Heisann, i denne filmen skal vi se på konsentrasjon. Hva konsentrasjon er og hvordan man beregner konsentrasjon og forskjellige måter å beregne konsentrasjon. Konsentrasjon er et mål for hvor mye oppløst stoff det er per liter løsemidler. Og dette løsemidlet er som oftest vann. Molaritet er den vanligste målen for å måle konsentrasjon.
Og enheten for molaritet er mol per liter, også kalt molar. Stor m står for molar, og betyr det samme som mol per liter. Dere lærte jo i forrige film hva begrepet mol var for noe, som er altså et mål for antall partikler. Så her er det rett og slett et mål for antall partikler per liter løsning. Formelen for å beregne konsentrasjon er C er like n delt på V. Hvor sen står for konsentrasjon?
N står for stoffmengde, som tidligere, og V står for volym. Også her har vi en sånn trekant, som sier at hvis vi skal beregne konsentrasjon, så er det N delt på V. Den streken her betyr altså dele, og denne betyr gange. Så hvis vi skal regne N, så blir det C gange V. Hvis vi skal beregne volym, så er det stoffmengde delt på konsentrasjon.
Enheten på dette er jo at stoffmengde er et mål. konsentrasjon er mol per liter og volym er liter. Og så her kan vi bruke en flytskjema for å finne ut hva vi skal beregne, hva vi har.
Og da er det tre begreper i denne formelen våres, og hvis vi skal kunne regne på det, så må vi vite to av dem. Hvilke to vet du? Hvis vi kjenner volym og stoffmengde, så er det konsentrasjon vi skal beregne. Da tar du stoffmengde delt på volym, og en av dem blir altså at mol per liter er like mol delt på liter. Hvis de to størrelsen du kjenner er volym og konsentrasjon, da er det stoffmengde du skal beregne.
Og da snur du på formelen så får du at n er like c ganger v, som er altså mol, som er like mol delt på liter ganger liter. Vi forkort det lite mot liter. Og hvis de to størrelsen vi har er stoffmengde og konsentrasjon, så er det volym vi skal finne, og da snur vi på formelen slik at vi får V er like n delt på C.
Enheten da er altså liter, som er like mol, delt på mol per liter. Der har vi altså de tre kankene som vi kan bruke som hjelpemiddel. Hva er konsentrasjonen av kobbersulfat når 50 gram kobbersulfat løses i 500 milliliter vann? Det første vi må gjøre er å finne ut hvor mange mol vi har. Stoffmengden er like masse delt på molare masse, det lærte vi i en tidligere film.
Massen har vi fått oppgitt, det er 50,0 gram. Molare masse, det er jo atommassen til kobber pluss svåvel pluss fire oksygen, det blir 159,62. Da får vi gram delt på gram, kan forkorte det, står igjen på delt på delt på mol, som er like mol, og da får vi 0,30132 mol. Konsentrasjon blir da C er like N delt på V. Vi har stoffmengden og vi har volymet, og da beregner vi konsentrasjonen til å være 0,626 mol per liter. Når vi skal beregne konsentrasjonen, så tar ikke stoffmengden del på volymet.
Hvordan kan vi lage en løsning da? Da snakker vi jo stort sett i hovedsak om salt oppløst i vann. Vi har to metoder.
Vi kan veie opp bestemt mengde stoff og løse det i bestemt mengde løsemidler. Eller vi kan fortynne en løsning med kjent og høyere konsentrasjon. Vi skal se litt på hvordan begge gjennomføres.
Metode 1. Da har vi fast stoff som utgangspunkt, og da må vi først gjøre en beregning. Vi må først finne ut hvor mange gram vi trenger av det faste stoffet, og så må vi veie ut den beregnet mengden. I dette tilfellet her så skulle vi altså ha 0,120 gram. Dette overfører vi til en målekolbe.
Målekolbe er altså en kolbe som har smal hals og en stor boble under, som har en strek midt på, som angir nøyaktig volym. Hvis dette er en 100 ml målekolbe, så er det nøyaktig 100 ml til en streke. Så vi overfører saltet til målekolben.
Tilsett mesteparten av løsemidlet og riste. slik at vi får løst opp saltet. Og så fyller vi målekolben helt opp til streken, slik at bunnen av menisken tangerer den streken.
Da har vi laget løsning. Beregninger for å finne ut hvor mye stoff vi trenger, kommer nå. Hvis vi for eksempel skal lage 100 ml løsning av kobber 2-sulfat, med en konsentrasjon på 0,10 molar, altså mol per liter. Så har vi utgangspunkt i kobbersulfat pentahydrat, som det normalt foreligger som i fast form, og den har molarmasse på 249,7 gram per mol. Dette er ikke helt det samme saltet som jeg brukte i forrige eksempel, for da tok jeg ikke mer krystalvann.
Det første vi må gjøre er å beregne ut hvor mange mol. salt vi trenger. Og siden vi vet konsentrasjonen vi skal ha, og vi vet volymen vi skal ha, så tar stoffmengden lik konsentrasjon ganger volym, som blir 0,10 mol per liter, ganger 0,100 liter, som er 0,010 mol. Og så bruker vi det til å beregne hvor mye salt vi trenger. Og da bruker vi den andre formelen, og snur på den, sånn at vi får masse er lik stoffmengde ganger molar masse.
Da får vi stoffmengden vi nettopp har regnet, og ganger med den molare massen, og finner ut at vi trenger 2,497 gram. Så må vi altså veie ut 2,497 gram på i vekt, overføre det til en målekolbe på 100 milliliter, løse det opp, og tilsette vanntilmerket. Da har vi lagd en løsning på metode 1. I metode 2 har jeg i utgangspunktet en løsning, så da er det egentlig en fortynning vi gjør.
Vi lager en løsning som må ha lavere konsentrasjon enn utgangspunktet. I dette eksempelet skal vi lage 250 ml av en kobberskjultfartløsning. Da trenger vi ikke tenke på krystallvann, for nå er det løst i vann, så da er det ikke noe krystallvann i det. Konsentrasjonen på utgangsløsningen er 0,010 molar. Nei, det vi skal lage er en på 0,0 timolar, og utgangspunktet er en løsning på 0,0 timolar.
Og her har vi, vi vet konsentrasjonen av utgangspunktet, vi vet konsentrasjonen vi skal lage, og vi vet volymet vi skal lage. Da trenger vi å beregne det volymet vi må ta ut av den opprinnelige løsningen for å beregne dette. Der har vi den opprinnelige løsningen. Vi overfører det til en... Den andre målekolben bør være på 250 ml, siden det er det vi skal lage.
Og så for tynnvite merke. Så vi skal finne ut rett og slett hvor mye stoff overfører vi fra den ene til den andre. For alle kobbersulfatenhetene som vi skal ha i den nye løsningen våres, må komme fra den opprinnelige løsningen. Så vi sier det at den stoffmengden av kobbersulfat vi tar ut av den første løsningen, kaller vi for N1, Den stoffmengden kobbersulfat vi har i den andre løsningen er N2, og siden alle N2 kommer av det vi tar ut derfra, så må N1 være like N2. Det er kanskje ikke så ulogisk, men man må lære det likevel.
Da bruker vi fortynningsformelen for å beregne det. Fortyningsformelen sier akkurat det, at N1 er like N2. Og så kan vi bruke det i formelen vår, n er like c ganger v. Så bytter vi ut n med c ganger v, og n2 bytter vi også ut med c ganger v. Så det er volymet, det betyr at c1 er konsentrasjon på den første løsningen, v1 er det volymet av den løsningen vi skal ta ut for at vi skal ha n1 antall mål. Og C2 er jo konsentrasjonen vi skal lage, og den vet vi jo, den skal være 0,10 molar. Og V2 er volymet vi skal lage til, og den vet vi også, den er 250 milliliter.
Så nå vet vi både C1, C2 og V2, og det er V1 vi skal finne ut. Vi skal beregne hvor mange milliliter av denne løsningen her må vi overføre, slik at vi har overført rett antall mol. Og da bør vi putte vintall konsentrasjonen vi skal lage er på 0,10 mol per liter, volumet er på 250 ml, konsentrasjonen i utgangspunktet er på 0,10 mol per liter, mate det inn i kalkulatoren og få ut at det volumet vi trenger å ta ut er 25 ml. Så da gjør vi det på følgende måte.
Der har vi den opprinnelige løsningen vår i en 100 ml målekolbe. Da er konsentrasjonen 0,10 mol per liter. Vi skal overføre det til en 250 ml smålekolbe, og vi har funnet ut at vi skal trenge 25 ml av denne løsningen skal overføres.
Da bruker vi en pipette som er på 25 ml. Den er helt nøyaktig kalibrert, så når bunnen av menisken tangerer streken oppe på halsen her, så er det nøyaktig 25 ml i den. Så suger vi ut med pipette de 25 ml og overfører det i den. Nye målekolben.
Og så tilsetter vi vann til merke. Det er altså 225 ml vann vi tilsetter, for vi hadde 25 ml av den oppridelige løsningen. Vi måler jo ikke opp 225 ml vann. Vi tilsetter vann til merke.
Da har vi tilsatt 225 ml. Og da er konsentrasjonen på den nye løsningen 0,010 mol per liter. Men vi må også se på...
Andre konsentrasjonsenhetene er en molar konsentrasjon. Og da kan vi begynne med prosenter. Det er to hovedtyper prosenter å angi som konsentrasjon.
Det ene er masse prosent, som viser oss masse oppløst stoff delt på masse ferdig løsning ganger 100 prosent. Et eksempel her er sjøvann. Vi sier at sjøvann har 3,5 prosent salt. Det betyr at på 100 gram sjøvann er det 3,5 gram natriumklorid.
Da tar vi 3,5 gram oppløst stoff og deler på 100 gram, og så ganger vi med 100 prosent for å gjøre det om fra decimaltalt i prosenttall. Da får vi 3,5 prosent. Et annet prosentmål vi har, det er volumprosent.
Da har vi ikke fast stoff, men da har vi en væske. Da måler vi volymen av en oppløst væske i et løsemiddel. Totalt løsning, ganger med 100 prosent.
Typisk er øl for eksempel som har 4,7 volumprosent etanol. Det betyr at i 100 ml øl så er det 4,7 ml etanol. Da får vi 4,7 delt på 100, så ganger vi 100 prosent for å gjøre opp til prosenttall. Prosenten betyr hundredel. Promille betyr tusendel.
Dette er begrepet dere kjenner litt til fra før. Og så har vi det som heter ppm, som betyr milliondel, eller parts. Og det betyr rett og slett at hvis vi måler det i ppm, så angir det antall gram stoff per million gram blanding.
Og det kan være mikrogram per gram, eller mikroliter stoff per liter, eller mikromol stoff per mol. Mikro er 10 i minus 6. Et eksempel her kan være grenseverdien for karbonmonoksidgas i tunnel, som er på 21 ppm. Det betyr at det ikke skal være mer enn 21 gram karbonmonoksidgass per million gram luft.
Og så har vi en målgjennhet som heter ppb, som står for parts per billion. For billion på engelsk er det samme som milliard på norsk. Så det angir altså antall gram... Nannostoff per milliard gram blanding.
Så vi kan si at hvis det er 1 ppm, så tilsvarer det 1000 ppb. Den er rett og slett 1000 ganger mindre konsentrert. Så da får vi nanogram per gram, eller nanoliter per liter, eller nanomol per mol.
Og nano er 10 minus 9. Det var alt. Takk for i dag.