دليل شامل للحاسبة
لتخفيف محلول إلى تركيز أقل استخدم قانون التخفيف ت١ × ح١ = ت٢ × ح٢ (C1V1 = C2V2): حجم المحلول المركّز المطلوب يساوي التركيز المطلوب × الحجم النهائي ÷ تركيز المحلول المركّز. لتحضير 500 مل بتركيز 2% من محلول تركيزه 10%، تأخذ 100 مل من المركّز وتكمل بالماء حتى 500 مل. أدخل التركيزين والحجم النهائي، وتظهر الكميتان فورًا.
لماذا يصح قانون التخفيف؟
حين تضيف ماءً إلى محلول فأنت لا تغيّر كمية المادة المذابة فيه، بل توزعها على حجم أكبر. كمية المذاب قبل التخفيف تساوي التركيز × الحجم، وبعده كذلك، والكميتان متساويتان. ومن هنا القانون: ت١ × ح١ = ت٢ × ح٢.
ت١ تركيز المحلول المركّز الذي عندك، وح١ الحجم الذي ستأخذه منه، وت٢ التركيز الذي تريده، وح٢ الحجم النهائي. والمجهول عادة ح١، فتحسبه بالقانون: ح١ = ت٢ × ح٢ ÷ ت١.
ولأن الماء يخفف ولا يركّز، فلا يمكن أن يكون التركيز المطلوب أعلى من تركيز المحلول الأصلي. والحاسبة تنبّهك إن أدخلت ذلك.
الوحدات: أي تركيز يصلح؟
القانون يعمل مع أي وحدة تركيز: النسبة المئوية، والمولارية (مول/لتر)، والملغم لكل لتر، وجزء في المليون (ppm)، بشرط أن يكون التركيزان بالوحدة نفسها. لا تخلط 10% مع 0.5 مولار.
والأمر نفسه للحجم: الحاسبة تطلب الحجم النهائي بالملّيلتر أو باللتر، وتعطيك الحجمين بالوحدة التي تختارها لكل نتيجة.
لماذا حجم الماء تقريبي؟
الحاسبة تطرح حجم المحلول المركّز من الحجم النهائي لتقدّر حجم الماء. هذا دقيق للمحاليل المخففة، لكن بعض السوائل لا تُجمع أحجامها تمامًا: خلط حجم من الكحول مع حجم مساوٍ من الماء يعطي أقل من مجموعهما قليلًا.
ولهذا يُحضَّر المحلول في المختبر بطريقة أدق: تضع الحجم المحسوب من المركّز في دورق حجمي، ثم تكمل بالماء حتى علامة الحجم النهائي، بدل إضافة كمية ماء محسوبة مسبقًا.
قواعد السلامة
عند تخفيف الأحماض القوية أضف الحمض إلى الماء ببطء، ولا تضف الماء إلى الحمض أبدًا. تخفيف الحمض يطلق حرارة، وإضافة الماء إليه قد تجعله يغلي موضعيًا ويتطاير.
ولا تخلط منتجات التنظيف المنزلية ببعضها، خصوصًا المبيّض (الكلور) مع الأمونيا أو مع المنظفات الحمضية، فقد تنتج غازات سامة. خفّف كل منتج بالماء وحده، في مكان جيد التهوية، وبقفازات، واتبع تعليمات الشركة المصنّعة.
طريقة الاستخدام
- 01أدخل تركيز المحلول المركّز الذي عندك.
- 02أدخل التركيز المطلوب بالوحدة نفسها.
- 03أدخل الحجم النهائي الذي تريد تحضيره، واختر الملّيلتر أو اللتر.
- 04تظهر كمية المحلول المركّز التي تأخذها، وكمية المذيب التقريبية التي تكمل بها.
المعادلة المستخدمة
ت١ × ح١ = ت٢ × ح٢ → ح١ = ت٢ × ح٢ ÷ ت١ | المذيب ≈ ح٢ − ح١أمثلة عملية
مثال 1: من 10% إلى 2%
حجم نهائي 500 مل: ح١ = 2 × 500 ÷ 10 = 100 مل من المحلول المركّز، ثم يُكمل بنحو 400 مل من الماء.
مثال 2: في المختبر
حمض تركيزه 1 مولار، والمطلوب 250 مل بتركيز 0.1 مولار: ح١ = 0.1 × 250 ÷ 1 = 25 مل، توضع في دورق حجمي سعته 250 مل ثم يُكمل بالماء حتى العلامة، بإضافة الحمض إلى جزء من الماء أولًا.
مثال 3: تخفيف منتج تنظيف
منتج تركيزه 5% كما هو مكتوب على العبوة، والمطلوب لتر بتركيز 0.1%: ح١ = 0.1 × 1,000 ÷ 5 = 20 مل من المنتج، تُكمل بالماء حتى لتر واحد.
نصائح مهمة
- اكتب على العبوة الجديدة التركيز وتاريخ التحضير، فالمحاليل المخففة قد تفقد فاعليتها مع الوقت.
- للوصول إلى تخفيف كبير جدًا، خفّف على مراحل (تخفيف متسلسل) بدل قياس قطرات صغيرة جدًا: ثلاث خطوات بنسبة 1 إلى 10 تعطي تخفيفًا بنسبة 1 إلى 1,000.
- استخدم أدوات قياس مناسبة للحجم: مخبار مدرّج أو ماصة للكميات الصغيرة.
أخطاء شائعة يجب تجنّبها
- استخدام وحدتي تركيز مختلفتين في القانون.
- قلب القانون وقسمة التركيز المركّز على المخفف، فيظهر حجم أكبر من الحجم النهائي.
- إضافة الماء إلى الحمض المركّز بدل العكس.
الأسئلة الشائعة
- ما هو قانون التخفيف؟
- ت١ × ح١ = ت٢ × ح٢، أي أن كمية المذاب قبل التخفيف تساوي كميته بعده. يُستخدم لحساب الحجم المطلوب من المحلول المركّز.
- هل يجب أن تكون الوحدات متماثلة؟
- نعم. التركيزان بالوحدة نفسها، والحجمان بالوحدة نفسها. أما نوع الوحدة فلا يهم: نسبة مئوية أو مولارية أو ppm.
- ما الفرق بين التخفيف 1:4 و1:5؟
- التعبير يختلف بين المجالات. أحيانًا يعني 1:4 جزءًا من المركّز مع 4 أجزاء ماء، أي تخفيفًا خماسيًا، وأحيانًا يعني جزءًا من المركّز في 4 أجزاء كلية. تأكد من المقصود في التعليمات التي أمامك قبل الحساب.
- لماذا لا يمكن أن يكون التركيز المطلوب أعلى من الأصلي؟
- لأن إضافة المذيب تخفف المحلول فقط. لرفع التركيز تحتاج إلى إضافة مادة مذابة أو تبخير جزء من المذيب، وهذا خارج نطاق القانون.
- كيف أخفف حمضًا بأمان؟
- ضع الماء أولًا، ثم أضف الحمض ببطء مع التحريك، وارتدِ النظارات والقفازات. لا تضف الماء إلى الحمض المركّز.
- هل حجم الماء المحسوب دقيق؟
- تقريبي، لأن بعض السوائل لا تُجمع أحجامها تمامًا. للدقة أكمل بالماء حتى علامة الحجم النهائي في دورق حجمي.