Laimentamisen Laskuri - Välitön Laboratorioliuosten Laimentaminen

Mikä on laimennuskertoimen laskin?

Laimennuskertoimen laskin laskee liuoksen lopullisen tilavuuden suhteen lähtötilavuuteen sen jälkeen, kun liuotinta on lisätty. Tämä suhde eli laimennuskerroin osoittaa, kuinka monta kertaa laimeammaksi liuos on muuttunut. Laimennuskerroin 10 tarkoittaa, että liuos on nyt kymmenesosan niin väkevää kuin aiemmin.

Laimennus on prosessi, jossa liuoksen pitoisuutta pienennetään lisäämällä liuotinta, kuten vettä. Tutkijat, farmaseutit ja laboratoriohoitajat laskevat laimennuskertoimen ennen sekoittamista, jotta he tietävät tarkasti, kuinka paljon kantaliuosta ja liuotinta yhdistetään.

Laimennuskertoimen kaava

Laimennuskerroin lasketaan seuraavalla kaavalla:

Laimennuskerroin = lopullinen tilavuus ÷ lähtötilavuus

• Alkutilavuus: käytetyn alkuperäisen liuoksen määrä ennen liuottimen lisäämistä.
• Lopullinen tilavuus: liuoksen kokonaistilavuus liuottimen lisäämisen jälkeen.

Molemmissa tilavuuksissa on käytettävä samaa yksikköä. Tuloksella itsellään ei ole yksikköä, vaan se on pelkkä suhdeluku, joten vastaus on sama riippumatta siitä, ilmoitetaanko tilavuudet millilitroina vai litroina. Laskin merkitsee molemmat kentät millilitroiksi (mL); myös jonkin muun yksikön syöttäminen molempiin kenttiin antaa oikean kertoimen.

Laimennuskerroin, joka on suurempi kuin 1, tarkoittaa, että liuosta on laimennettu, mikä on tavallisin tapaus. Täsmälleen 1 oleva laimennuskerroin tarkoittaa, ettei laimennusta tapahtunut. Laimennuskerroin, joka on pienempi kuin 1, tarkoittaa, että lopullinen tilavuus oli lähtötilavuutta pienempi. Näin tapahtuu, kun liuosta väkevöidään esimerkiksi haihduttamalla.

Laskuesimerkki

Laboratoriohoitaja ottaa 10 mL kantaliuosta ja lisää liuotinta, kunnes kokonaistilavuus on 100 mL.

Laimennuskerroin = 100 mL ÷ 10 mL = 10

Liuos on nyt kymmenen kertaa laimeampaa kuin kantaliuos. Laboratoriossa tätä kutsutaan usein 1:10-laimennokseksi: yksi osa kantaliuosta yhdistetään riittävään määrään liuotinta, jotta osia on yhteensä kymmenen.

Laimennuskertoimen laskeminen vaihe vaiheelta

1. Mittaa kantaliuoksen alkutilavuus.
2. Lisää liuotinta, kunnes seoksen tilavuus saavuttaa halutun lopullisen tilavuuden. Lopullinen tilavuus on koko määrä sekoittamisen jälkeen, ei pelkästään lisätyn liuottimen määrä.
3. Jaa lopullinen tilavuus alkutilavuudella saadaksesi laimennuskertoimen.
4. Tarkista tulos. Luku, joka on suurempi kuin 1, vahvistaa, että laimennus tapahtui. Täsmälleen 1 oleva luku tarkoittaa, että tilavuudet olivat yhtä suuret eikä mikään muuttunut.

Jos alkutilavuus on nolla, laimennuskerrointa ei voida laskea, koska nollalla jakamiselle ei ole määriteltyä tulosta.

Tavalliset laimennustilanteet

Laimennuskerroin ja pitoisuus

Koska laimennus pienentää pitoisuutta, uusi pitoisuus saadaan jakamalla alkuperäinen pitoisuus laimennuskertoimella:

Uusi pitoisuus = alkuperäinen pitoisuus ÷ laimennuskerroin

Esimerkiksi 2,0 mol/l:n (M) liuoksen laimentaminen laimennuskertoimella 20 antaa lopulliseksi pitoisuudeksi 2,0 ÷ 20 = 0,1 M.

Sama yhteys toimii myös käänteisesti. Jos laimennetusta näytteestä tehdään mittaus ja alkuperäinen pitoisuus on tuntematon, mitattu arvo kerrotaan laimennuskertoimella:

Alkuperäinen pitoisuus = mitattu pitoisuus × laimennuskerroin

Näyte, joka laimennettiin laimennuskertoimella 10 ja jonka pitoisuudeksi mitattiin 5 mg/ml, oli peräisin kantaliuoksesta, jonka pitoisuus oli 5 × 10 = 50 mg/ml.

Käyttökohteet

Tutkimuslaboratorioissa valmistetaan päivittäin liuoksia täsmälliseen pitoisuuteen. Jos tutkija tarvitsee 50 mL 0,5 M:n natriumkloridiliuosta 5 M:n kantaliuoksesta, hän määrittää ensin tarvittavan kantaliuoksen tilavuuden yhtälöllä C₁V₁ = C₂V₂: (5 M)(V₁) = (0,5 M)(50 mL), joten V₁ = 5 mL. Laimennuskerroin on 50 ÷ 5 = 10.

Kliinisissä laboratorioissa veri- tai seeruminäytteitä laimennetaan, kun mittaustulos ylittää laitteen mittausalueen. Kun 1 mL näytettä sekoitetaan 4 mL:aan puskuriliuosta, kokonaismääräksi tulee 5 mL ja laimennuskertoimeksi 5. Kun laite on ilmoittanut tuloksen, laboratoriohoitaja kertoo sen 5:llä saadakseen alkuperäisen näytteen todellisen arvon.

Ympäristölaboratorioissa vesinäytteitä laimennetaan ennen hivenmetallien analysointia esimerkiksi EPA:n menetelmän 200,8 mukaisesti. Kun 1 mL näytettä laimennetaan lopulliseen tilavuuteen 100 mL, laimennuskerroin on 100.

Mikrobiologit käyttävät sarjalaimennoksia eli peräkkäin tehtävien laimennosten ketjua bakteerien laskemiseen näytteestä. Kun 1 mL viljelmää siirretään 9 mL:aan steriiliä kasvatuslientä, kokonaismääräksi tulee 10 mL ja kyseisen vaiheen laimennuskerroin on 10. Prosessin toistaminen kertoo laimennuskertoimet keskenään, joten kaksi tällaista vaihetta tuottaa yhdistetyksi laimennuskertoimeksi 10 × 10 = 100.

Usein kysyttyä

Mikä on laimennuskerroin?

Se on liuoksen lopullisen tilavuuden ja alkutilavuuden välinen suhde laimennuksen jälkeen. Laimennuskerroin 10 tarkoittaa, että liuos on kymmenen kertaa laimeampaa kuin ennen.

Miten laimennuskerroin lasketaan?

Jaa lopullinen tilavuus alkutilavuudella: Laimennuskerroin = lopullinen tilavuus ÷ alkutilavuus. Kun 10 mL laimennetaan lopulliseen tilavuuteen 100 mL, laimennuskerroin on 100 ÷ 10 = 10.

Mitä laimennuskerroin 10 tarkoittaa?

Se tarkoittaa, että liuos on laimennettu kymmenesosaan alkuperäisestä pitoisuudestaan. Tämä vastaa 1:10-laimennosta: yksi osa alkuperäistä liuosta yhdistetään liuottimeen, kunnes osia on yhteensä kymmenen.

Voiko laimennuskerroin olla pienempi kuin 1?

Kyllä. Arvoa 1 pienempi laimennuskerroin tarkoittaa, että lopullinen tilavuus on alkutilavuutta pienempi. Näin tapahtuu, kun liuosta väkevöidään laimentamisen sijaan esimerkiksi haihduttamalla.

Mitä tapahtuu, jos alkutilavuus on nolla?

Laimennuskerrointa ei voida laskea, koska nollalla jakaminen on määrittelemätöntä. Laskin näyttää tuloksen sijaan virheilmoituksen.

Miten laimennuskerroin eroaa laimennussuhteesta?

Laimennussuhde kirjoitetaan yleensä muodossa 1:X, jossa verrataan yhtä osaa alkuperäistä liuosta X:ään kokonaisosaan. Laimennuskerrointa 10 vastaa laimennussuhde 1:10; molemmat kuvaavat samaa suhdetta eri muodossa.

Lähteet

1. National Institute of Standards and Technology (NIST), tilavuusmittauksiin liittyvät mittausstandardit.
2. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto, menetelmä 200,8 veden hivenalkuaineiden analyysiin.
3. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), ohjeet laboratoriolaimennosten dokumentointiin.
4. Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9. painos). W. H. Freeman and Company.