Lahjenduse Faktori Kalkulaator - Labori Lahused & Kontsentratsioonid

Mis on lahjendusteguri kalkulaator?

Lahjendusteguri kalkulaator leiab, mitu korda on lahust lahjendatud. See arvutab selle, jagades lahuse lõppmahu enne lahjendamist mõõdetud algmahuga. Laboritöötajad ja õpilased kasutavad seda teadaoleva kontsentratsiooniga lahuste valmistamiseks ning lahjendatud proovi kontsentratsiooni arvutamiseks.

Lahjendamine on lahusele lahusti, tavaliselt vee, lisamise protsess selle kontsentratsiooni vähendamiseks. Lahjendustegur on üks arv, mis kirjeldab, kui palju lahus nõrgenes. Lahjendustegur 5 tähendab, et lõplik lahus on algsest viis korda lahjem.

Lahjendusteguri valem

Lahjendustegur võrdub lõppmahu ja algmahu jagatisega:

$\text{Lahjendustegur} = \frac{V_f}{V_i}$

• $V_f$ on lõppmaht pärast lahusti lisamist.
• $V_i$ on algmaht enne mis tahes lahusti lisamist.

Mõlemad mahud peavad olema esitatud samas ühikus. Sisestusväljad on märgitud milliliitrites (mL), kuid kasutada võib mis tahes mahuühikut, kui mõlemas väljas kasutatakse sama ühikut. Kuna lahjendustegur on kahe mahu suhe, pole sellel endal ühikut.

Kuidas arvutada lahjendustegurit

1. Mõõda lahuse algmaht $V_i$.
2. Mõõda lõppmaht pärast lahusti lisamist $V_f$.
3. Jaga lõppmaht algmahuga.

Arvutusnäide

Labor alustab 5 mL lähte-lahusega ja lahjendab seda veega lõppmahuni 25 mL.

$\text{Lahjendustegur} = \frac{25 \text{ mL}}{5 \text{ mL}} = 5$

Lahus on nüüd lähte-lahusest 5 korda lahjem. Kalkulaator jagab mahud täpselt ja esitab tulemuse kuue tüvenumbriga, seega kuvatakse ebavõrdne jagatis, nagu 25 mL ÷ 7 mL, kujul 3,57143.

Lahuse valmistamine sihtkontsentratsiooniga

Lahjendustegureid kasutatakse ka vastupidises suunas, et välja arvutada vajaliku lähte-lahuse kogus. Oletame, et labor vajab 50 mL 0,1 M naatriumkloriidilahust, mis valmistatakse kontsentratsiooniga 2,0 M lähte-lahusest.

1. Leia vajalik lahjendustegur: jaga lähte-lahuse kontsentratsioon sihtkontsentratsiooniga. $2.0 \text{ M} \div 0.1 \text{ M} = 20$.
2. Leia vajaliku lähte-lahuse maht: jaga siht-lõppmaht lahjendusteguriga. $50 \text{ mL} \div 20 = 2.5 \text{ mL}$.
3. Lisa 2,5 mL 2,0 M lähte-lahust 50 mL mõõtkolbi ja lisa seejärel vett kuni 50 mL märgini.

Tulemuse kontroll kinnitab selle: $50 \text{ mL} \div 2.5 \text{ mL} = 20$, mis on vajalik lahjendustegur.

Tulemuse tõlgendamine

• Lahjendustegur üle 1 tähendab, et lahust lahjendati. Tulemus 10 tähendab, et lõplik lahus on algsest 10 korda lahjem.
• Täpselt 1 suurune lahjendustegur tähendab, et lahjendamist ei toimunud, sest alg- ja lõppmaht on võrdsed.
• Lahjendustegur alla 1 on matemaatiliselt võimalik, kuid see tähendab, et lõppmaht oli algmahust väiksem. See kirjeldab lahuse kontsentreerimist, mitte lahjendamist, ning tavaliselt esitatakse seda hoopis kontsentratsioonitegurina. Kalkulaator esitab sellise väärtuse siiski, mitte ei ümarda seda ära, seega kuvatakse täielikult ka nii väike tegur nagu 0,00004.

Kalkulaator lükkab nulli või sellest väiksemad mahud tagasi, sest nulli või negatiivse mahu korral pole lahjendustegur määratletud.

Lahjendustegur ja kontsentratsioon

Lahuse lahjendamine ei muuda selles sisalduva lahustunud aine koguhulka, vaid ainult ruumala, milles see aine jaotub. Seega võrdub lõppkontsentratsioon algkontsentratsiooni ja lahjendusteguri jagatisega:

$C_f = \frac{C_i}{\text{Lahjendustegur}}$

Näiteks muutub teguriga 5 lahjendatud 10 mg/mL lahus kontsentratsiooniks $10 \div 5 = 2$ mg/mL. Sama arutluskäik töötab ka vastupidises suunas: algkontsentratsiooni jagamine sihtkontsentratsiooniga annab vajaliku lahjendusteguri, nagu on näidatud eespool toodud naatriumkloriidi näites.

Seerialahjendamine

Seerialahjendamisel korratakse sama lahjendamisetappi mitu korda, kasutades iga uut lahust järgmise etapi lähteainena. Iga 1 mL lähte-lahust, mis segatakse 9 mL lahjendiga, annab 10 mL lahuse lahjendusteguriga 10. Selle etapi kolm korda kordamisel saadakse:

$10 \times 10 \times 10 = 1{,}000$

Lõplik lahus on algsest lähte-lahusest 1 000 korda lahjem. Seerialahjendamine on tavaline mikrobioloogias, kus teadlased lahjendavad bakteriproovi korduvalt, kuni saavad söötmel üksikuid kolooniaid loendada, ning farmakoloogias, kus seda kasutatakse testimiseks erinevate annuste valmistamisel.

Levinud lahjendussuhted

„1:10 lahjendust” tõlgendatakse tavaliselt nii, et 1 osa proovi segatakse lahustiga nii, et kogumaht on 10 osa, mille tulemuseks on lahjendustegur 10. Mõned inimesed tõlgendavad seda hoopis nii, et 1 osa proovi segatakse 10 osa lahustiga, mille tulemuseks on lahjendustegur 11. Kuna need kaks tõlgendust annavad erineva tulemuse, väldivad paljud laborid suhtetähistust ja esitavad lahjendusteguri otse.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on lahjendustegur? See on arv, mis näitab, mitu korda on lahus lahjemaks muutunud. See võrdub lõppmahu ja algmahu jagatisega.

Kuidas arvutada lahjendustegurit? Jaga lõppmaht algmahuga. 2 mL lahjendamisel mahuni 10 mL saadakse lahjendustegur $10 \div 2 = 5$.

Mis vahe on lahjendusteguril ja lahjendussuhtel? Lahjendustegur on üks arv, näiteks 5. Lahjendussuhe, näiteks 1:5, kirjeldab sama mõtet kahe arvuga, kuid inimesed ei ole alati ühel meelel, mida need kaks arvu tähendavad, mistõttu võib seda tõlgendada mitmel viisil.

Kas lahjendustegur võib olla väiksem kui 1? Tavalise lahjendamise korral mitte. Väärtus alla 1 tähendaks, et lõppmaht on algmahust väiksem, mis on kontsentreerimine, mitte lahjendamine.

Kuidas on lahjendustegur seotud kontsentratsiooniga? Lõppkontsentratsioon võrdub algkontsentratsiooni ja lahjendusteguri jagatisega. Teguriga 10 lahjendatud 5 mg/mL lahuse kontsentratsiooniks saab 0,5 mg/mL.

Mis on seerialahjendamine? See on järjestikuste lahjendamiste jada, kus iga etapp kasutab lähtematerjalina eelmisel etapil saadud lahust. Kogu lahjendustegur on iga etapi lahjendustegurite korrutis.

Milliseid ühikuid kalkulaator kasutab? Väljad on märgitud milliliitrites, kuid kasutada võib mis tahes mahuühikut, kui mõlemas väljas kasutatakse sama ühikut, sest tulemus on suhe. Ühikute segamine, näiteks ühe mahu esitamine milliliitrites ja teise liitrites, annab vale tulemuse.