Çözeltiler ve Konsantrasyon Kavramları Dr. Fatih Gültekin SDÜ Tıp Fakültesi, Biyokimya AD fatih@sdu.edu.tr

Terimler: Çözünen, çözücü, çözelti, süspansiyon, emülsiyon, homojen çözeltiler, çözünürlük, konsantrasyon, doymuş çözelti, vb.

Çözelti çeşitleri n Yüzde çözeltiler n Molar çözeltiler n Normal çözeltiler n Osmolar çözeltiler n Molal çözeltiler n Formal çözeltiler

Yüzde (%) Çözeltiler n Katı Maddelerin % çözeltileri gr/100 ml çözelti (k/v) (kütle/hacim) (w/v)* gr/100 gr çözelti (k/k) (kütle/kütle) (w/w) n Sıvı Maddelerin % çözeltileri ml/100 ml çözelti (hacim/hacim) (v/v)* *: Birim belirtilmezse bunlar kabul edilir.

Örnekler: %10 luk 100 ml CuSO4 çözeltisi hazırlayınız. %40 lık 100 ml etanol çözeltisi hazırlayınız.  %3 lük (w/w) 500 gr NaCl çözeltisi hazırlayınız.

Genel hesaplama mantığı: Önce 1 litre hacminde ve 1M (veya 1 N veya 1 O) çözelti hazırlanması için gerekli madde miktarı bulunur. n Daha sonra istenen konsantrasyon ve hacim için gereken hesap yapılır. n Bir miktar çözücü içinde çözünür. n Distile suyla son hacime tamamlanır.

Molar (M) Çözeltiler n Çözeltideki çözünmüş maddenin miktarı mol/L olarak ifade edilir. n 3 M (molar) Glukoz çözeltisi = 3 mol/L = 3×180 = 540 gr/L n Örnekler: n 0,1 M 100 ml Glukoz çözeltisi hazırlayınız. (MA: 180 gr). n 20 mM 150 ml Glukoz çözeltisi hazırlayınız (MA: 180 gr).

Sıvı maddeden molar çözelti hazırlama: n 1 M ve 1 L çözelti için alınması gereken sıvı madde miktarı = Molekül ağırlığı (Yoğunluk x %Konsantrasyon) n Örnek: n 0,2 M 100 ml H SO çözeltisi hazırlayınız 2 4 (MA: 98 gr, % konsantrasyon: %98, dansite: 1,84)

Normal (N) Çözeltiler n Çözeltideki çözünmüş maddenin miktarı Eq/L olarak ifade edilir. n Ekivalan ağırlık = Molekül ağırlığı Tesir değerliliği (valans) n 1 N (normal) NaOH = 1 Eq/L = 40/1 = 40 gr/L

Asitlerin tesir değerliliği: Yer değiştirebilen H atomu sayısı. H SO : 2 2 4 n Bazların tesir değerliliği: Yer değiştirebilen OH grubu sayısı. NaOH : 1 Al(OH)3 : 3 Ca(OH)2 : 2

Tuzların tesir değerliliği: Moleküldeki (+) veya (-) yük sayısı. Na 1+SO 2- : 2 2 4 Ca 2+(PO ) 3- : 6 3 4 2 Na 1+(PO )3- : 3 3 4 Ca2+Cl 1- : 2 2 AlCl : 3 3 CaSO : 2 4

n Örnekler: n 0,5 N 100 ml NaOH çözeltisi hazırlayınız (MA: 40 gr). n 3 N 500 ml AlCl3 çözeltisi hazırlayınız (MA: 130 gr).

Sıvı maddeden normal çözelti hazırlama n 1 N ve 1 L çözelti için alınması gereken sıvı madde miktarı = Molekül ağırlığı (Valans x Yoğunluk x %Konsantrasyon) n Örnek: n 2 N 500 ml H SO çözeltisi hazırlayınız 2 4 (MA: 98 gr, konsantrasyon: %50, dansite: 2)

Osmolar (O) çözeltiler n Çözeltideki çözünmüş maddenin miktarı Osmol/L olarak ifade edilir. n Osmol ağırlık = Molekül ağırlığı / Partikül sayısı n Partikül sayıları: HCl : 2 BaCl : 3 2 H PO : 4 3 4 C H O (Glukoz) : 1 6 12 6

Örnek: n 1 Osmolar 100 ml NaCl çözeltisi hazırlayınız (MA:58,5). n 0,5 Osmolar 500 ml Glukoz çözeltisi hazırlayınız (MA: 180)

İzotonik çözelti: Osmolaritesi kanın osmolaritesine eşit n Hipertonik çözelti: Osmolaritesi kanın osmolaritesinden büyük n Hipotonik çözelti: Osmolaritesi kanın osmolaritesinden küçük n Kanın osmolaritesi: 0,3 osmolar (0,3 osmol/L)

Örnek: 1 litre izotonik NaCl çözeltisi hazırlayınız (NaCl: 58,5 gr). İzotonik NaCl çözeltisinden %2lik 500 ml NaCl çözeltisi hazırlayınız (MA: 58,5).

Diğer çözelti türleri n Molal (m) çözeltiler n Çözeltideki çözünmüş maddenin miktarı mol/kg çözücü olarak ifade edilir. n Formal (F) çözeltiler n Çözeltideki çözünmüş maddenin miktarı F/L olarak ifade edilir. Hesabı molar çözeltilerle aynıdır.

Dilüsyonlar (Seyreltmeler) Dilüsyon oranı: numune hacmi (numune hacmi + seyreltici hacmi) Örnek: 5 ml serumun 15 ml izotonik NaCl ile seyreltilmesinde seyreltme miktarı kaçtır? Bir kan örneği izotonik NaCl çözeltisi kullanılarak 5 kat (1/5 oranında) son hacmi 10 ml olacak şekilde nasıl seyreltilir?

Yüksek konsantrasyonlu çözeltiden düşük konsantrasyonlu bir çözelti hazırlanması n V1 x C1 = V2 x C2 V1: Verilen çözeltinin hacmi C1: Verilen çözeltinin konsantrasyonu V2: İstenilen çözeltinin hacmi C2: İstenilen çözeltinin konsantrasyonu

Örnek: n 3 M Glukoz çözeltisinden 2 M 100 ml Glukoz çözeltisi hazırlayınız. n 0,2 M H SO den 50 ml 0,1 N H SO çözeltsi 2 4 2 4 hazırlayınız.

Bir konsantre ve bir seyreltik çözeltiden orta dilüsyonda bir çözelti hazırlama n % 96 ve %40 lık çözeltiden % 62 lik çözelti hazırlama: %96 62-40=22 ml %96 lıktan al %62 %40 96-62=34 ml %40 lıktan al Bunları karıştır. 56 ml %62 lik çözelti hazırlanmış olur.

Molekülünde su taşıyan katı maddelerden çözelti hazırlama n Bu tip maddelerden çözelti hazırlanırken bu maddelerin molekül ağırlığı içerdikleri su miktarı da dikkate alınarak hesaplanır. Örnek: n CuSO .5H O nun molekül ağırlığı: 160 + (5 x 4 2 18) = 250 gr alınır. 250 gr 5 sulu CuSO4 içinde 160 gr CuSO4 vardır.

CuSO4.5H2O dan 50 ml 0,1 M CuSO4 çözeltisi hazırlayınız (CuSO4: 160 gr. H O: 18 2 gr). n CuSO4.5H2O dan 50 ml %10luk CuSO4 çözeltisi hazırlayınız (CuSO4: 160 gr. H O: 18 2 gr).

PPM (Parts per million – Milyonda bir) n PPM birimi çok düşük konsantrasyonlu çözeltilerde kullanılır. n 1ppm = 1 g çözünen / 1000 000 g çözelti n 1 ml su = 1 gr dır. n PPM birimi kullanılan çözeltilerin konsantrasyonları çok düşük olduğundan 1 ml çözelti ≈ 1 g kabul edilir.

Böylece, genel anlamda, n 1ppm = 1 g/1000 000 g çözelti = 1 g/1000 000 ml çözelti= 1 mg/1000 ml çözelti 1ppm= 1 mg /L Örnek: n 20 ppm Na bulunduran bir çözelti % kaçlıktır? 20 ppm = 20 mg / L = 2 mg/100 ml = 0.002 g/100 ml = % 0.002

Kısaltmalar: n n: nano (10-9) nM: nanomolar n μ: mikro (10-6) μM: mikromolar n m: mili (10-3) mM: milimolar n d: desi (10-1) dL: desilitre 0,025 ml : ……… μl 250 ml : ……… L 150 ng : ………. mg 200 μl : ……… ml

Dönüştürmeler n N = M x Tesir değerliliği n O = M x Partikül sayısı n 1 M, H SO = 1 mol/L = 98 gr/L (1 mol/L) 2 4 n 1 N, H SO = 1 Eq/L = 98/Tesir değerliliği = 2 4 98/2 = 49 gr/L (1 Eq/L) n 1 O, H SO = 1 osmol/L = 98/Partikül sayısı = 2 4 98/3 = 32,6 gr/L (1 osmol/L)

Örnek: n 5 M H SO kaç normal’dir? 2 4 N = M x Tesir değerliliği = 5 x 2 = 10 N n 12 N H PO kaç molar’dır? 3 4 M = N/Tesir değerliliği = 12/3 = 4 M

0,4 M NaOH’i % w/v olarak ifade ediniz (MA: 40 gr). n 250 mg/dL olarak rapor edilen sodyum konsantrasyonun mEq/L cinsinden konsantrasyonu kaçtır? (MA: 23)

10 mg/dL olarak rapor edilen kalsiyum konsantrasyonun mmol/L cinsinden konsantrasyonu kaçtır? (MA: 40) n Serum sodyum konsantrasyonu 322 mg/100 ml ise bu miktarın mEq/L cinsinden değeri nedir (MA: 23) (TUS, Eylül 87).

0.1 N NaOH içeren 200 ml %10’luk glikoz çözeltisi hazırlayınız. (NaOH: 40 gr, Glikoz:180 gr) n 2 N NaOH içeren 0.1 M 200 ml glikoz çözeltisi hazırlayınız. (NaOH: 40 gr, Glikoz:180 gr)

…