Diluizioni in percentuale

La diluizione è il processo mediante il quale si ricava una soluzione meno concentrata a partire da un'altra detta madre, o da una polvere. Ci sono molte ragioni per cui può essere necessario effettuare una diluizione sia per facilitare reazioni per permettere la trasmissione di energia al soluto, ad esempio tramite un riscaldatore o per rendere meno aggressiva o più facile da trattare una sostanza in fase di analisi, ma questo esula dallo scopo di questa guida. La formula appropriata per calcolare una diluizione è estremamente semplice C1*V1 = C2*V2, dove C1 e C2 rappresentano le concentrazioni rispettive delle soluzioni iniziale e finale, e V1 e V2 rappresenta i loro volumi espressi di solito in multipli o sottomultipli di litri oppure di centimetri cubi. Vediamo dunque come bisogna procedere a livello teorico per diluire le soluzioni in laboratorio.

Durata: 1 ora

Scopo:

Preparare soluzioni a concentrazione nota utilizzando le diluizioni in percentuale.

Teoria:

In chimica si dice "diluizione" un'operazione in cui si prepara una soluzione seguendo un procedimento ben specifico dipendente dai soluti in gioco. Esistono due tipologie di diluizione a seconda delle condizioni iniziali: la prima che parte dalle polveri, mentre la seconda che prevede già un soluto parziale. Nel primo caso si scioglie un soluto in un solvente appropriato, nel secondo invece si aggiunge solvente ad una soluzione già esistente. Nel primo caso il calcolo della concentrazione è immediato perché basta pesare il soluto e determinare peso e volume del solvente. Se si sta compiendo la seconda operazione, la soluzione che riceve il solvente è detta "soluzione madre", e la diluizione provoca un aumento in volume totale e al tempo stesso ovviamente l'abbassamento della concentrazione del soluto.

La soluzione madre presenterà un certo grado di diluizione che è dichiarato in etichetta in fase di preparazione come concentrazione, per cominciare si devono inserire i valori nella semplice formula:

C1*V1 = C2*V2

C1 sta a indicare la concentrazione della soluzione percentuale oppure molare di partenza, V1 indica il suo volume, C2 indica la concentrazione della soluzione finale, e V2 indica il suo volume.
Per praticità di calcolo la relazione può anche scriversi come:

C1/C2=V2/V1

Con questa relazione si capisce meglio il fatto che volume (espresso in litri o centimetri cubi) e concentrazione (percentuale rispetto al volume) sono grandezze inversamente proporzionali fra loro.

Materiale:

• Permanganato di potassio - KMnO3 
• Solfato rameico - CuSO4 
• Vino rosso 
• Alcol etilico (rosa) 
• Acqua distillata 

Strumenti:

• 12 Becher 
• 6 Cilindri graduati da 50 ml 
• Bilancia tecnica 
• Pipette 
• 4 Portaprovette 
• 12 Provette 

Procedimento:

1. Dividere la classe in 6 gruppi, ogni gruppo dovrà preparare due soluzioni acquose in percentuale. 

Gruppo 1

• Preparare 50 ml di soluzione di CuSO4 al 5% m/V 
• Preparare 20 ml di soluzione di Alcol al 20% V/V 

Gruppo 2

• Preparare 50 ml di soluzione di CUSO4 al 10% m/V 
• Preparare 20 ml di soluzione di Alcol al 20% V/V 

Gruppo 3

• Preparare 50 ml di soluzione di CUSO4 al 1% m/V 
• Preparare 20 ml di soluzione di Alcol al 30% V/V 

Gruppo 4

• Preparare 40 ml di soluzione di KMnO4 al 0,05% m/m 
• Preparare 30 ml di soluzione di Vino al 10% V/V 

Gruppo 5

• Preparare 40 ml di soluzione di KMnO4 al 0,1% m/m 
• Preparare 30 ml di soluzione di Vino al 30% V/V 

Gruppo 6

• Preparare 40 ml di soluzione di KMnO4 al 0,5% m/m 
• Preparare 30 ml di soluzione di Vino al 60% V/V 

1. Utilizzando le pipette, mettere circa 6 ml di ogni soluzione preparata in diverse provette.
2. Raccogliere le provette dai vari gruppi di lavoro e posizionare le provette in quattro diversi portaprovette in relazione al loro contenuto. Avremo così quattro portaprovette, ognuno con tre soluzioni a diversa concentrazione di permanganato di potassio, solfato rameico, vino rosso e alcol etilico.

Risultato:

Osservando le provette con le diverse soluzioni potremo notare come il colore delle stesse vari in relazione alle diluizioni. La soluzione avrà un colore più intenso quando maggiormente concentrata, quindi quando avrà una percentuale più elevata di soluto, mentre presenterà un colore più tenue quando maggiormente diluita, ovvero quando la percentuale di soluto sarà inferiore.

Consigli di sicurezza:

Il Solfato rameico contiene ioni rameici che possono essere tossici per l'ambiente, non deve essere smaltito nel lavandino.

Bibliografia:

https://vivalascuola.studenti.it/come-diluire-le-soluzioni-in-laboratorio-123720.html#steps_3