การเตรียมสารละลาย

การเตรียมสารละลาย

        

         ในการปฏิบัติการทางเคมีส่วนใหญ่ใช้สารรูปของสารละลาย จึงจำเป็นต้องเตรียมสารละลายให้มีความเข้มข้นตรงกับที่ต้องการ ถ้าสารละลายมีความเข้มข้นคลาดเคลื่อนอาจมีผลต่อการทดลองได้ สารละลายที่เตรียมได้จะมีความเข้มข้นเที่ยงตรงเพียงใดขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของสารการชั่งตัวละลายและตัวทำละลาย การวัดปริมาตรของสารละลาย โดยปกติการเตรียมสารละลายในห้องปฏิบัติการเพื่อใช้ในงานวิเคราะห์ที่ต้องการความละเอียดสูง จะต้องใช้เครื่องชั่งสารได้ถึงทศนิยมตำแหน่งที่ 4  ของกรัม คืออ่านค่าได้ละเอียดถึง 0.0001 กรัม ส่วนภาชนะที่ใช้เตรียมสารละลายและวัดปริมาตร จะใช้ขวดวัดปริมาตรซึ่งมีขนาดต่างๆ กัน

 ตัวอย่างขวดวัดปริมาตรขนาดต่างๆ

         การเตรียมสารละลาย ทำได้โดยนำสารบริสุทธิ์มาละลายในตัวทำละลายโดยตรง หรือนำสารละลายที่มีอยู่แล้วมาเติมตัวทำละลายเพื่อทำให้สารละลายเจือจางลง รายละเอียดของการเตรียมสารละลายทั้งสองวิธีดังนี้
     

    (1) การเตรียมสารละลายจากสารบริสุทธิ์ ทำได้โดยละลายสรบริสุทธิ์ตามปริมาณที่ต้องการในตัวทำละลายปริมาณเล็กน้อย แล้วปรับปริมาตรของสารละลายให้ได้ตามที่ต้องการเตรียม เช่น ต้องการเตรียมสารละลาย NaC1 เข้มข้น 1.0 โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร จำนวน 250 ลูกบาศก์เซนติเมตร มีขั้นตอนดังนี้

            ขั้นที่ 1 คำนวณหาปริมาตรตัวละลาย
         มวลของ NaCl ที่จะใช้เตรียมสารละลายให้มีความเข้มข้น 1.0mol/ ปริมาตร 
 คำนวณได้ดังนี้

             = 14.610 g
แสดงว่าต้องชั่ง NaCl จำนวน 14.610 g

            ขั้นที่ 2 การทำให้เป็นสารละลาย
         เมื่อชั่ง NaCl ตามปริมาณที่คำนวณได้คือ 14.610 กรัมแล้ว นำมาละลายด้วยน้ำกลั่นประมาณ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตรในบีกเกอร์ เทสารละลายผ่านกรวยลงในขวดวัดปริมาตรขนาด 250 ลูกบาศก์เซนติเมตร  ใช้น้ำกลั่นจำนวนเล็กน้อยล้างบีกเกอร์อีก 2-3 ครั้งและเทผ่านกรวยจนสารละลายถูกชะลงไปหมด ปริมาตรสารละลายในขวดไม่ควรเกิน 2 ใน 3 ของปริมาตรทั้งหมด เขย่าขวดเพื่อให้สารละลายผสมเป็นเนื้อเดียวกัน เติมน้ำกลั่นลงไปทีละน้อยจนส่วนโค้งต่ำสุดของผิวสารละลายอยู่ตรงกับขีดบอกปริมาตรที่คอขวด ปิดจุกขวดให้แน่นแล้วคว่ำขวด เขย่าเบาๆ จนสารผสมกันเป็นเนื้อเดียว สารละลายที่เตรียมได้จะมีความเข้มข้นและปริมาตรตามต้องการ

 การเตรียมสารละลาย จากผลึก

         ในสารละลายของสารที่ศึกษามาแล้ว จะพบว่าสารบางชนิดเมื่อละลายในน้ำแล้วมีอุณหภูมิสูงขึ้น บางชนิดมีอุณหภูมิลดลงความร้อนที่ถ่ายเทระหว่างขวดวัดปริมาตรกับสารละลายมีผลทำให้ขวดวัดปริมาตรมีปริมาตรคลาดเคลื่อนไปจากความเป็นจริง ในขณะเตรียมสารละลายจึงต้องเติมน้ำลงในขวดวัดปริมาตรให้ต่ำกว่าขีดบอกปริมาตรและตั้งขวดวัดปริมาตรไว้ เมื่อสารละลายมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิห้องแล้วจึงเติมน้ำอีกครั้งเพื่อปรับให้ระดับของสารละลายถึงขีดบอกปริมาตรพอดี

            ขั้นที่ 3 เก็บสารละลายและอุปกรณ์
         เมื่อเตรียมสารละลายเสร็จแล้ว ถ่ายใส่ภาชนะเก็บสารและปิดจุกให้เรียบร้อย ปิดฉลากโดยระบุชื่อสาร สูตรเคมีความเข้มข้นและวันที่เตรียมสารละลาย แล้วล้างขวดวัดปริมาตรและจุกให้สะอาด วางคว่ำไว้จนแห้งจึงปิดจุกแล้วเก็บไว้ในตู้อุปกรณ์

         (2) การเตรียมสารละลายจากสารละลายเข้มข้น
         โดยปกติในห้องปฏิบัติการจะมีสารละลายที่เตรียมไว้แล้วเหลืออยู่ เมื่อต้องการใช้สารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าสารละลายที่มีอยู่เดิม อาจทำได้โดยการเพิ่มปริมาตรของตัวทำละลาย เช่น ต้องการเตรียมสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์เข้มข้น 0.1 โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร จำนวน 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร จากสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์เข้มข้น 2.0 โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร มีขั้นตอนดังนี้

            ขั้นที่ 1 คำนวณหาปริมาณตัวละลาย
         เป็นการหาจำนวนโมลของตัวละลายในสารละลายที่ต้องการเตรียม ทำดังนี้

               = 0.01 mol
        สารละลายที่ต้องการเตรียมมี KI  0.01 โมล

            ขั้นที่ 2 คำนวณหาปริมาตรของสารละลายเดิมที่ต้องนำมาเตรียมสารละลายใหม่ โดยใช้ปริมาณตัวละลายที่คำนวณได้จากขั้นที่ 1 ทำดังนี้

  =  

            ขั้นที่ 3 ทำสารละลายให้เจือจาง
         ใช้ปิเปตต์ดูดสารละลาย KI 2 โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร จำนวน 5 ลูกบาศก์เซนติเมตร มาถ่ายลงในขวดวัดปริมาตรขนาด 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร แล้วเติมน้ำกลั่นด้วยวิธีเดียวกับขั้นที่ 2 ในข้อ (1) จนสารละลายมีปริมาตรเป็น 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร ปิดจุกขวดแล้วคว่ำขวดเขย่าจนสารผสมเป็นเนื้อเดียว จะได้สารละลายที่มีความเข้มข้นและปริมาตรตามต้องการ
            ขั้นที่ 4  การเก็บสารละลาย ปฏิบัติเช่นเดียวกับขั้นที่ 3 ของวิธีเตรียมสารละลายจากสารบริสุทธิ์
         การทำสารละลายเข้มข้นให้เจือจางลงนั้น ความเข้มข้นจะถูกต้องเพียงใดขึ้นอยู่กับการวัดปริมาตร และการเลือกใช้อุปกรณ์ในการวัด อุปกรณ์หนึ่งที่ใช้วัดปริมาตรของสารละลายได้แม่นยำคือปิเปตต์ ส่วนอุปกรณ์วัดปริมาตรของสารละลายที่เตรียมขึ้นใหม่ยังคงใช้ขวดวัดปริมาตรเช่นเดียวกัน การเตรียมสารละลายที่มีความเข้มข้นโดยประมาณ อาจใช้กระบอกตวงขนาดที่เหมาะสมวัดปริมาตรของสารละลายแทนปิเปตต์ได้

 ปิเปตต์ชนิดต่างๆ

ขอบคุณข้อมูลจาก

http://www.vcharkarn.com/lesson/1199

วิดิโอที่เกี่ยวข้อง