Калкулатор за фактор на разреждане - Моментни лабораторни разтвори

Какво представлява калкулаторът за коефициент на разреждане?

Калкулаторът за коефициент на разреждане намира съотношението между крайния и началния обем на разтвора след добавяне на разтворител. Това съотношение, наречено коефициент на разреждане, показва колко пъти разтворът е станал по-разреден. Коефициент на разреждане 10 означава, че разтворът сега е с една десета от предишната си концентрация.

Разреждането е процес на намаляване на концентрацията на разтвор чрез добавяне на още разтворител, например вода. Учените, фармацевтите и лабораторните техници изчисляват коефициента на разреждане, преди да смесят компонентите, за да знаят точно какви количества изходен разтвор и разтворител да комбинират.

Формула за коефициента на разреждане

Коефициентът на разреждане се изчислява по следната формула:

Коефициент на разреждане = краен обем ÷ начален обем

• Начален обем: количеството от изходния разтвор, използвано преди добавянето на разтворител.
• Краен обем: общият обем на разтвора след добавянето на разтворител.

И двата обема трябва да са изразени в една и съща мерна единица. Самият резултат няма единица; той е обикновено съотношение, така че отговорът е един и същ независимо дали обемите са въведени в милилитри или литри. Калкулаторът обозначава и двете полета в милилитри (mL); въвеждането на друга единица и в двете полета също дава правилния коефициент.

Коефициент на разреждане, по-голям от 1, означава, че разтворът е бил разреден, което е обичайният случай. Коефициент на разреждане точно 1 означава, че не е извършено разреждане. Коефициент на разреждане под 1 означава, че крайният обем е бил по-малък от началния, което се случва, когато разтворът вместо това е концентриран, например чрез изпаряване.

Решен пример

Техник взема 10 ml от изходен разтвор и добавя разтворител, докато общият обем достигне 100 ml.

Коефициент на разреждане = 100 ml ÷ 10 ml = 10

Сега разтворът е десет пъти по-разреден от изходния. Лабораторните работници често наричат това разреждане 1:10: една част изходен разтвор, смесена с достатъчно разтворител за получаване на общо десет части.

Как се изчислява коефициентът на разреждане: стъпка по стъпка

1. Измерете началния обем на изходния разтвор.
2. Добавяйте разтворител, докато сместа достигне желания краен обем. Крайният обем е цялото количество след смесването, а не само добавеният разтворител.
3. Разделете крайния обем на началния обем, за да получите коефициента на разреждане.
4. Проверете резултата. Число над 1 потвърждава, че е извършено разреждане. Число точно 1 означава, че двата обема са еднакви и нищо не се е променило.

Ако началният обем е нула, коефициентът на разреждане не може да бъде изчислен, тъй като делението на нула няма определен резултат.

Обичайни случаи на разреждане

Коефициент на разреждане и концентрация

Тъй като разреждането намалява концентрацията, новата концентрация е равна на първоначалната концентрация, разделена на коефициента на разреждане:

Нова концентрация = първоначална концентрация ÷ коефициент на разреждане

Например, разреждането на разтвор с концентрация 2,0 mol/L (M) и коефициент на разреждане 20 дава крайна концентрация 2,0 ÷ 20 = 0,1 M.

Връзката работи и в обратна посока. Ако се измери разредена проба, а първоначалната концентрация е неизвестна, измерената стойност се умножава по коефициента на разреждане:

Първоначална концентрация = измерена концентрация × коефициент на разреждане

Проба, разредена с коефициент на разреждане 10 и след това измерена при 5 mg/mL, е получена от изходен разтвор с концентрация 5 × 10 = 50 mg/mL.

Приложения

Изследователските лаборатории ежедневно приготвят разтвори с точно определена концентрация. Ученият, който се нуждае от 50 ml разтвор на натриев хлорид с концентрация 0,5 M от изходен разтвор 5 M, първо намира необходимия обем на изходния разтвор чрез C₁V₁ = C₂V₂: (5 M)(V₁) = (0,5 M)(50 ml), следователно V₁ = 5 ml. Коефициентът на разреждане е 50 ÷ 5 = 10.

Клиничните лаборатории разреждат проби от кръв или серум, когато показанието надхвърля диапазона на откриване на даден инструмент. Смесването на 1 ml проба с 4 ml буфер дава общо 5 ml, тоест коефициент на разреждане 5. След като инструментът отчете резултат, техникът го умножава по 5, за да възстанови действителната стойност в първоначалната проба.

Лабораториите за анализ на околната среда разреждат водни проби преди изследване за следови метали, като следват методи като EPA Method 200,8. Разреждането на 1 ml проба до краен обем 100 ml дава коефициент на разреждане 100.

Микробиолозите използват серийни разреждания — поредица от разреждания, извършвани последователно — за да преброят бактериите в проба. Прехвърлянето на 1 ml култура в 9 ml стерилен бульон дава общ обем 10 ml и коефициент на разреждане 10 за тази стъпка. Повтарянето на процеса умножава коефициентите на разреждане, така че две такива стъпки дават общ коефициент на разреждане 10 × 10 = 100.

Често задавани въпроси

Какво представлява коефициентът на разреждане?

Това е съотношението между крайния и началния обем на разтвора след разреждането. Коефициент на разреждане 10 означава, че разтворът е десет пъти по-разреден от преди.

Как се изчислява коефициентът на разреждане?

Разделете крайния обем на началния: коефициент на разреждане = краен обем ÷ начален обем. Разреждането на 10 ml до краен обем 100 ml дава коефициент на разреждане 100 ÷ 10 = 10.

Какво означава коефициент на разреждане 10?

Това означава, че разтворът е разреден до една десета от първоначалната си концентрация. Това е същото като разреждане 1:10: една част първоначален разтвор, смесена с разтворител до получаване на общо десет части.

Може ли коефициентът на разреждане да бъде по-малък от 1?

Да. Коефициент на разреждане под 1 означава, че крайният обем е по-малък от началния, което се случва, когато разтворът е концентриран, а не разреден, например чрез изпаряване.

Какво се случва, ако началният обем е нула?

Коефициентът на разреждане не може да бъде изчислен, тъй като делението на нула е неопределено. Вместо резултат калкулаторът показва съобщение за грешка.

По какво коефициентът на разреждане се различава от отношението на разреждане?

Отношението на разреждане обикновено се записва като 1:X и сравнява една част от първоначалния разтвор с общо X части. Коефициент на разреждане 10 съответства на отношение на разреждане 1:10; двете описват една и съща зависимост в различни форми.

Източници

1. Национален институт за стандарти и технологии (NIST), стандарти за измервания при обемни анализи.
2. Агенция за опазване на околната среда на САЩ, метод 200,8 за анализ на следови елементи във вода.
3. Институт за клинични и лабораторни стандарти (CLSI), указания за документиране на лабораторни разреждания.
4. Харис, Д. К. (2015). Количествен химичен анализ (9-о изд.). W. H. Freeman and Company.