Eine Lösung für Lösungen Einige Grundrichtlinien
von Tom Collings
10% w / v, 15% w / w. 20% v / v. 15 g / l. 4M. Genau das, was bedeuten all diese? Es ist erstaunlich, was für ein Wirrwarr einiger Leute in mit ganz einfachen Lösungen bilden, aber eigentlich ist es nicht so schwierig.
Das erste, was etabliert zu erhalten ist, was all diese Begriffe wirklich bedeuten. Wenn wir eine Lösung, die durch Auflösen von 1 gestrichener Teelöffel eines Pulvers in einem halben Liter Wasser machen messen wir sowohl in Bezug auf das Volumen. Somit ist die sich ergebende Festigkeit der Lösung wird mit dem Begriff Volumen pro Volumen ausgedrückt, das heißt v / v. Wenn jedoch nehmen wir 2 Unzen von Pulver und löst ihn in einer Gallone Wasser, dann ein Bestandteil ist, gemessen durch Gewicht und die andere nach Volumen. So ist die Stärke der Lösung ist, Gewicht pro Volumen, d.h. w / v. Wenn wir nun eine Lösung mit 5 g des Pulvers und 100 g flüssiger Beide Maßnahmen sind Gewichts bilden, so dass die Lösung Gew./Gew, d.h. w / w.
Wenn Lösungen genau hergestellt werden, indem ein Feststoff in einer Flüssigkeit, Auflösen der Feststoff wird zunächst in einer kleinen Menge der Flüssigkeit und das Volumen auf dem erforderlichen Niveau mit einem Meßkolben hergestellt gelöst. Mit den Lösungen, die wir in der Erhaltung verwenden wir brauchen nicht in der Regel diesen Grad an Genauigkeit, aber was nicht getan werden muss, ist 10 Gramm Feststoff in 100 Kubikzentimetern Flüssigkeit zu lösen, um eine 10% ige Lösung zu erhalten - weniger als 100 Kubikzentimeter Flüssigkeit wird benötigt, um aufgrund der Ausdehnung der Flüssigkeit 100 Kubikzentimeter Lösung zu geben, wenn der Feststoff darin gelöst ist.
Wenn es um die Prozentsätze kommt, in Teelöffel voll arbeiten, Pints oder Unzen erhebliche Schwierigkeiten bereiten. Solche Schwierigkeiten treten nicht auf, wenn alle Messungen, auch nach Gewicht oder Volumen, gemessen werden, das metrische System. Der Begriff „Prozent“ bezieht sich auf Teile pro 100, die 100 zu der Endmischung beziehen, nicht eine der Zutaten. Das bedeutet, dass wir 5 Gramm Pulver in 95 Gramm Flüssigkeit auflösen müssen 100 Gramm Lösung zu machen, die dann uns eine 5% w / w Lösung geben würde. Es ist wichtig, dass die Einheiten in Einklang stehen, entweder in Gramm oder Kubikzentimetern und die Endmischung aus entweder 100 Gramm oder Kubikzentimetern. Somit wird, wenn 15 Gramm des Pulvers in 1 Liter Flüssigkeit gelöst sind, gibt es 15 Gewichtsteile des Pulvers auf 1000 Volumenteile Flüssigkeit, so dass die Lösung liegt bei 1,5% w / v.
Probleme können entstehen, wenn Flüssigkeiten manchmal Gewicht gemessen werden und manchmal nach Volumen. Nehmen wir ein Beispiel nehmen: Wenn wir in 99 Gramm Wasser 1 Gramm Pulver auflösen haben wir eine 1% w / w Lösung. Aber 99 Gramm Wasser hat ein Volumen von 99 Kubikzentimetern und so konnten wir mit den gleichen Mengen, die Konzentration der Lösung als 1% ausdrücken w / v. Dies funktioniert nur mit Wasser. Wenn wir in 99 cm³ Ethanol 1 Gramm Pulver auflösen 100 Kubikzentimeter Lösung herzustellen, haben wir wieder eine 1% w / v-Lösung. Aber 99 ccm Ethanol wiegt 80 Gramm nicht 99 Gramm, so dass die Konzentration der Lösung, ausgedrückt als w / w wäre (1 x 100) / (1 + 80); d.h. 100/81 = 1,2% w / w.
Wenn wir eine 10% w / v Lösung von Magnesiumbicarbonat (Magnesium Hydrogencarbonat ihm seinen richtigen Namen geben) bilden wollen, können wir es nicht durch Lösen von Magnesiumbicarbonat Pulver in dem geeigneten Volumen an Wasser erhalten, da es nicht außerhalb einer wässrigen existiert Lösung. Deshalb müssen wir einige Berechnungen tun. Magnesiumbicarbonat wird in Lösung durch Einblasen von Kohlendioxid durch eine Suspension von Magnesiumcarbonat 1produced. Die Gleichung für die Reaktion ist--
Wir müssen das Gewicht von Magnesiumcarbonat berechnen, die erforderlich 10 Gramm Magnesiumbicarbonat zu erzeugen. Um dies zu tun müssen wir die Molekulargewichte (relative Molekülmasse) der beiden Verbindungen funktionieren, weil diese uns die erforderliche Zahl für die Berechnung ergibt. Um herauszufinden, die Molekulargewichte wir die Atomgewichte (relative Atommasse) der Elemente beteiligt wissen müssen. Dies sind Magnesium 24, Hydrogen 1, Oxygen 16 Kohlen 12. Das Molekül Magnesiumcarbonat hat die Formel MgC03. Dies bedeutet, es besteht aus einem Magnesiumatom, ein Kohlenstoffatom und drei Sauerstoffatomen. Dies gibt uns ein Molekulargewicht von (1 x 24) + (1 x 12) + (3 x 16), das heißt insgesamt 84 Das Molekül von Magnesiumbicarbonat eine Formel Mg (HCO3) 2 hat. Dies bedeutet, es besteht aus einem Magnesiumatom und zwei (ein Wasserstoffatom + ein Kohlenstoffatom + drei Sauerstoffatomen), insgesamt ein Magnesiumatom, zwei Wasserstoffatom, zwei Kohlenstoffatomen und sechs Sauerstoffatomen, die uns ein Molekulargewicht von (1 x 24) + (2 x 1) + (2 x 12) + (6 x 16), das heißt insgesamt 146.
Da in der Gleichgewichtsreaktion über ein Molekül Magnesiumcarbonat ein Molekül Magnesiumbicarbonat erzeugt, sind die Gewichte der Verbindungen, die in der Reaktion in direktem Verhältnis zu ihrem Molekulargewicht. So 146 g Magnesiumbicarbonat werden bei der Umsetzung von 84 g Magnesiumcarbonat hergestellt. Daher folgt, dass, wenn man 10 g Magnesiumbicarbonat produzieren wollen wir 10 x 84/146 g Magnesiumkarbonat d.h. 5,7 g verwenden müssen. Also, wenn 5,7 g Magnesiumcarbonat in Wasser suspendiert werden, Kohlendioxid durchgeleitet, bis es alle zur Reaktion gebracht und die endgültige Lösung auf 1 Liter aufgefüllt, würden wir eine Konzentration von Magnesiumbicarbonat von 10 g / l, das heißt, ein 1 % w / v-Lösung.
Oft wird der Begriff Molarität der Lösung verwendet, beispielsweise 4 molar (4M). Eine molarer Lösung ist eine, die das Molekulargewicht des Stoffes pro Liter der Lösung in Gramm enthält. So ist es notwendig, wieder Molekulargewichte zu erarbeiten. Zum Beispiel, wenn wir benötigen eine 4M Natriumhydroxid-Lösung müssen wir zuerst wissen, dass die Formel NaOH. Es besteht aus einem Atom von Natrium (Atomgewicht 23), ein Sauerstoffatom und ein Atom von Wasserstoff. (1 x 23) + (1 x 16) + (1 x 1) = 40. So ein molarer Lösung enthält 40 g / l Natriumhydroxid und damit eine 4 M Lösung enthält 160 g / l.
Manchmal ist es erforderlich, um eine Lösung zu bilden, wobei die Verbindung in leicht unterschiedlichen Formen vorliegen kann, von denen eine wasserfreie (ohne Wasser) und andere Kristallwasser aufweisen. Ein gutes Beispiel ist das Bariumhydroxid in die wasserfreie Form mit einer Summenformel von Ba (OH) 2 oder hydratisierter als Ba (OH) 2 .5H2 O. den Faktor bestimmen existieren können wir wieder einen zum anderen konvertieren arbeiten müssen aus den Molekulargewichten. Ba (OH) 2 171 (ba = 137) und Ba (OH) 2 .5H2 O 261 ist so der Umrechnungsfaktor ist entweder 171/261, 0,66 für die kristalline wasserfreie und 261/171, 1,53 für wasserfreie zu kristallin.
Eine weitere Klasse von Verbindungen, die oft verwendet, nicht stabil sind, ist die Hypochlorite - Blondierpulver und Natriumhypochlorit. (Wir sind nicht ChloraminT T erwähnen, weil ich Sie hoffen, haben mit knapp!) Während es üblich ist sicher w / v Prozentsatz Lösungen zu verwenden, dies sehr unzuverlässig ist. Es ist viel besser, den Prozentsatz „Chlor“ Ausdruck der Konzentration zu verwenden und die tatsächliche Stärke Ihrer Lösung zu überprüfen, bevor Sie es benutzen. Sie können die Details dieses in dem Artikel finden „Eine einfache Methode, die wirklichen Stärken von Hypochlorit-Lösungen zu bestimmen“ (Papierrestaurierung Nachrichten Nr. 30, 1984).
Nun, ich denke, dass deckt die meisten davon. Ich hoffe, Sie haben es eine Hilfe gefunden. Ich bin ständig auf die Probleme einige Restauratoren haben überrascht in Lösungen bilden und vielleicht jetzt die Lösung nicht unlöslich sein.