Une solution aux solutions Quelques lignes directrices élémentaires
par Tom Collings
10% p / v, 15% p / p. 20% v / v. 15g / l. 4M. Juste Que tout cela signifie? Il est surprenant que certaines personnes une pagaille entrer dans des solutions qui constituent tout à fait simples, mais il est vraiment pas si difficile.
La première chose à faire est établi ce que tous ces termes signifient vraiment. Si nous faisons une solution en dissolvant 1 cuillère à café rase d'une poudre dans une demi-pinte d'eau que nous mesurons à la fois en termes de volume. Ainsi, la force résultante de la solution est exprimée avec le volume à long terme par volume, à savoir v / v. Cependant, si nous prenons 2 onces de poudre et de le dissoudre dans un gallon d'eau, puis un ingrédient est mesurée en poids et l'autre en volume. Ainsi, la force de la solution est le poids par unité de volume, à savoir w / v. Si nous faisons maintenant une solution avec 5 grammes de poudre et 100 grammes de liquide sont les deux mesures en poids pour que la solution est le poids en poids, à savoir w / w.
Lorsque les solutions sont constituées de façon précise par dissolution d'un solide dans un liquide, le solide est d'abord dissous dans une petite quantité de liquide et le volume formé au niveau requis à l'aide d'une fiole jaugée. Avec les solutions que nous utilisons dans la conservation, nous ne devons généralement pas ce degré de précision, mais ce ne doit pas être fait est de dissoudre 10 grammes de solide dans 100 centimètres cubes de liquide pour donner une solution à 10% - moins de 100 centimètres cubes de liquide sera nécessaire pour donner 100 centimètres cubes de solution en raison de la dilatation du liquide lorsque l'on dissout dans ce solide.
En ce qui concerne les pourcentages, travaillant en cuillerée à café, pintes ou onces provoqueront des difficultés considérables. De telles difficultés ne se produisent pas si toutes les mesures, que ce soit en poids ou en volume, sont mesurés à l'aide du système métrique. Le terme « pourcentage » fait référence à des parties par 100, 100 se référant au mélange final, et non pas l'un des ingrédients. Cela signifie que nous devons dissoudre 5 grammes de poudre dans 95 grammes de liquide pour faire 100 grammes de solution, qui nous donnera alors 5% p / p. Il est important que les unités soient cohérentes, soit en grammes ou en centimètres cubes et le mélange final soit de 100 grammes ou centimètres cubes. Ainsi, si 15 grammes de poudre sont dissous dans 1 litre de liquide, on a 15 parties en poids de poudre à 1000 parties en volume de liquide, de sorte que la solution est de 1,5% p / v.
Des problèmes peuvent survenir lorsque des liquides sont mesurés parfois en poids et parfois en volume. Prenons un exemple: si on dissout 1 gramme de poudre dans 99 grammes d'eau, nous avons 1% p / p. Mais 99 grammes d'eau a un volume de 99 centimètres cubes nous avons donc pu, avec les mêmes quantités, d'exprimer la concentration de la solution à 1% p / v. Cela fonctionne uniquement avec l'eau. Si on dissout 1 gramme de poudre dans 99 centimètres cubes d'éthanol pour produire 100 centimètres cubes de solution, nous avons à nouveau une solution à 1% p / v. Mais 99 centimètres cubes d'éthanol pèse 80 grammes 99 grammes non de sorte que la concentration de la solution exprimée en poids / poids serait (1 x 100) / (1 + 80); à-dire 100/81 = 1,2% p / p.
Si l'on veut préparer une solution p / v à 10% de bicarbonate de magnésium (carbonate acide de magnésium pour lui donner son nom correct) on ne peut l'obtenir par dissolution de la poudre de bicarbonate de magnésium dans le volume d'eau approprié, car il n'existe pas en dehors d'une solution aqueuse Solution. Nous devons donc faire des calculs. bicarbonate de magnésium est 1Produit en solution en faisant barboter du dioxyde de carbone à travers une suspension de carbonate de magnésium. L'équation de la réaction est--
Nous devons calculer le poids de carbonate de magnésium nécessaire pour produire 10 grammes de bicarbonate de magnésium. Pour ce faire, nous devons travailler sur les masses moléculaires (masses moléculaires relatives) des deux composés, parce que cela nous donne le chiffre requis pour le calcul. Pour les poids moléculaires dont nous avons besoin de connaître les poids atomiques (masses atomiques relatives) des éléments impliqués. Ce sont 24 magnésium, l'hydrogène 1, de l'oxygène 16, carbone 12. La molécule de carbonate de magnésium répond à la formule MgC03. Cela signifie qu'il est constitué d'un atome de magnésium, un atome de carbone et trois atomes d'oxygène. Cela nous donne une masse moléculaire de (1 x 24) + (1 x 12) + (3 x 16) à savoir un total de 84. La molécule de bicarbonate de magnésium répond à la formule Mg (HCO3) 2. Cela signifie qu'il est constitué d'un atome de magnésium et deux (un atome d'hydrogène + un atome de carbone + trois atomes d'oxygène), un total d'un atome de magnésium, deux atomes d'hydrogène, deux atomes de carbone et six atomes d'oxygène, nous donnant un poids moléculaire de (1 x 24) + (2 x 1) + (2 x 12) + (6 x 16), soit un total de 146.
Parce que, dans la réaction équilibrée ci-dessus une molécule de carbonate de magnésium produit une molécule de bicarbonate de magnésium, le poids des composés de la réaction sont en proportion directe de leur poids moléculaire. Ainsi, 146 g de bicarbonate de magnésium sont produites dans la réaction de 84 g de carbonate de magnésium. Par conséquent, il en résulte que si l'on veut produire 10 g de bicarbonate de magnésium, nous devons utiliser 10 x 84/146 g de carbonate de magnésium à savoir 5,7 g. Donc, si 5,7 g de carbonate de magnésium sont mis en suspension dans de l'eau, du dioxyde de carbone passée à travers jusqu'à ce qu'elle ait toutes réagi et la solution finale composée de 1 litre, on aurait une concentration de bicarbonate de magnésium de 10 g / l, soit un 1 % en poids solution / v.
Souvent, le terme molarité de la solution est utilisée, par exemple 4 molaire (4M). Une solution molaire est celle qui contient la masse moléculaire de la substance en grammes par litre de solution. Il est donc nécessaire d'élaborer des poids moléculaires à nouveau. Par exemple, si nous avons besoin d'une solution 4 M d'hydroxyde de sodium, nous devons d'abord savoir que la formule est NaOH. Il se compose d'un atome de sodium (poids atomique 23) un atome d'oxygène et un atome d'hydrogène. (1 x 23) + (1 x 16) + (1 x 1) = 40. Ainsi, une solution molaire contient 40 g / l d'hydroxyde de sodium et par conséquent une solution 4M contient 160 g / l.
Parfois, il est nécessaire de préparer une solution dans laquelle le composé peut exister sous des formes légèrement différentes, l'une étant anhydre (sans eau) et d'autres ayant de l'eau de cristallisation. Un bon exemple est l'hydroxyde de baryum qui peut exister sous la forme anhydre avec une formule moléculaire de Ba (OH) 2 ou hydratée Ba (OH) 2 .5H2 O. Pour déterminer le facteur pour convertir une à l'autre il faut travailler à nouveau les poids moléculaires. Ba (OH) 2 est de 171 (ba = 137) et de Ba (OH) 2 .5H2 O est de 261 de sorte que le facteur de conversion est soit 171/261, 0,66 pour cristallin anhydre et 261/171, 1,53 pour anhydre cristallin.
Une autre classe de composés souvent utilisés qui ne sont pas stables sont les hypochlorites - poudre de blanchiment et de l'hypochlorite de sodium. (Nous ne mentionnerons pas chloramine T parce que j'espère que vous avez cessé de l'utiliser!) Il est pratique courante d'utiliser certaines solutions de pourcentage en poids / volume, ce qui est très peu fiable. Il est préférable d'utiliser le pourcentage expression « chlore » de la concentration et de vérifier la force réelle de votre solution avant de l'utiliser. Vous trouverez tous les détails de ce dans l'article « Une méthode simple pour déterminer les forces réelles des solutions d'hypochlorite » (papier Nouvelles conservation. No. 30, 1984).
Eh bien, je pense que couvre la majeure partie. J'espère que vous avez trouvé une aide. Je suis constamment surpris par les problèmes des conservateurs ont à faire des solutions et peut-être maintenant la solution ne sera pas insoluble.