Come diluire le soluzioni In laboratorio

tramite: O2O
Difficoltà: facile
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Introduzione

Spesso ti sarà capitato, se lavori in un laboratorio, di dover preparare una nuova soluzione partendo da una soluzione madre di partenza, mediamente più concentrata. Nei passaggi successivi di questa guida ci occuperemo di illustrarvi come farlo in modo semplice e immediato, sia che si parli di concentrazione molare che di concentrazione percentuale. Diluire è quel processo mediante il quale una soluzione concentrata viene resa meno concentrata. Ci sono molte ragioni per cui risulta essere necessario effettuare una diluizione, dalle più serie alle più casuali. Per esempio, i biochimici diluiscono le soluzioni dalla loro forma concentrata per andare a creare nuove soluzioni da usare nei loro esperimenti, mentre, dall'altra parte dello spettro, ci sono i baristi che spesso hanno il compito di diluire il liquore con dei drink leggeri o del succo di frutta, in modo tale da poter creare così un cocktail più degustabile. La formula appropriata per calcolare una diluizione è C1V1 = C2V2, dove C1 e C2 rappresentano le concentrazioni rispettive delle soluzioni iniziale e finale, e V1 and V2 rappresenta i loro volumi. Vediamo dunque come bisogna procedere per diluire le soluzioni in laboratorio.

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Innanzitutto è bene chiarire che effettuare una diluizione, in Chimica, spesso significa prendere una piccola dose di soluzione di cui conosci la concentrazione, e quindi andare ad aggiungere un liquido neutrale (come l'acqua) per poter creare una nuova soluzione dal volume più ampio, ma a una concentrazione inferiore. Questo procedimento viene effettuato molto di frequente nei laboratori chimici dove, per questioni di efficienza, i reagenti sono spesso conservati ad alte concentrazioni, che devono essere poi diluite per poter venire utilizzate nei vari esperimenti. Di solito, nella maggior parte delle situazioni del mondo reale, conoscerai sicuramente sia la concentrazione della tua soluzione di partenza, sia la concentrazione e il volume che vuoi ottenere nella seconda soluzione, ma non il "volume della prima soluzione che ti occorre per ottenerla". Ad ogni modo, in altre situazioni (soprattutto nei problemi di esercitazioni scolastiche), potresti avere bisogno di trovare gli altri tasselli del puzzle: per esempio, potrebbero venirti forniti una concentrazione e un volume iniziali, e potrebbe venirti richiesto di trovare la concentrazione finale se diluisci la soluzione a un determinato volume. Per qualsiasi diluizione, bisogna ricordarsi che è importante prendere nota delle variabili note e di quelle sconosciute, prima di cominciare il procedimento. Consideriamo un problema di esempio: supponiamo che ci venga richiesto di diluire una soluzione a 5M con dell'acqua per ottenere 1 litro di soluzione a 1 "mM". In questo caso, conosciamo quella che è la concentrazione della soluzione di partenza e il volume e la concentrazione che vogliamo ottenere, ma non sappiamo qual è la quantità della soluzione di partenza a cui dobbiamo aggiungere l'acqua per ottenerli. È fondamentale ricordare che, in Chimica, M rappresenta una misura di concentrazione chiamata "Molarità", che indica le moli di una sostanza per litro.

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Inserisci dunque i tuoi valori nella formula C1V1 = C2V2. In questa formula, C1 sta a indicare la concentrazione della soluzione di partenza, V1 indica il suo volume, C2 indica la concentrazione della soluzione finale, e V2 indica il suo volume. A questo punto bisognerà procedere con l'inserire i valori conosciuti in questa equazione, e questo passaggio dovrebbe permetterti di ricavare il valore sconosciuto con poca difficoltà. Potrebbe esserti d'aiuto, inoltre, mettere un punto di domanda davanti all'unità che vuoi determinare, in modo tale da aiutarti a risolvere l'equazione. Continuiamo quindi con il nostro esempio, e dovremo andare a inserire i nostri valori conosciuti nel modo che segue: C1V1 = C2V2 (5 M) V1 = (1 mM)(1 L). Le nostre due concentrazioni hanno diverse unità. Ora fermiamoci qui e procediamo col prossimo passaggio, ne quale andremo a trovare proprio il valore che stiamo cercando.

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È dunque arrivato il momento di risolvere il problema, quindi, quando tutte le unità corrispondono, procedi col risolvere la tua equazione. Solitamente può essere fatto applicando delle semplici formule di algebra. Abbiamo lasciato il nostro problema a questo punto: (5 M) V1 = (1 mM)(1 L). Risolviamo per V1 con le nuove unità di misura. (5 M) V1 = (0.001 M)(1 L) V1 = (0.001 M)(1 L)/(5 M). V1 = 0.0002 L., o 0.2 mL. Quello che dovrai fare ora è imparare come usare le tue risposte in modo pratico, ovvero capire come si deve procedere quando si deve eseguire questa procedura concretamente. Diciamo che hai trovato il tuo valore mancante, ma non sei sicuro su come applicare questa nuova informazione in una diluizione che devi effettuare in quello che è il mondo reale. Ciò è assolutamente comprensibile, in quanto il linguaggio della matematica e della scienza, a volte, non si presta facilmente a situazioni concrete. Quando conosci tutti e quattro i valori nell'equazione C1V1 = C2V2, dovrai effettuare la diluizione nel modo che segue: misura il volume V1 della soluzione con concentrazione C1, quindi vai ad aggiungere abbastanza diluente (acqua, ecc.) in maniera tale da creare un volume totale V2. Questa nuova soluzione avrà la concentrazione desiderata (C2). Nel nostro esempio, dovremo prima di tutto misurare 0.2 mL dalla nostra soluzione di 5 M. Successivamente, dovremo andare ad aggiungere abbastanza acqua da far aumentare il volume della soluzione fino a 1 L: 1 L - 0.0002 L = 0.9998 L, o 999.8 mL. In altre parole, dovremo aggiungere 999.8 mL d'acqua alla nostro piccolo campione di soluzione. La nostra nuova soluzione diluita, a questo punto, avrà una concentrazione di 1mM, che era proprio quello che volevamo ottenere fin dall'inizio. Come avrete notato, si tratta di una procedura piuttosto semplice: basta applicare correttamente le formule e si riuscirà a diluire le soluzioni senza alcun problema.

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