Calculator Factor de Diluție - Soluții și Concentrații de Laborator

Ce este un calculator al factorului de diluție?

Un calculator al factorului de diluție determină de câte ori a fost diluată o soluție. Acesta împarte volumul final al unei soluții la volumul inițial, de dinaintea diluării. Personalul de laborator și studenții îl folosesc pentru a prepara soluții cu o concentrație cunoscută și pentru a calcula concentrația unei probe diluate.

Diluarea este procesul de adăugare a unui solvent, de obicei apă, la o soluție pentru a-i reduce concentrația. Factorul de diluție este un singur număr care descrie cât de mult a scăzut concentrația soluției. Un factor de diluție de 5 înseamnă că soluția finală este de cinci ori mai diluată decât cea inițială.

Formula factorului de diluție

Factorul de diluție este egal cu volumul final împărțit la volumul inițial:

$\text{Factorul de diluție} = \frac{V_f}{V_i}$

• $V_f$ este volumul final, după adăugarea solventului.
• $V_i$ este volumul inițial, înainte de adăugarea solventului.

Ambele volume trebuie exprimate în aceeași unitate. Câmpurile de introducere sunt etichetate în mililitri (mL), dar orice unitate de volum dă același rezultat, atât timp cât este folosită în ambele câmpuri. Deoarece este raportul a două volume, factorul de diluție nu are unitate.

Cum se calculează factorul de diluție

1. Măsurați volumul inițial al soluției, $V_i$.
2. Măsurați volumul final după adăugarea solventului, $V_f$.
3. Împărțiți volumul final la volumul inițial.

Exemplu de calcul

Un laborator începe cu 5 mL de soluție stoc și o diluează cu apă până la un volum final de 25 mL.

$\text{Factorul de diluție} = \frac{25 \text{ mL}}{5 \text{ mL}} = 5$

Soluția este acum de 5 ori mai diluată decât soluția stoc. Calculatorul împarte exact cele două volume și afișează rezultatul cu șase cifre semnificative, astfel încât o împărțire cu rezultat zecimal, precum 25 mL ÷ 7 mL, este afișată ca 3,57143.

Prepararea unei soluții la o concentrație-țintă

Factorii de diluție sunt utilizați și invers, pentru a calcula câtă soluție stoc trebuie folosită. Să presupunem că un laborator are nevoie de 50 mL de soluție de clorură de sodiu cu 0,1 M, preparată dintr-o soluție stoc cu 2,0 M.

1. Determinați factorul de diluție necesar: împărțiți concentrația soluției stoc la concentrația-țintă. $2.0 \text{ M} \div 0.1 \text{ M} = 20$.
2. Determinați volumul de soluție stoc necesar: împărțiți volumul final-țintă la factorul de diluție. $50 \text{ mL} \div 20 = 2.5 \text{ mL}$.
3. Adăugați 2,5 mL de soluție stoc cu 2,0 M într-un balon cotat de 50 mL, apoi adăugați apă până la marcajul de 50 mL.

Verificarea rezultatului îl confirmă: $50 \text{ mL} \div 2.5 \text{ mL} = 20$, factorul de diluție necesar.

Interpretarea rezultatului

• Un factor de diluție mai mare decât 1 înseamnă că soluția a fost diluată. Un rezultat de 10 înseamnă că soluția finală este de 10 ori mai puțin concentrată decât la început.
• Un factor de diluție exact egal cu 1 înseamnă că nu a avut loc nicio diluare, deoarece volumele inițial și final sunt egale.
• Un factor de diluție mai mic decât 1 este posibil din punct de vedere matematic, dar înseamnă că volumul final a fost mai mic decât volumul inițial. Aceasta descrie concentrarea unei soluții, nu diluarea ei, și este de obicei exprimată ca factor de concentrare. Calculatorul afișează totuși o astfel de valoare, fără să o rotunjească la zero, astfel încât un factor de numai 0,00004 este afișat integral.

Calculatorul respinge volumele egale cu zero sau mai mici decât zero, deoarece factorul de diluție nu este definit pentru un volum nul sau negativ.

Factorul de diluție și concentrația

Diluarea unei soluții nu modifică cantitatea totală de substanță dizolvată din aceasta, ci doar volumul în care este distribuită. Prin urmare, concentrația finală este egală cu concentrația inițială împărțită la factorul de diluție:

$C_f = \frac{C_i}{\text{Factorul de diluție}}$

De exemplu, o soluție de 10 mg/mL diluată cu un factor de 5 devine $10 \div 5 = 2$ mg/mL. Același raționament funcționează și invers: împărțirea concentrației inițiale la concentrația-țintă dă factorul de diluție necesar, după cum se arată în exemplul cu clorura de sodiu de mai sus.

Diluarea serială

O diluare serială repetă aceeași etapă de diluare de mai multe ori, folosind fiecare soluție nouă ca punct de plecare pentru următoarea. Fiecare 1 mL de soluție stoc amestecat cu 9 mL de diluant produce o soluție de 10 mL cu un factor de diluție de 10. Repetarea acestei etape de trei ori dă:

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

Soluția finală este de 1.000 ori mai diluată decât soluția stoc inițială. Diluarea serială este frecvent utilizată în microbiologie, unde oamenii de știință diluează în mod repetat o probă bacteriană până când pot număra coloniile individuale de pe o placă, precum și în farmacologie, pentru prepararea unei serii de doze destinate testării.

Rapoarte de diluare uzuale

O „diluare 1:10” este de obicei interpretată ca 1 parte de probă amestecată până la un total de 10 părți, rezultând un factor de diluție de 10. Unele persoane o interpretează în schimb ca 1 parte de probă plus 10 părți de solvent, ceea ce dă un factor de diluție de 11. Deoarece cele două interpretări nu coincid, multe laboratoare evită notația de tip raport și precizează direct factorul de diluție.

Întrebări frecvente

Ce este un factor de diluție? Este un număr care arată de câte ori a devenit mai diluată o soluție. Este egal cu volumul final împărțit la volumul inițial.

Cum se calculează un factor de diluție? Împărțiți volumul final la volumul inițial. Diluarea a 2 mL până la 10 mL dă un factor de diluție de $10 \div 2 = 5$.

Care este diferența dintre un factor de diluție și un raport de diluare? Un factor de diluție este un singur număr, precum 5. Un raport de diluare, precum 1:5, descrie aceeași idee folosind două numere, dar oamenii nu sunt întotdeauna de acord cu semnificația celor două numere, astfel încât acesta poate fi interpretat în mai multe moduri.

Poate fi un factor de diluție mai mic decât 1? Nu în cazul unei diluări obișnuite. O valoare mai mică decât 1 ar însemna că volumul final este mai mic decât volumul inițial, ceea ce reprezintă concentrare, nu diluare.

Cum se raportează factorul de diluție la concentrație? Concentrația finală este egală cu concentrația inițială împărțită la factorul de diluție. O soluție de 5 mg/mL diluată cu un factor de 10 devine 0,5 mg/mL.

Ce este o diluare serială? Este o serie de diluări efectuate succesiv, fiecare etapă folosind soluția precedentă ca material de pornire. Factorul de diluție global este produsul factorilor de diluție de la fiecare etapă.

Ce unități folosește calculatorul? Câmpurile sunt etichetate în mililitri, dar poate fi folosită orice unitate de volum, atât timp cât ambele volume sunt exprimate în aceeași unitate, deoarece rezultatul este un raport. Amestecarea unităților, de exemplu introducerea unui volum în mililitri și a celuilalt în litri, dă un rezultat incorect.