Pha chế hóa chất là một công đoạn quan trọng trong nhiều lĩnh vực từ phòng thí nghiệm nghiên cứu, công nghiệp sản xuất đến xử lý nước và môi trường. Quy trình này yêu cầu sự chính xác và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt nhằm đảm bảo hiệu quả và tránh nguy cơ sự cố. Nắm vững các nguyên tắc và công thức pha chế không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng hóa chất mà còn giảm thiểu các rủi ro trong quá trình thực hiện.
Nguyên tắc pha chế hóa chất
Đọc kỹ hướng dẫn và tài liệu an toàn
- Trước khi pha chế, cần tham khảo bảng dữ liệu an toàn hóa chất SDS giúp hiểu rõ các đặc tính và biện pháp phòng ngừa.
Trang bị bảo hộ lao động
- Luôn đeo kính bảo hộ, găng tay chống hóa chất và sử dụng quần áo bảo hộ phù hợp khi thao tác.
Tuân thủ quy tắc thêm hóa chất
- Nguyên tắc “rót axit vào nước” khi pha dung dịch axit, phải từ từ rót axit vào nước, không làm ngược lại hòng tránh hiện tượng tỏa nhiệt gây nguy hiểm.
Kiểm soát liều lượng
- Sử dụng cân và dụng cụ đo lường chính xác đảm bảo tỷ lệ pha đúng yêu cầu.
Khuấy trộn đúng cách
- Sử dụng đũa thủy tinh hoặc thiết bị khuấy sao cho đảm bảo hóa chất hòa tan đều và tránh kết tủa không mong muốn.
An toàn trong bảo quản
- Pha xong, dung dịch hóa chất cần được bảo quản trong chai lọ đúng loại, có nhãn ghi rõ tên hóa chất, nồng độ và ngày pha chế.
Công thức pha chế hóa chất thông dụng
1. Pha dung dịch từ hóa chất rắn
Công thức tính khối lượng hóa chất rắn cần thiết để pha một dung dịch với nồng độ mong muốn
m = C × V × M
Trong đó
- m: Khối lượng hóa chất rắn (g).
- C: Nồng độ dung dịch cần pha (mol/L).
- V: Thể tích dung dịch cần pha (L).
- M: Khối lượng mol của hóa chất (g/mol).
Ví dụ pha 500 mL dung dịch NaCl 0,1 mol/L.
Khối lượng mol của NaCl (M) = 58,5 g/mol.
V = 0,5 L; C = 0,1 mol/L.
Khối lượng NaCl cần dùng
m = 0,1 × 0,5 × 58,5 = 2,925 g.
→ Cân 2,925 g NaCl, hòa tan vào nước cất và thêm nước đến 500 mL.
2. Pha dung dịch từ hóa chất lỏng đậm đặc
Công thức tính thể tích hóa chất đậm đặc cần dùng pha một dung dịch với nồng độ thấp hơn
V1 = (C2 × V2) / C1
Trong đó
- V1: Thể tích hóa chất đậm đặc cần lấy L.
- C1: Nồng độ dung dịch đậm đặc mol/L hoặc %.
- C2: Nồng độ dung dịch cần pha mol/L hoặc %.
- V2: Thể tích dung dịch cần pha L.
Ví dụ pha 1 L dung dịch HCl 0,1 mol/L từ dung dịch HCl đậm đặc 37% (d = 1,19 g/mL).
Tính C1: Nồng độ HCl đậm đặc = (37 × 1,19) / 36,5 = 12 mol/L.
C2 = 0,1 mol/L; V2 = 1 L.
V1 = (0,1 × 1) / 12 = 0,0083 L = 8,3 mL.
→ Lấy 8,3 mL HCl đậm đặc, rót từ từ vào nước và thêm nước đến 1 L.
3. Pha loãng dung dịch
Khi cần pha loãng từ một dung dịch có nồng độ cao hơn sang nồng độ thấp hơn, sử dụng công thức:
C1 × V1 = C2 × V2
Trong đó
- C1, V1: Nồng độ và thể tích dung dịch ban đầu.
- C2, V2: Nồng độ và thể tích dung dịch sau khi pha loãng.
Ví dụ pha 200 mL dung dịch H2SO4 0,5 mol/L từ dung dịch H2SO4 2 mol/L.
C1 = 2 mol/L; C2 = 0,5 mol/L; V2 = 0,2 L.
V1 = (0,5 × 0,2) / 2 = 0,05 L = 50 mL.
→ Lấy 50 mL H2SO4 đậm đặc, rót từ từ vào nước và thêm nước đến 200 mL.
4. Pha dung dịch phần trăm % theo khối lượng
Công thức
m chất tan = (C × m dung dịch) / 100
Trong đó
- m chất tan: Khối lượng hóa chất cần pha (g).
- C: Nồng độ phần trăm %.
- m dung dịch: Khối lượng dung dịch cần pha (g).
Ví dụ pha 500 g dung dịch NaOH 10%.
m chất tan = (10 × 500) / 100 = 50 g.
→ Cân 50 g NaOH, hòa tan vào nước và thêm nước đến khi đủ 500 g.
Lưu ý an toàn khi pha chế hóa chất
Khu vực làm việc
- Thực hiện trong phòng thí nghiệm có hệ thống thông gió tốt hoặc dưới tủ hút.
Cất giữ hóa chất đúng cách
- Dung dịch pha xong phải được bảo quản trong chai lọ chịu được hóa chất và có nhãn đầy đủ.
Xử lý sự cố
- Chuẩn bị sẵn các vật liệu hấp thụ cát, mùn cưa và bộ dụng cụ sơ cứu gần khu vực làm việc.
Đòi hỏi chính xác, hiểu biết và tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc an toàn thì pha chế mới hoàn hảo. Nắm vững các công thức pha chế cơ bản giúp thực hiện công việc hiệu quả, đồng thời giảm thiểu các nguy cơ trong quá trình thao tác. Một môi trường làm việc an toàn không chỉ bảo vệ người lao động mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm hóa chất được pha chế