KONSANTRASYON VE ÇÖZELTİ HAZIRLAMA
Konsantrasyon (derişim) çözücünün belirli bir hacminde çözünmüş olan çözünen madde miktarıdır.
Molarite (M) Bir litre çözeltide çözünmüş olan maddenin mol sayısıdır.
Normalite (N) Bir litre çözeltide çözünmüş olan maddenin eşdeğer gram sayısıdır.
Eşdeğer gram sayısı; bir asit-baz reaksiyonunda bir mol H+ verebilen veya alabilen; veya bir redoks reaksiyonunda bir mol elektron alabilen veya verebilen maddenin kütlesidir.
Molarite ile normalite arasında N = e x M ile gösterilen bir ilişki vardır.
Burada e tesir değerliğidir; kullanılan bileşiğe ve bu bileşiğin katıldığı reaksiyona göre değişen bir değerdir.
Molalite (m) Bir kilogram çözücüde çözünmüş olan maddenin mol sayısıdır.
Yüzde konsantrasyon (%): Üç farklı şekilde ifade edilebilir;
Ağırlık / hacimce yüzde %(w/v): 100 mililitre çözeltide çözünmüş olan maddenin gram miktarıdır.
Hacimce yüzde %(v/v): 100 mililitre çözeltide çözünmüş olan maddenin mililitre cinsinden miktarıdır.
Ağırlıkça yüzde %(v/v): 100 gram çözeltide çözünmüş olan maddenin gram miktarıdır.
Milyonda kısım (ppm): Bir litre çözeltide çözünmüş olan maddenin miligram miktarıdır.
Milyarda kısım (ppb): Bir litre çözeltide çözünmüş olan maddenin mikrogram (µg) miktarıdır.
Çözelti hazırlamak için bazı formüller kullanılabilir.
M= n/V n: mol sayısı V: hacim (Litre) n= Madde ağırlığı/ Molekül ağırlığı
Seyreltme M1xV1=M2xV2
N1xV1=N2xV2
%’si ve yoğunluğu belirli çözelti kullanılarak;
Alınması gereken mL = M (molarite) x Ma (molekül ağırlığı) x V (Litre)
Formüller kullanılırken birimlere dikkat edilmelidir!
% konsantrasyon (0, şeklinde) x d (yoğunluk, g/mL)
Örnek 1: 100 mL 0,1 M NaOH nasıl hazırlanır? Na: 23 O:16 H:1 0,1 M NaOH çözeltisi 1000 mL’sinde 0,1 mol NaOH içeren çözeltidir.
1000 mL’sinde 0,1 mol NaOH varsa
100 mL’sinde x mol NaOH içerir. x=0,01 mol.
1 mol NaOH 40 gramsa.
0,01 mol NaOH x gramdır. x=0,4 g
Buna göre terazi ile 0,4 g NaOH tartılır, 100 mL’lik bir balon jojeye aktarılır ve hacmi saf su ile 100 mL’ye tamamlanır.
Alternatif olarak: M= n/V ve n=m/Ma kullanılarak 0,1M= n/ 0,1 L n= 0,01 mol
0,01=m/40 m=0,4 g
Örnek 2: 250 mL 0,8 N FeSO4 nasıl hazırlanır? Fe: 56 S: 32 O: 16 N= e x M 0,8= 2 x M 0,4 M
0,4 M FeSO4 çözeltisi 1000 mL’sinde 0,4 mol FeSO4 içeren çözeltidir.
1000 mL’sinde 0,4 mol FeSO4 varsa
250 mL’sinde x mol FeSO4 içerir. x=0,1 mol.
1 mol FeSO4 152 gramsa.
0,1 mol FeSO4 x gramdır. x=15,2 g
Buna göre terazi ile 15,2 g FeSO4 tartılır, 250 mL’lik bir balon jojeye aktarılır ve hacmi saf su ile 250 mL’ye tamamlanır.
Alternatif olarak: M= n/V ve n=m/Ma kullanılarak 0,4M= n/ 0,25 L n= 0,1 mol
0,1=m/152 m=15,2 g
Örnek 3: 500 mL 0,3 N AlCl3 çözeltisi AlCl3.6H20 kullanılarak nasıl hazırlanır? Al:
27 Cl: 35.5 H:1 O: 16
N= e x M 0,3= 3 x M 0,1 M
0,1 M AlCl3 çözeltisi 1000 mL’sinde 0,1 mol AlCl3 içeren çözeltidir.
1000 mL’sinde 0,1 mol AlCl3 varsa
500 mL’sinde x mol AlCl3 içerir. x=0,05 mol AlCl3
1 mol AlCl3 133,5 gramsa.
0,05 mol AlCl3 x gramdır. x=6,675 g AlCl3
1 mol AlCl3.6H20 241,5 gramdır ve 1 mol, yani 133,5 g, AlCl3 içerir Ne kadar AlCl3.6H20 6,675 g AlCl3 içerir?
X=12,075 g AlCl3.6H20
Buna göre terazi ile X=12,075 g AlCl3.6H20 tartılır, 500 mL’lik bir balon jojeye aktarılır ve hacmi saf su ile 250 mL’ye tamamlanır.
Alternatif olarak: M= n/V ve n=m/Ma kullanılarak 0,1M= n/ 0,5 L n= 0,05 mol 0,05=m/241,5 m=12.075 g
(Hidratın molekül ağırlığının kullanıldığına dikkat edin! Çözeltide ise artık AlCl3.6H20 yoktur!!!
Örnek 4: 100 mL %5’lik CuSO4 çözeltisi nasıl hazırlanır? Cu:63,5 S:32 O:16 H:1
%5 lik çözelti (w/v) 100 mL’sinde 5 gram CuSO4 içeren çözeltidir.
Buna göre terazi ile 5 g CuSO4 tartılır, 100 mL’lik bir balon jojeye aktarılır ve hacmi saf su ile 100 mL’ye tamamlanır.
Örnek 5: 100 mL %10’luk Etanol (C2H5OH) çözeltisi nasıl hazırlanır? C:12 O:16 H:1
%5 lik çözelti (v/v) 100 mL’sinde 5 mililitre etanol içeren çözeltidir.
Buna göre bir pipet ile 5 mL Etanol alınır, 100 mL’lik bir balon jojeye aktarılır ve hacmi saf su ile 100 mL’ye tamamlanır.
Örnek 6: %10’luk (w/w)NaCl çözeltisi nasıl hazırlanır? Na:23 Cl:35.5
%10 luk çözelti (w/w) 100 gramında 10 g NaCl içeren çözeltidir.
Buna göre 10 g NaCl alınır, üzerine 90 g su eklenir. (Çözelti son ağırlığı 100 g olmalıdır)
Örnek 5: 250 mL %5’lik CuSO4 çözeltisi CuSO4.5H2O kullanılarak nasıl hazırlanır?
Cu:63,5 S:32 O:16 H:1
%5 lik çözelti 100 mL’sinde 5 gram CuSO4 içeren çözeltidir.
Bu çözelti 250 mL’sinde x gram CuSO4 içerir. x=12,5 g CuSO4 1 mol CuSO4.5H2O 1 mol CuSO4 içerir.
249.5 g CuSO4.5H2O 159.5 g CuSO4 içerir.
Kaç gram CuSO4.5H2O 12,5 g CuSO4 içerir. x=19,55 g CuSO4.5H2O
Buna göre terazi ile X= x=19,55 g CuSO4.5H2O tartılır, 250 mL’lik bir balon jojeye aktarılır ve hacmi saf su ile 250 mL’ye tamamlanır.
Örnek 7 %7’lik Etanol çözeltisi %3’lük ve % 23’lük stok çözeltiler kullanılarak nasıl hazırlanır?
Bu çözeltiyi hazırlamak için 4 kısım (veya 20 mL) %23’lük çözeltiden alınır, 100 mL’lik bir balonjojeye aktarılır ve hacmi %3’lük çözelti kullanılarak 100 mL’ye tamamlanır.
Örnek 8 0,8 N 500 mL hidrojen peroksit çözeltisi yoğunluğu 1,11 g/mL olan %30’luk stok çözeltiden nasıl hazırlanır? H:1 O:16
1. Adım Normaliteyi molariteye çevir.
N = e x M 0,8 = 2 x M M=0,4
2. Adım Çözelti için kaç gram H2O2 gerektiğini hesapla.
0,4 M 0,4 mol / 1000 mL çözeltide demektir 0,2 mol / 500 mL çözeltidedir.
0,2mol H2O2 0,2 x 34 = 6,8 g H2O2 demektir.
3. Adım gerçek yoğunluğu hesapla Çözeltinin yoğunluğu 1.11 g/mL’dir.
Bu 1 mL çözeltide 1.11g madde olduğu anlamına gelir.
Ancak bu maddenin sadece %30’u H2O2 dir, kalanı sudur.
Yani 1 mL çözeltide 1,11 x (30/100) 0,333 g H2O2 vardır.
4. Adım gereken stok çözelti hacmini hesapla 1 mL’de 0,333 g H2O2 varsa
Kaç mL çözelti 6,8 g H2O2 içerir 20,423 mL H2O2
9- How do you prepare 0,2 M 250 mL calcium citrate solution from calcium citrate tetrahydrate? Calculate the %(w/v) concentration and ppm of this solution.
First part of the question
(Ca3(C6H5O7)2.4H2O , Ca:40; C:12; O:16; H:1.) Molecular weight of Ca3(C6H5O7)2.4H2O =570.49 g/mol M=n/v 0,2=n/0,25 n=0,05 mole
m=n x MW m=0,05 x 570,49 = 28,5245 g
Alternative way for the solution of the first part of the question.
0,2 M means 0,2 mol in 1000 mL X mol in 250 mL
X=0,05 mol
If 1 mol of calcium citrate tetrahydrate is 570.49 g
0,05 mol of calcium citrate tetrahydrate is 28,5245 g Dissolved in 250 mL volumetric flasc
Preparing the solution
If your balance is analytical (which means capable of weighing 0,1 mg or 0,0001 g you may leave your result as it is.
But if your balance’s sensitivity is 0,01 g then you should round your result to 2 digit which is 28.52 g.
Select the appropriately sized flask. Measure and transfer the calculated mass of solid material into the flask, preferably using a funnel to assure no material is lost during transfer. Rinse the sides of the funnel with your solvent (e.g.
water for aqueous solutions) down into the flask to capture any residual material adhering to the funnel.
Next, fill the flask about halfway with your solvent, cap the flask and swirl to dissolve the solid material into solution. Once the solid material has been dissolved, fill the flask with your solvent by carefully adding enough solvent to raise the base of the meniscus of the solution to the level of the etched line.
Finally, cap, mix, swirl and store your prepared solution until ready to use.
Second part of the question
This solution made by dissolving 28,5245 g calcium citrate tetrahydrate in 250 mL volumetric flask. But it does not contain Ca3(C6H5O7)2.4H2O in the solution, it contains only Ca3(C6H5O7)2. So we have to calculate unhydrous calcium citrate quantity.
If 570.49 g calcium citrate tetrahydrate contains 498,49 g calcium citrate
28,5245 g calcium citrate tetrahydrate contains x g of calcium citrate x= 24,9245 g
% w/v means grams of solute in a 100 mL solution therefore;
if 24,9245 g calcium citrate presents in 250 mL
x g presents in 100 mL
x=9,9698 This solution is 9,96% (w/v).
Third part of the question
9,96 g 100 mL 99,6 g 1000 mL 99600 mg 99600 ppm
10-How do you prepare 0,5 M 500 mL HCl solution using 36% HCl stock solution d= 1,18 g/mL. H:1 Cl:35.5. If you take 5 mL of this solution and dilute it to 1L what would be the final concentration?
First Step calculate g.
0,5 M 0,5 mole HCl in 1000 mL solution 0,25 mole HCl in 250 mL solution 1 mole HCL is 36,5 g 0,25 mole HCl is 9,125 g
Second step calculate denstiy of HCl
1 mL solution contains 1,18 g water+HCl and 36,5% of it is HCl (rest is water) 1,18*0,36=0,4248 g HCl in 1 mL solution !!!
Third step calculate volume of HCl you have to take If 1 mL contains 0,4248 g HCl
X mL contains 9,125 g x= 21,48 mL
Don’t forget to describe how do you prepare this solution!!!
10-How do you prepare 0,5 M 500 mL HCl solution using 36% HCl stock solution d= 1,18 g/mL. H:1 Cl:35.5. If you take 5 mL of this solution and dilute it to 1L what would be the final concentration?
Now, the second part, we have to do some dilution. We will take 5 mL of 0,5M solution and dilute it to 1000 mL
0,5 M means 0,5 mole HCl in 1000 mL 0,0025 mole HCl in 5 mL
Then we add approximately 995 mL of water (which does not contain any HCl) so final mole count is unchanged.
0,0025 mol (from HCl)+ 0 mole (from water) =0,0025 mole HCl/1000 mL This solution is 0,0025 M.
Alternative way M1V1=M2V2 0,5x5 = M2x1000 0,0025 M
11- How do you prepare 0,04 N 100 mL of Zinc sulfate solution from Zinc sulfate heptahydrate? If you take 5 mL from this solution and diluted to 1L using distilled water what is the % w/v concentration of the final solution.
First we have to convert Normality to Molarity, (N=e x M) and in order to do that we must know number of equivalents (e).
For acids and bases an equivalent is the number of reactive particles (for acids H+, for bases OH- one mole of substance contains.
For oxidation and reduction, the equivalent number is related to the electrons that taken or given;
(MnO4- + 8H+ + 5e- ---> Mn2+ + 4H2O)
11- How do you prepare 0,04 N 100 mL of Zinc sulfate solution from Zinc sulfate heptahydrate? If you take 5 mL from this solution and diluted to 1L using distilled water what is the % w/v concentration of the final solution.
Solution of the first part of the question.
(ZnSO4.7H2O , Zn:65,39; S:32; O:16; H:1.)
First we should convert normality to molarity N=e x M 0,04= 2 x M M=0,02 0,02 M means 0,02 mol in 1000 mL
0,002 mol in 100 mL
0,002 x MW of ZnSO4.7H2O (287.56 g/mol) = 0,57512 g of ZnSO4.7H2O / 100 mL
Do not forget to explain how you prepare this solution!
11- How do you prepare 0,04 N 100 mL of Zinc sulfate solution from Zinc sulfate heptahydrate? If you take 5 mL from this solution and diluted to 1L using distilled water what is the % w/v concentration of the final solution.
Second part of the question from grams
This solution prepared by disolving 0,57512 g ZnSO4.7H2O in 100 mL solution, we must calculate how much ZnSO4 it contains.
287,56 g ZnSO4.7H2O contains 161,56 g ZnSO4
0,57512 g ZnSO4.7H2O contains x g ZnSO4 X= 0,32312 g ZnSO4 in 100 mL If 0,32312 g ZnSO4 in 100 mL
X g in 5 mL X= 0,016156 g
If 0,016156 g ZnSO4 presents in 5 mL solution when diluted to 1 L using distilled water this value does not change.
If 0,016156 g ZnSO4 in 1000 mL
X g in 100 mL X= 0,0016156 g in 100 mL Final solution is %0,0016156 (w/v) or %0,0016.
11- How do you prepare 0,04 N 100 mL of Zinc sulfate solution from Zinc sulfate heptahydrate? If you take 5 mL from this solution and diluted to 1L using distilled water what is the % w/v concentration of the final solution.
Second part of the question from moles
This solution is 0,02 M 0,02 mole ZnSO4 in 1000 mL
M1V1=M2V2 0,02x5 = M2x1000 M2= 0,0001 M 0,0001 mole ZnSO4 in 1000 mL
0,0001 mole x 161,56 g (MW ZnSO4) = 0,016156 g/1000 mL 1000 mL contains 0,016156 g ZnSO4
100 mL contains 0,0016156 g ZnSO4 %0,0016
12. How do you prepare 500 mL %17 (v/v) hexane solution using 7%
and 33% stock hexane solutions.
7% 16 part
17%
33% 10 part 192,31 mL
26 part = 500 mL 10 part = 192,31 mL
We take 192,31 mL 33% hexane solution, transfer it to a 500 mL volumetric flask and complete the volume using 7% hexane.
13. How do you prepare 250 mL 0,1 N magnesium sulfate solution using magnesium sulfate heptahydrate. If you take 120 mL of this solution and mix it with 130 mL 0,1 % magnesium sulfate solution, what is the molarity and ppm concentration of the final solution?
MgSO4 · 7H2O MW 246.47 First part:
N=e x M 0,1 = 2 x M M=0,05
0,05 mole MgSO4 in 1000 mL 0,0125 mole MgSO4 in 250 mL
0,0125 mole magnesium sulfate 0,0125*120,47=1,505875 g MgSO4 246.47g MgSO4 · 7H2O contains 120,47g MgSO4
X g MgSO4 · 7H2O contains 1,505875g MgSO4 x=3,0800875 g MgSO4 · 7H2O
Weigh 3,08g MgSO4 · 7H2O and transfer it in a 250 mL volumetric flask.
13. How do you prepare 250 mL 0,1 N magnesium sulfate solution using magnesium sulfate heptahydrate. If you take 120 mL of this solution and mix it with 130 mL 0,1 % magnesium sulfate solution, what is the molarity and ppm concentration of the final solution? MgSO4 · 7H2O MW 246.47
Second part:
0,05M MgSO4 solution contains 0,05 mole MgSO4 in 1000 mL 0,05*120,47=0,5235g MgSO4 in 1000 mL
If 0,5235g in 1000 mL x g in 120 mL x =0,06282g in 120 mL
%0,1 means 0,1g in 100 mL x g in 130 mL x= 0,13 g in 130 mL
When mix this two solutions together: 0,06282+0,13g in 120+130 mL 0,19282g in 250 mL 0,77128g in 1000 mL
(0,77128/120,47) mole in 1000 mL 0,0064 mole in 1000 mL 0,0064 M
13. How do you prepare 250 mL 0,1 N magnesium sulfate solution using magnesium sulfate heptahydrate. If you take 120 mL of this solution and mix it with 130 mL 0,1 % magnesium sulfate solution, what is the molarity and ppm concentration of the final solution? MgSO4 · 7H2O MW 246.47
Third part:
From the previous part;
0,19282g in 250 mL 0,77128g in 1000 mL 771,28mg in 1000 mL
771,28 ppm
1. How do you prepare 300 mL %1.2 Disodiumhydrogenphosphate solution using Na2HPO4.12 H2O. If you take 25 mL from this solution and dilute it to 500 mL what is the normality, % concentration and ppm of the final solution?
2. How do you prepare 250 mL %13 CuSO4 solution using 5% and 3%
stock solution. If you mix 100mL of this solution with 400 mL of 7%
CuSO4 solution what is the Normality and % concentration of the final solution.
3. How do you prepare 0,01 N 500 mL H2SO4 solution using 98% H2SO4 solution d= 1,87g/mL. If you take 5 mL from this solution and dilute it to 500 mL using water what is the normality, % concentration and ppm of the final solution?
1- The reaction between propionaldehyde and hydrocyanic acid has been studied at 25 °C. In a certain aqueous solution at 25 °C the concentrations at various times were as follows.
If initial HCN concentration is 1.2M, 0,35M or 0,05 M what is the expected reaction times?
First we should draw the graphic of Initial conc. Versus 1/ reaction time
