، ويصب في دورق حجمي. ثم يتم إضافة المادة المخففة حتى الوصول إلى سعة الدورق ، مما يشير إلى حجم المحلول المخفف (v _f).

التخفيف المتسلسل

كثيرا ما يستخدم هذا النوع من التخفيف في التحليل الحجمي. لهذا ، يتم ترتيب أنابيب الاختبار في سلسلة ويضاف في كل منها نفس الحجم من الماء منزوع الأيونات ؛ على سبيل المثال 2 مل.

يمكن تحضير تخفيف مصل 1/5 بشكل منفصل. ثم يضاف 2 مل من مخفف المصل إلى الأنبوب الأول الذي يحتوي على 2 مل من الماء. يتم رج الأنبوب بشكل صحيح ويتم نقل 2 مل من هذا الخليط إلى الأنبوب 2.

بعد ذلك ، يتم خلط الأنبوب 2 جيدًا ونقل 2 مل من محتوياته إلى الأنبوب 3 ، وهكذا حتى تكتمل سلسلة الأنابيب. نتيجة لهذا الإجراء ، توجد أنابيب اختبار بتخفيف المصل 1/10 ، 1/20 ، 1/40…

أمثلة على التخفيفات

بعض الأمثلة على التخفيف هي:

- تمييع محلول كلوريد الصوديوم 5 م 1/10 للحصول على محلول كلوريد الصوديوم 0.5 م.

- إضافة الماء أو مادة مخففة أخرى إلى الدهان لتقليل كثافة التلوين أو تقليل لزوجته.

- إضافة الحليب إلى القهوة لتقليل تركيز القهوة ومنحها مذاقاً أكثر نعومة وحلاوة.

- يخفف عصير الليمون بالماء لتقليل تركيز الحموضة فيه.

- عمل تخفيف من مصل لإجراء معايرة من أي جسم مضاد موجود فيه.

تمارين

التمرين 1

كم مرة يجب تخفيف محلول كلوريد الصوديوم 0.5 مولار للحصول على 1 لتر من محلول 0.025 مولار ، وكم سيكون حجم محلول كلوريد الصوديوم 0.5 مولار المطلوب لتحضير هذا المحلول المخفف؟

نبدأ من عامل التخفيف:

FD = ج _أنا / ج _و

لدينا جميع البيانات:

ج _i = التركيز الأولي (0.5 م)

ج _و = التركيز النهائي (0.025 م)

وبالتالي نحسب FD:

FD = 0.5 م / 0.025 م

= 20

يجب تخفيف محلول كلوريد الصوديوم 0.5 م 20 مرة للحصول على محلول كلوريد الصوديوم 0.025 م.

باستخدام قيمة DF هذه ، يمكننا الآن حساب الحجم الأولي الذي سيتم أخذه من المحلول المركز لهذا التخفيف:

FD = v _f / v _أنا

نعزل v _i ونحل:

الخامس _أنا = 1 لتر / 20

= 0.05 لتر

= 50 مل

لذلك ، مطلوب 50 مل من محلول كلوريد الصوديوم 0.5 مولار لتحضير لتر واحد من محلول كلوريد الصوديوم 0.025 مولار.

تمرين 2

كم مل من كاشف حمض الكبريتيك (H ₂ SO ₄) بتركيز 95٪ (م / م) وكثافة 1.84 جم / مل المطلوبة لتحضير 250 مل من محلول حمض الكبريتيك عند 0.5 م؟ الوزن الجزيئي لحمض الكبريتيك: 98 جم / مول.

الخطوة الأولى هي حساب مولارية حامض الكبريتيك المركز:

م = vd

نحدد كتلة H ₂ SO ₄ المقابلة للمحلول بالكثافة المعطاة:

م = 1000 مل 1.84 جم / مل

= 1،840 جم

بما أن حمض الكبريتيك نقي بنسبة 95٪ ، فيجب حساب كتلته الفعلية:

م = 1،840 جم (95/100)

= 1.748 جرام

نظرًا لافتراض وجود لتر 95٪ من محلول H ₂ SO ₄ ، فإن الشامات الموجودة في هذه الجرامات ستعطينا المولارية مباشرةً:

M = (1،748 جم / لتر) / (98 جم / مول)

= 17.83

نعلم أن كتلة H ₂ SO ₄ المخففة هي نفسها قبل التخفيف وبعده:

م _أنا = م _و

ج _i v _i = c _f v _f

v _i = c _f · v _f / c _i

ونحل قيمة v _i:

الخامس _أنا = 0.5 م 250 مل / 17.83 م

= 7.010 مل

بعد ذلك ، لتحضير 250 مل من محلول حمض الكبريتيك 0.5 مولار ، يتم وضع جزء من الماء في الدورق الحجمي لتجنب تناثره ، ويتم إضافة 7.010 مل من حامض الكبريتيك المركز وتصنيعه حتى 250 مل بالماء.

التمرين 3

ما هو عدد مل من الماء الذي يجب إضافته إلى 50 مل إلى محلول كلوريد الكالسيوم 0.25 مولار (CaCl ₂) لتحضير محلول 0.0125 M CaCl ₂ ؟

مرة أخرى ، لا توجد خسارة جماعية لـ CaCl ₂ بمجرد تخفيفه:

v _i c _i = v _و c _و

نعزل ونحل قيمة v _f:

v _و = v _i c _i / c _f

= 50 مل 0.25 م / 0.0125 م

= 1،000 مل

حجم الماء المراد إضافته = v _{f -} v _i

1000 مل - 50 مل = 950 مل

لذلك من الضروري إضافة 950 مل من الماء إلى 50 مل إلى محلول كلوريد الكالسيوم 0.5 مولار ، وبهذه الطريقة يتم تحضير 1000 مل من محلول كلوريد الكالسيوم 0.0125 مولار.

المراجع

1. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
2. ويكيبيديا. (2020). التخفيف (المعادلة). تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
3. جيسي أ. (سادس). التخفيفات والتركيز. تم الاسترجاع من: opentextbc.ca
4. كيم تيم. (سادس). التخفيف: التعريف والحسابات. تم الاسترجاع من: chemteam.info
5. ديفيد ر.كابريت. (2012). صنع التخفيفات. تم الاسترجاع من: ruf.rice.edu