Paprastas skiedimo faktoriaus skaičiuoklė laboratorinėms tirpalams

Apskaičiuokite skiedimo faktorių, padalindami pradinį tūrį iš galutinio tūrio. Būtina laboratoriniam darbui, chemijai ir farmacijos paruošimams.

Paprastas atskiedimo faktoriaus skaičiuoklė

Apskaičiuokite atskiedimo faktorių įvesdami pradinius ir galutinius tūrius. Atskiedimo faktorius yra pradinio tūrio ir galutinio tūrio santykis.

📚

Dokumentacija

Paprastas atskiedimo faktoriaus skaičiuoklė

Įvadas

Atskiedimo faktorius yra pagrindinė sąvoka chemijoje, laboratorinėje mokslo srityje ir farmacijos preparatuose, kuri atspindi pradinio tūrio ir galutinio tūrio santykį tirpale. Ši Paprasta atskiedimo faktoriaus skaičiuoklė suteikia efektyvų būdą nustatyti atskiedimo faktorių, maišant tirpalus ar ruošdami mėginius analizei. Nesvarbu, ar dirbate tyrimų laboratorijoje, farmacijos aplinkoje, ar švietimo įstaigoje, suprasti ir tiksliai apskaičiuoti atskiedimo faktorius yra būtina, norint paruošti tirpalus su tiksliomis koncentracijomis.

Atskiedimas yra procesas, kurio metu sumažinama tirpalo koncentracija, paprastai pridedant daugiau tirpiklio. Atskiedimo faktorius kiekybiškai apibūdina šį pokytį, leidžiant mokslininkams ir technikams paruošti tirpalus su specifinėmis koncentracijomis iš atsarginių tirpalų. Didesnis atskiedimo faktorius rodo didesnį atskiedimo laipsnį, reiškiant, kad galutinis tirpalas yra labiau atskiestas, palyginti su pradiniu tirpalu.

Ši skaičiuoklė supaprastina procesą, reikalaujant tik dviejų įvesties: pradinio tūrio ir galutinio tūrio. Su šiais duomenimis ji automatiškai apskaičiuoja atskiedimo faktorių, naudodama standartinę formulę, pašalindama galimybę padaryti klaidų rankiniuose skaičiavimuose ir sutaupydama vertingo laiko laboratorijose.

Formulė ir skaičiavimas

Atskiedimo faktorius apskaičiuojamas naudojant šią formulę:

Atskiedimo faktorius=Pradinis tuˉrisGalutinis tuˉris\text{Atskiedimo faktorius} = \frac{\text{Pradinis tūris}}{\text{Galutinis tūris}}

Kur:

  • Pradinis tūris: Pradinio tirpalo tūris prieš atskiedimą (paprastai matuojamas mililitrais, litrais ar mikrolitrais)
  • Galutinis tūris: Bendras tūris po atskiedimo (taip pat tos pačios vienetų, kaip ir pradinis tūris)

Pavyzdžiui, jei atskiedžiate 10 mL tirpalo iki galutinio tūrio 100 mL, atskiedimo faktorius būtų:

Atskiedimo faktorius=10 mL100 mL=0.1\text{Atskiedimo faktorius} = \frac{10 \text{ mL}}{100 \text{ mL}} = 0.1

Tai reiškia, kad tirpalas buvo atskiestas iki 1/10 pradinės koncentracijos. Alternatyviai, tai gali būti išreikšta kaip 1:10 atskiedimas.

Paprastas atskiedimo faktoriaus skaičiavimas Vizualinė atskiedimo faktoriaus skaičiavimo reprezentacija, rodanti pradinį 10mL tūrį, atskiestą iki galutinio 100mL tūrio, rezultatas - atskiedimo faktorius 0.1 Pradinis tūris 10 mL

+

Tirpiklis 90 mL Galutinis tūris 100 mL Atskiedimo faktorius 0.1

Paprastas atskiedimo faktoriaus skaičiavimas Pradinis tūris ÷ Galutinis tūris = Atskiedimo faktorius

Kraštutiniai atvejai ir apsvarstymai

  1. Dalinimas iš nulio: Jei galutinis tūris yra nulis, atskiedimo faktorius negali būti apskaičiuotas, nes dalinimas iš nulio yra matematiškai neapibrėžtas. Šiuo atveju skaičiuoklė parodys klaidos pranešimą.

  2. Lygūs tūriai: Jei pradiniai ir galutiniai tūriai yra lygūs, atskiedimo faktorius yra 1, rodantis, kad atskiedimas neįvyko.

  3. Pradinis tūris didesnis už galutinį tūrį: Tai lemia atskiedimo faktorių didesnį nei 1, kas techniškai reiškia koncentraciją, o ne atskiedimą. Nors matematiškai teisinga, ši situacija laboratorinėje praktikoje yra mažiau paplitusi.

  4. Labai dideli arba maži tūriai: Skaičiuoklė gali apdoroti platų tūrių diapazoną, nuo mikrolitrų iki litrų, tačiau itin dideli arba maži tūriai turėtų būti įvedami naudojant nuoseklius vienetus, kad būtų išvengta skaičiavimo klaidų.

Žingsnis po žingsnio vadovas, kaip naudoti skaičiuoklę

Sekite šiuos paprastus žingsnius, kad apskaičiuotumėte atskiedimo faktorių naudodami mūsų skaičiuoklę:

  1. Įveskite pradinį tūrį: Įveskite savo pradinio tirpalo tūrį „Pradinis tūris“ lauke. Įsitikinkite, kad naudojate nuoseklius vienetus (pvz., mililitrais).

  2. Įveskite galutinį tūrį: Įveskite bendrą tūrį po atskiedimo „Galutinis tūris“ lauke, naudodami tuos pačius vienetus kaip pradiniame tūryje.

  3. Peržiūrėkite rezultatą: Skaičiuoklė automatiškai apskaičiuos ir parodys atskiedimo faktorių. Rezultatas pateikiamas su keturiais dešimtainiais skaičiais tikslumui.

  4. Interpretuokite rezultatą:

    • Atskiedimo faktorius, mažesnis už 1, rodo atskiedimą (galutinis tirpalas yra labiau atskiestas nei originalus)
    • Atskiedimo faktorius, lygus 1, rodo, kad koncentracija nepakito
    • Atskiedimo faktorius, didesnis už 1, rodo koncentraciją (galutinis tirpalas yra labiau koncentruotas nei originalus)
  5. Kopijuokite rezultatą: Jei reikia, naudokite „Kopijuoti“ mygtuką, kad nukopijuotumėte apskaičiuotą vertę į savo iškarpinę, kad galėtumėte naudoti ataskaitose ar tolesniuose skaičiavimuose.

Skaičiuoklė taip pat pateikia vizualinę atskiedimo proceso reprezentaciją, padedančią jums suprasti atskiedimo procesą. Šis vizualinis pagalbininkas rodo proporcingą santykį tarp pradinio ir galutinio tūrių.

Išsami skaičiavimo pavyzdžio analizė

Pažvelkime į išsamų atskiedimo faktoriaus apskaičiavimo ir atskiesto tirpalo paruošimo pavyzdį:

Užduotis: Jums reikia paruošti 250 mL 0.1M NaCl tirpalo iš 2.0M atsargų tirpalo.

1 žingsnis: Nustatykite pradinius ir galutinius tūrius.

  • Galutinis tūris (V₂) yra nurodytas: 250 mL
  • Turime rasti pradinį tūrį (V₁) reikalingą atsargų tirpalo

2 žingsnis: Naudokite santykį tarp koncentracijos ir tūrio.

  • C₁V₁ = C₂V₂, kur C reiškia koncentraciją
  • 2.0M × V₁ = 0.1M × 250 mL
  • V₁ = (0.1M × 250 mL) ÷ 2.0M
  • V₁ = 12.5 mL

3 žingsnis: Apskaičiuokite atskiedimo faktorių.

  • Atskiedimo faktorius = Pradinis tūris ÷ Galutinis tūris
  • Atskiedimo faktorius = 12.5 mL ÷ 250 mL
  • Atskiedimo faktorius = 0.05

4 žingsnis: Paruoškite tirpalą.

  • Išmatuokite 12.5 mL 2.0M NaCl atsargų tirpalo
  • Įdėkite jį į volumetrinį kolbą
  • Pridėkite distiliuoto vandens, kol bendras tūris pasieks 250 mL
  • Gerai sumaišykite, kad užtikrintumėte homogeniškumą

Šis atskiedimo faktorius 0.05 rodo, kad tirpalas buvo atskiestas iki 1/20 pradinės koncentracijos.

Įprasti atskiedimo santykiai vizualizuoti Vizualinė 1:10 atskiedimo santykio reprezentacija, rodanti pradinio tirpalo ir galutinio tirpalo proporciją 1 9 1:10 atskiedimas (atskiedimo faktorius = 0.1)

Įprasti atskiedimo santykiai vizualizuoti

Naudojimo atvejai

Atskiedimo faktorių skaičiavimai yra būtini daugelyje mokslinių ir techninių sričių. Štai keletas įprastų taikymo būdų:

Laboratoriniai tyrimai

Tyrimų laboratorijose mokslininkai dažnai turi paruošti tirpalus su specifinėmis koncentracijomis eksperimentams. Pradėdami nuo žinomo koncentracijos atsargų tirpalo, jie gali naudoti atskiedimo faktorių, kad nustatytų, kiek tirpiklio reikia pridėti, kad pasiektų pageidaujamą galutinę koncentraciją.

Pavyzdys: Tyrėjas turi 5M NaCl atsargų tirpalą ir turi paruošti 50 mL 0.5M tirpalą eksperimentui. Atskiedimo faktorius būtų 0.5M/5M = 0.1, tai reiškia, kad jam reikia atskiesti atsargų tirpalą 10 kartų. Jis paimtų 5 mL atsargų tirpalo (pradinis tūris) ir pridėtų tirpiklio, kad pasiektų 50 mL galutinį tūrį.

Farmacijos preparatai

Vaistininkai naudoja atskiedimo skaičiavimus, ruošdami vaistus, ypač pediatrinius dozes ar dirbdami su labai stipriais vaistais, kuriems reikia atsargiai atskiesti.

Pavyzdys: Vaistininkas turi paruošti mažiau koncentruotą vaisto tirpalą vaikui. Jei suaugusiųjų formulėje yra 100 mg/mL koncentracija, o vaikui reikia 25 mg/mL tirpalo, atskiedimo faktorius būtų 0.25. 10 mL galutiniam paruošimui jis naudotų 2.5 mL originalaus tirpalo ir pridėtų 7.5 mL tirpiklio.

Klinikiniai laboratoriniai tyrimai

Medicinos laboratorijų technikai atlieka atskiedimus, ruošdami mėginius analizei, ypač kai analito koncentracija gali viršyti jų instrumentų aptikimo ribas.

Pavyzdys: Kraujo mėginys turi fermento koncentraciją, kuri yra per didelė, kad būtų galima tiesiogiai išmatuoti. Laboratorijos technikas atlieka 1:5 atskiedimą (atskiedimo faktorius 0.2), paimdami 1 mL mėginio ir pridėdami 4 mL buferio, kad pasiektų 5 mL galutinį tūrį prieš analizę.

Aplinkos tyrimai

Aplinkos mokslininkai naudoja atskiedimo skaičiavimus analizuodami vandens ar dirvožemio mėginius, kurie gali turėti dideles teršalų koncentracijas.

Pavyzdys: Aplinkos mokslininkas, renkantis vandens mėginius iš potencialiai užterštos vietos, turi atskiesti mėginius prieš testavimą sunkiųjų metalų. Jis gali atlikti 1:100 atskiedimą (atskiedimo faktorius 0.01), paimdamas 1 mL mėginio ir atskiestą iki 100 mL distiliuotu vandeniu.

Maisto ir gėrimų pramonė

Kokybės kontrolės laboratorijose maisto ir gėrimų pramonėje naudojami atskiedimo skaičiavimai, kai testuojami produktai dėl įvairių komponentų.

Pavyzdys: Kokybės kontrolės technikas, tikrinantis alkoholio kiekį spirite, turi atskiesti mėginį prieš dujų chromatografijos analizę. Jis gali naudoti atskiedimo faktorių 0.05 (1:20 atskiedimas), paimdamas 5 mL spirito ir atskiestą iki 100 mL su tinkamu tirpikliu.

Serijinės atskiedimai

Mikrobiologijoje ir imunologijoje serijinės atskiedimai naudojami siekiant sumažinti mikroorganizmų ar antikūnų koncentraciją žingsniais, leidžiant tikslesnį skaičiavimą ar titravimą.

Pavyzdys: Mikrobiologas, atliekantis bakterijų skaičių, turi sukurti seriją 1:10 atskiedimų. Pradėdamas nuo bakterijų suspensijos, jis perkelia 1 mL į 9 mL sterilizuoto tirpiklio (atskiedimo faktorius 0.1), sumaišo, tada perkelia 1 mL šio atskiedimo į kitą 9 mL tirpiklio (kumulatyvus atskiedimo faktorius 0.01) ir taip toliau.

Alternatyvos

Nors paprastas atskiedimo faktorius dažnai naudojamas, yra alternatyvių požiūrių, kaip išreikšti ir apskaičiuoti atskiedimus:

  1. Atskiedimo santykis: Dažnai išreiškiamas kaip 1:X, kur X nurodo, kiek kartų galutinis tirpalas yra atskiestas, palyginti su originaliu. Pavyzdžiui, atskiedimo faktorius 0.01 gali būti išreikštas kaip 1:100 atskiedimo santykis.

  2. Koncentracijos faktorius: Atskiedimo faktoriaus inversija, rodanti koncentracijos pokytį. Atskiedimo faktorius 0.25 atitinka 4 kartus sumažėjusią koncentraciją.

  3. Procentinė tirpalo koncentracija: Koncentracijos išreiškimas procentais (w/v, v/v arba w/w). Pavyzdžiui, atskiesti 10% tirpalą iki 2% reiškia atskiedimo faktorių 0.2.

  4. Molarumo pagrindu atlikti skaičiavimai: Naudojant formulę C₁V₁ = C₂V₂, kur C reiškia koncentraciją, apskaičiuoti reikalingus tūrius specifinei galutinei koncentracijai.

  5. Dalių per notaciją: Labai atskiestų tirpalų išreiškimas dalimis per milijoną (ppm), dalimis per milijardą (ppb) arba dalimis per trilijoną (ppt).

Atskiedimo skaičiavimų istorija

Atskiedimo sąvoka buvo esminė chemijos ir medicinos dalis šimtmečius, nors formali matematinė atskiedimo faktorių apdorojimo sistema vystėsi kartu su analitinės chemijos raida.

Senovėje gydytojai ir alchemikai empiriškai atskiestų vaistus ir eliksyrus, dažnai naudodami paprastą proporcijų mąstymą. Sistemingas požiūris į atskiedimo skaičiavimus pradėjo formuotis XVIII amžiuje, kai atsirado kiekybinė analitinė chemija, kurią pirmavo mokslininkai, tokie kaip Antoine Lavoisier, dažnai laikomas modernios chemijos tėvu.

XIX amžiuje pastebimi reikšmingi pažangai analitinėse technikose, reikalaujančiose tikslių atskiedimų. Chemikų, tokių kaip Justus von Liebig, darbas, sukūręs organinių junginių analizės metodus, reikalavo tikslių atskiedimo procedūrų. Panašiai Louis Pasteur mikrobiologiniai tyrimai XIX amžiaus viduryje priklausė nuo serijinių atskiedimų, kad būtų galima izoliuoti ir tirti mikroorganizmus.

Šiuolaikinis požiūris į atskiedimo skaičiavimus, su standartizuotomis formulėmis ir terminologija, buvo nustatytas XX amžiuje, kai augo klinikinė chemija ir laboratorinė medicina. Automatizuotos laboratorinės įrangos įvedimas XX amžiaus antroje pusėje dar labiau pabrėžė poreikį tikslioms atskiedimo protokolams, kuriuos būtų galima programuoti į instrumentus.

Šiandien atskiedimo faktorių skaičiavimai išlieka esminiu laboratorinės praktikos aspektu daugelyje mokslinių disciplinų, o tokie skaitmeniniai įrankiai kaip ši skaičiuoklė daro procesą prieinamesnį ir be klaidų.

Kodo pavyzdžiai atskiedimo faktoriui apskaičiuoti

Štai pavyzdžiai, kaip apskaičiuoti atskiedimo faktorių įvairiose programavimo kalbose:

1' Excel formulė atskiedimo faktoriui
2=AtskiedimoTūris/GalutinisTūris
3
4' Excel VBA funkcija
5Function AtskiedimoFaktorius(PradinisTūris As Double, GalutinisTūris As Double) As Variant
6    If GalutinisTūris = 0 Then
7        AtskiedimoFaktorius = CVErr(xlErrDiv0)
8    Else
9        AtskiedimoFaktorius = PradinisTūris / GalutinisTūris
10    End If
11End Function
12

Įprasti atskiedimo scenarijai

ScenarijusPradinis tūrisGalutinis tūrisAtskiedimo faktoriusIšraiška
Standartinis laboratorinis atskiedimas10 mL100 mL0.11:10 atskiedimas
Koncentruoto mėginio paruošimas5 mL25 mL0.21:5 atskiedimas
Labai atskiestas tirpalas1 mL1000 mL0.0011:1000 atskiedimas
Minimalus atskiedimas90 mL100 mL0.99:10 atskiedimas
Be atskiedimo50 mL50 mL1.01:1 (be atskiedimo)
Koncentracija (ne atskiedimas)100 mL50 mL2.02:1 koncentracija

Dažnai užduodami klausimai

Kas yra atskiedimo faktorius?

Atskiedimo faktorius yra pradinio tūrio ir galutinio tūrio santykis atskiedimo procese. Jis kiekybiškai apibūdina, kiek tirpalas buvo atskiestas, ir naudojamas naujai koncentracijai apskaičiuoti po atskiedimo.

Kaip apskaičiuoti atskiedimo faktorių?

Atskiedimo faktorius apskaičiuojamas dalinant pradinį tūrį iš galutinio tūrio: Atskiedimo faktorius = Pradinis tūris ÷ Galutinis tūris

Ką reiškia atskiedimo faktorius 0.1?

Atskiedimo faktorius 0.1 (arba 1:10 atskiedimas) reiškia, kad originalus tirpalas buvo atskiestas iki 1/10 pradinės koncentracijos. Tai galima pasiekti paimant 1 dalį originalaus tirpalo ir pridėjus 9 dalis tirpiklio, kad gautumėte bendrą 10 dalių.

Ar atskiedimo faktorius gali būti didesnis už 1?

Taip, techniškai atskiedimo faktorius, didesnis už 1, yra įmanomas, tačiau jis atspindi koncentraciją, o ne atskiedimą. Tai įvyksta, kai galutinis tūris yra mažesnis už pradinį tūrį, pavyzdžiui, kai tirpalas išgarinamas, kad būtų koncentruotas.

Koks skirtumas tarp atskiedimo faktoriaus ir atskiedimo santykio?

Atskiedimo faktorius yra matematinis pradinio tūrio ir galutinio tūrio santykis. Atskiedimo santykis paprastai išreiškiamas kaip 1:X, kur X nurodo, kiek kartų galutinis tirpalas yra atskiestas, palyginti su originaliu. Pavyzdžiui, atskiedimo faktorius 0.2 atitinka atskiedimo santykį 1:5.

Kaip paruošti 1:100 atskiedimą?

Norint paruošti 1:100 atskiedimą (atskiedimo faktorius 0.01), paimkite 1 dalį savo originalaus tirpalo ir pridėkite ją prie 99 dalių tirpiklio. Pavyzdžiui, pridėkite 1 mL tirpalo prie 99 mL tirpiklio, kad gautumėte 100 mL galutinį tūrį.

Kas nutinka, jei įvedu nulinį galutinį tūrį?

Jei galutinis tūris yra nulis, atskiedimo faktorius negali būti apskaičiuotas, nes dalinimas iš nulio yra matematiškai neapibrėžtas. Šiuo atveju skaičiuoklė parodys klaidos pranešimą.

Kaip atskiedimo faktoriai susiję su koncentracija?

Koncentracija po atskiedimo gali būti apskaičiuota, padauginus originalią koncentraciją iš atskiedimo faktoriaus: Nauja koncentracija = Originali koncentracija × Atskiedimo faktorius

Kas yra serijinis atskiedimas?

Serijinis atskiedimas yra sekos atskiedimų serija, kiekviena iš jų naudoja ankstesnio atskiedimo tirpalą kaip pradinį tirpalą kitam atskiedimui. Ši technika dažnai naudojama mikrobiologijoje ir imunologijoje, kad būtų pasiekti labai dideli atskiedimo faktoriai.

Kaip atsižvelgti į skirtingus vienetus, kai skaičiuojami atskiedimo faktoriai?

Apskaičiuojant atskiedimo faktorių, įsitikinkite, kad tiek pradiniai, tiek galutiniai tūriai yra išreikšti tais pačiais vienetais (pvz., abu mililitrais arba abu litrais). Pats atskiedimo faktorius yra be matmenų santykis.

Nuorodos

  1. Harris, D. C. (2015). Kiekybinė cheminė analizė (9-asis leidimas). W. H. Freeman and Company.

  2. Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2013). Analitinės chemijos pagrindai (9-asis leidimas). Cengage Learning.

  3. Amerikos chemijos draugija. (2006). Reagentų chemikalai: specifikacijos ir procedūros (10-asis leidimas). Oxford University Press.

  4. Pasaulio sveikatos organizacija. (2020). Laboratorinės biosaugos vadovas (4-asis leidimas). WHO Press.

  5. Jungtinių Valstijų farmakopeja ir nacionalinis formulė (USP-NF). (2022). Jungtinių Valstijų farmakopeinė konvencija.

  6. Burtis, C. A., Bruns, D. E., & Sawyer, B. G. (2015). Tietz klinikinės chemijos ir molekulinės diagnostikos pagrindai (7-asis leidimas). Elsevier Health Sciences.

  7. Molinaro, R. J., Winkler, A. M., Kraft, C. S., Fantz, C. R., Stowell, S. R., Ritchie, J. C., Koch, D. D., & Howanitz, P. J. (2020). Laboratorinės medicinos mokymas medicinos studentams: įgyvendinimas ir vertinimas. Archyvai patologijos ir laboratorinės medicinos, 144(7), 829-835.

  8. "Atskiedimas (lygtis)." Vikipedija, Vikipedijos fondas, https://en.wikipedia.org/wiki/Dilution_(equation). Pasiekta 2024 m. rugpjūčio 2 d.

Išbandykite mūsų Paprastą atskiedimo faktoriaus skaičiuoklę šiandien, kad greitai ir tiksliai nustatytumėte atskiedimo faktorius savo laboratorijai, farmacijos ar švietimo poreikiams. Tiesiog įveskite savo pradinius ir galutinius tūrius, kad gautumėte tikslius rezultatus akimirksniu!