Очень часто можно встретить задачу, в которой из одного раствора отбирают определенный объем и перемещают в другой объем растворителя, доводя его «до метки». Отобранный объем раствора называют аликвотой, а уровень, до которого доводят раствор – верхний или нижний мениск. Эти термины активно применяются в аналитической химии, при, так называемом, титриметрическом методе анализа. В данном случае мы говорим, что произошел процесс "разбавления", то есть уменьшение концентрации вещества за счет добавления растворителя.
Как правило, в задачах, где имеются подобные формулировки, требуется найти либо количество вещества в исходном растворе, либо концентрацию исходного раствора, либо концентрацию вещества в разбавленном растворе.
Рассмотрим следующий пример разбавления:
40 г гидроксида натрия растворили в 500 мл колбе. Затем отобрали аликвоту пипеткой 50 мл и перенесли в колбу объемом 250 мл, добавив до уровня воду. Какая концентрация гидроксида натрия будет в разбавленном растворе?
Попробуем понять логику данной задачи. Вначале приготовили раствор с определенной концентрацией. Какой? Легко рассчитать, зная количество вещества гидроксида натрия (а его легко рассчитать, поделив массу гидроксида натрия на его молярную массу), и поделив это количество на объем раствора, выраженное в литрах.
Чему же равен объем полученного раствора? Объему сосуда, в котором он помещен, то есть 500 мл или 0,5 л. (Тогда концентрация гидроксида натрия составляет 2 моль/л. Проверь сам расчетами).
Что сделали дальше? Взяли часть вещества. Все вещество (1 моль) находится в объеме 500 мл, а взяли только 50 мл (аликвота показывает, сколько вещества взяли для дальнейшей работы). Тогда очевидно, количество вещества, которое окажется в аликвоте будет в 10 раз меньше того, что было в колбе (ведь взяли объем в 10 раз меньше - 50 мл от 500 мл).
И это количество составит всего 1/10, то есть 0,1 моль.
Что же дальше? А дальше это вещество поместили в 250 мл колбу и добавили воду до отметки, то есть довели объем раствора до данного значения (250 мл).
Опять не трудно рассчитать концентрацию полученного раствора: 0,1/0,250=0,4 моль/л.
Если мы теперь внимательно посмотрим на наши логические действия, то заметим, что все время умножали и делили одни объемы на другие.
При делении объема аликвоты на объем сосуда, в который помещается данная аликвота мы получаем "степень разбавления". Умножая степень разбавления на исходную концентрацию раствора, мы получаем концентрацию разбавленного раствора. Вот и вся премудрость!
При нахождении концентрации исходного раствора поступаем с точностью до наоборот.
