Springen naar inhoud

[nanocursus] verdunningsfactor (scheikunde)


  • Dit onderwerp is gesloten Dit onderwerp is gesloten

#1

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 09 november 2008 - 15:44

[nanocursus] Verdunningsfactor

Auteur: StrangeQuark


Wat is een verdunningsfactor?

We kijken dan meestal naar een oplossing. Bijvoorbeeld: een zoutoplossing bestaat uit zout dat opgelost is in water.

De concentratie is de hoeveelheid opgeloste stof (zout) gedeeld door de hoeveelheid oplossing (de hoeveelheid zout water).

Het zout is hier de opgeloste stof, water het oplosmiddel, en het zoute water noemen we dan de oplossing.

OPLOSSING = OPLOSMIDDEL + OPGELOSTE STOF

Om een zoutoplossing van 20 g/L te maken, doe je 20 g zout in een maatkolf, en dan vul je met water aan totdat het totale volume 1 L geworden is.
NB: Dat is nťt iets anders dan 20 g zout samenvoegen met 1 liter water, want dan zou je met iets meer dan een liter zout water eindigen.

Als je nu een oplossing van 20 gram zout in 1 liter zout water verdunt tot 5 gram zout in 1 liter zout water dan is de concentratie vier keer zo laag, en dus is de verdunningsfactor 4.

De verdunningsfactor is een maat voor hoe vaak iets verdund is. Met andere woorden de verdunningsfactor geeft aan hoeveel keer lager de concentratie van iets is geworden.

De verdunningsfactor zegt hoeveel keer lager de concentratie van een oplossing is geworden na verdunning.


Concentraties verdunnen in een plaatje.
Geplaatste afbeelding

Figuur 1:Hierboven zie je zes maatcilinders met elk een andere concentratie (behalve D en E !!):

In A zitten 20 rode bolletjes, die elk 1 gram opgeloste stof voorstellen.
Het volume aan oplossing is 100 mL.
De concentratie in A is 20 gram per 100 mL (200 gram per liter).

In B is 100 mL water toegevoegd aan A.
Er zit dus nu 20 gram per 200 mL oplossing in de kolf (100 gram per liter).
De verdunningsfactor tussen A en B is 2.

In C is 300 mL toegevoegd aan B.
Er zit dus nu 20 gram per 500 mL oplossing in de kolf (40 gram per liter).
De verdunningsfactor tussen A en C is 5.

In D is 500 mL toegevoegd aan C.
Er zit dus nu 20 gram per 1000mL oplossing in de kolf (20 gram per liter).
De verdunningsfactor tussen A en D is 10.

In E is 800 mL weg gehaald uit D. Er zit dus nu 4 gram per 200 mL oplossing in de kolf (20 gram per liter). De verdunningsfactor tussen A en E is 10. Merk op dat de concentratie gelijk is gebleven, we hebben alleen nog maar een vijfde deel van de oplossing over.

In F is nu 800 mL water (oplosmiddel) toegevoegd aan E.
Er zit nu 4 gram per 1000 mL oplossing in de kolf (4 gram per liter).
De verdunningsfactor tussen A en F is 50.



Hoe bereken je de verdunningsfactor?

Bij elke handeling die gedaan wordt met een oplossing kijk je naar de concentratie. Na afloop kijk je hoeveel keer lager de concentratie is geworden ten opzichte van het begin.

Voorbeeld 1:
Vraag:
In een bekerglas zit een zoutwater oplossing van 20 gram zout per 100mL oplossing. Uit de 100 mL oplossing neem je 10 mL. Deze vul je aan tot 100 mL. Uit die 100 mL neem je 50 mL. Ook deze vul je weer aan tot 100 mL.
Wat is de verdunningsfactor?
Oplossing:
Schrijf elke stap uit en wat er gebeurt met de concentratie.

In een bekerglas zit een zoutwateroplossing van 20 gram zout per 100 mL oplossing.

De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
20 gram zout in 100 mL oplossing


Uit de 100 ml oplossing neem je 10 mL.

Wat zijn de begin- en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
20 g per 100 mL

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
2 g per 10 mL = 20 g per 100 mL (Je neemt 1/10e deel van de oplossing, maar dat verandert de concentratie niet.)


Deze vul je aan tot 100 mL

Wat zijn de begin- en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
2 g per 10 mL

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
2 g per 100 mL (Er wordt alleen maar water bij gedaan, dus er komt geen zout bij. Je concentratie is nu 10x lager.)


Uit die 100 mL neem je 50 mL.

Wat zijn de begin- en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
2 g per 100 mL

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
1 g per 50 mL (Je neemt de helft van de oplossing, maar dat verandert de concentratie niet.)


Ook deze vul je weer aan tot 100 mL.

Wat zijn de begin- en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
1 g per 50 mL

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
1 g per 100 mL (Er wordt alleen maar water bij gedaan, dus er komt geen zout bij. Je concentratie is nu 2x lager.)


Vergelijk nu de concentraties aan het begin van je verdunningen en aan het einde van je verdunningen.
Begin concentratie:
Verborgen inhoud
20 gram per 100 mL

Eind concentratie:
Verborgen inhoud
1 gram per 100 mL

Aantal keer dat de concentratie lager is: 20 keer.
Verdunningsfactor: 20

Voorbeeld 2:
Vraag:
Je wilt een oplossing van suikerwater (100 g/L) met een verdunningsfactor van 20 verdunnen. Hoe doe je dat?
Oplossing:
De verdunningsfactor is 20. Dat betekent dat de concentratie van het suikerwater aan het einde van je experiment 20 keer lager moet zijn.

Stap 1:
Wat zijn de begin- en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
100 g/L

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
5 g/L (Je neemt 1/20e van de beginconcentratie omdat de verdunningsfactor 20 is)


Stap 2:
Verdun een aantal keer en schrijf elke stap uit en wat er gebeurt met de concentratie. Je kan het in een keer doen, maar ik kies ervoor om het in meerdere stappen te doen. Ten eerste omdat het duidelijker de methode laat zien, en ten tweede omdat het vaak nauwkeuriger werkt om niet te kleine porties van de oplossing te gebruiken. Als je een liter 1000 keer wil verdunnen zou je ook in een keer een milliliter kunnen nemen en die aan kunnen vullen tot een liter, echter die ene milliliter is misschien wel niet even geconcentreerd als de rest (slecht gemengd) en een enkele milliliter afmeten is moeilijker dan een halve liter.

We hebben een liter zoutoplossing.
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
100 gram per liter.


We nemen daar 200 mL van.
Wat zijn de begin en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
100 g per 1000 mL

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
20 g per 200 mL (Je neemt 1/5 van de oplossing, maar dat verandert de concentratie niet.)


We vullen deze 200 mL aan tot 1000 mL.
Wat zijn de begin- en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
20 g per 200 mL

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
20 g per 1000 mL (Er wordt alleen maar water bij gedaan, dus er komt geen suiker bij. Je concentratie is nu 5x lager.)


We nemen daar 250 mL van.
Wat zijn de begin- en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
20 g per 1000 mL

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
5 g per 250 mL (Je neemt 1/4 van de oplossing, maar dat verandert de concentratie niet.)


We vullen deze 250 mL aan tot 1000 mL.
Wat zijn de begin- en eind concentraties:
De beginconcentratie is:
Verborgen inhoud
5 g per 250 mL

De eindconcentratie is:
Verborgen inhoud
5 g per 1000 mL (Er wordt alleen maar water bij gedaan, dus er komt geen suiker bij. Je concentratie is nu 4x lager.)


Je zit nu op de eindconcentratie die je in Stap 1 had berekend. Hoe kan je dit van te voren bedenken? Merk op dat de eerste maal 5 x werd verdund, en bij de volgende verdunningsstap 4 x.
5 x 4 = 20



Verschillende soorten concentratie
De concentratie is zoals gezegd:

De hoeveelheid opgeloste stof gedeeld door het volume van de oplossing.

In het eerste voorbeeld was 20 gram per 100 mL de concentratie. Dit is een prima duidelijke concentratie, maar hij wordt niet door scheikundigen gebruikt. Zij gebruiken standaard concentraties. Het is wel altijd de hoeveelheid opgeloste stof per hoeveelheid oplosSING.

Veel gebruikte concentraties:
Dit is een verre van een volledige lijst. Er zijn door de eeuwen heen tientallen verschillende maten voor concentraties bedacht, maar deze drie kom je het vaakst tegen in de scheikunde.

gram per liter
Dit lijkt op wat we tot nu toe hebben gedaan. Scheikundigen werken vaak graag met hele liters in plaats van 100 mL. Dus als er 25 gram zout in een liter oplossing zit, is de concentratie 25 g/L. Als er 100 gram in een liter oplossing zit, is de concentratie 100 g/L. Hopelijk zie je ook dat als er 20 gram zit in 100 mL oplossing, wat een tiende van een liter is, dat de concentratie dus 200 g/L is (er zit 20 gram zout in 100 mL oplossing, dus tien van die hoeveelheden maakt een liter en daar zit 10 keer 20 gram is 200 gram zout in)

molair:
De molair is een heel veel gebruikte concentratie maat binnen de scheikunde. Een molair is het aantal mol van een opgeloste stof per liter oplossing (voor uitleg over het begrip mol, zie deze minicursus over de mol.) Een mol is niets anders dan een hoeveelheid moleculen van een stof. Als er 1 mol zout in 1 liter oplossing zit, dan is de concentratie 1 molair. Als er 3 mol zout zou zitten in een liter oplossing dan zou de concentratie 3 molair zijn.

1 mol (keuken)zout weegt ongeveer 58 gram, dus als er 1 mol zout in een liter oplossing zit, dan is dat hetzelfde als 58 gram zout per liter oplossing.

ppm
Deze concentratie is bedoeld voor gassen. De afkorting betekent Parts Per Million. Dus als je 999 985 luchtmoleculen hebt en daar zitten 15 moleculen van een andere stof tussen, (totaal 1 miljoen deeltjes) dan zeggen we dat de concentratie van die stof 15 ppm is. Die stof komt voor met vijftien deeltjes per miljoen deeltjes.

Als je dus 1 deeltje per 250 000 deeltjes hebt van een bepaalde stof, dan is de concentratie 4 ppm. Heel soms kan je ppb ook nog tegenkomen, dat is dan parts per billion en gaat dus om het aantal deeltjes in en miljard andere deeltjes. 1000 ppb is dus dezelfde concentratie als 1 ppm.

Heb je nog vragen over een concrete (reken)opgave over dit onderwerp, plaats die dan in het huiswerkforum.
Is je vraag van algemenere (achtergrond) aard, of heb je opmerkingen over deze nanocursus, open dan een topic in scheikundeforum analytische chemie

ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.




3 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 3 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures