Utspädningsfaktor Kalkylator - Omedelbar Laboratorie Lösningsutspädning

Vad är en spädningsfaktorkalkylator?

En spädningsfaktorkalkylator beräknar förhållandet mellan en lösnings slutvolym och dess ursprungliga volym efter att ett lösningsmedel har tillsatts. Detta förhållande, spädningsfaktorn, visar hur många gånger mer utspädd lösningen har blivit. En spädningsfaktor på 10 innebär att lösningen nu har en tiondel så hög koncentration som tidigare.

Spädning är processen att sänka koncentrationen i en lösning genom att tillsätta mer lösningsmedel, till exempel vatten. Forskare, apotekare och laboratorietekniker beräknar spädningsfaktorn innan något blandas, så att de vet exakt hur mycket stamlösning och lösningsmedel som ska kombineras.

Formel för spädningsfaktor

Spädningsfaktorn beräknas med denna formel:

Spädningsfaktor = slutvolym ÷ ursprunglig volym

• Ursprunglig volym: mängden av den ursprungliga lösningen som används innan lösningsmedel tillsätts.
• Slutvolym: lösningens totala volym efter att lösningsmedel har tillsatts.

Båda volymerna måste anges i samma enhet. Resultatet har ingen enhet; det är ett enkelt förhållande, så svaret blir detsamma oavsett om volymerna anges i milliliter eller liter. Kalkylatorn anger milliliter (mL) i båda fälten; om en annan enhet anges i båda fälten blir spädningsfaktorn ändå korrekt.

En spädningsfaktor större än 1 innebär att lösningen har spätts, vilket är det vanliga fallet. En spädningsfaktor på exakt 1 innebär att ingen spädning har skett. En spädningsfaktor under 1 innebär att slutvolymen var mindre än den ursprungliga volymen, vilket sker när en lösning i stället koncentreras, till exempel genom avdunstning.

Räkneexempel

En tekniker tar 10 mL stamlösning och tillsätter lösningsmedel tills den totala volymen når 100 mL.

Spädningsfaktor = 100 mL ÷ 10 mL = 10

Lösningen är nu tio gånger mer utspädd än stamlösningen. Laboratoriepersonal kallar detta ofta en spädning på 1:10: en del stamlösning kombineras med tillräckligt mycket lösningsmedel för att ge totalt tio delar.

Så beräknar du spädningsfaktorn: steg för steg

1. Mät stamlösningens ursprungliga volym.
2. Tillsätt lösningsmedel tills blandningen når önskad slutvolym. Slutvolymen är hela mängden efter blandningen, inte bara mängden tillsatt lösningsmedel.
3. Dividera slutvolymen med den ursprungliga volymen för att få spädningsfaktorn.
4. Kontrollera resultatet. Ett tal över 1 bekräftar att spädning har skett. Ett tal på exakt 1 innebär att de två volymerna var lika stora och att inget förändrades.

Om den ursprungliga volymen är noll kan spädningsfaktorn inte beräknas, eftersom division med noll saknar ett definierat svar.

Vanliga spädningsscenarier

Spädningsfaktor och koncentration

Eftersom spädning sänker koncentrationen är den nya koncentrationen lika med den ursprungliga koncentrationen dividerad med spädningsfaktorn:

Ny koncentration = ursprunglig koncentration ÷ spädningsfaktor

Om exempelvis en lösning på 2,0 mol/L (M) späds med en spädningsfaktor på 20 blir slutkoncentrationen 2,0 ÷ 20 = 0,1 M.

Sambandet fungerar också omvänt. Om ett utspätt prov analyseras och den ursprungliga koncentrationen är okänd, multiplicerar man det uppmätta värdet med spädningsfaktorn:

Ursprunglig koncentration = uppmätt koncentration × spädningsfaktor

Ett prov som spätts med en spädningsfaktor på 10 och sedan uppmättes till 5 mg/mL kom från en stamlösning på 5 × 10 = 50 mg/mL.

Tillämpningar

Forskningslaboratorier bereder lösningar med exakt koncentration varje dag. En forskare som behöver 50 mL av en 0,5 M natriumkloridlösning från en 5 M stamlösning beräknar först den nödvändiga volymen stamlösning med C₁V₁ = C₂V₂: (5 M)(V₁) = (0,5 M)(50 mL), vilket ger V₁ = 5 mL. Spädningsfaktorn är 50 ÷ 5 = 10.

Kliniska laboratorier späder blod- eller serumprover när ett mätvärde ligger över instrumentets mätområde. Om man blandar 1 mL prov med 4 mL buffert blir totalvolymen 5 mL och spädningsfaktorn 5. När instrumentet har rapporterat ett resultat multiplicerar teknikern det med 5 för att återfå det verkliga värdet i det ursprungliga provet.

Miljölaboratorier späder vattenprover före analys av spårmetaller enligt metoder som EPA-metod 200,8. Om 1 mL prov späds till en slutvolym på 100 mL blir spädningsfaktorn 100.

Mikrobiologer använder serieutspädningar, en kedja av spädningar som görs efter varandra, för att räkna bakterier i ett prov. När 1 mL odling överförs till 9 mL sterilt buljongmedium blir totalvolymen 10 mL och spädningsfaktorn för det steget 10. Om processen upprepas multipliceras spädningsfaktorerna med varandra, så att två sådana steg ger en sammanlagd spädningsfaktor på 10 × 10 = 100.

Vanliga frågor

Vad är en spädningsfaktor?

Det är förhållandet mellan en lösnings slutvolym och dess ursprungliga volym efter spädning. En spädningsfaktor på 10 innebär att lösningen är tio gånger mer utspädd än tidigare.

Hur beräknar jag spädningsfaktorn?

Dividera slutvolymen med den ursprungliga volymen: Spädningsfaktor = slutvolym ÷ ursprunglig volym. Om 10 mL späds till en slutvolym på 100 mL blir spädningsfaktorn 100 ÷ 10 = 10.

Vad innebär en spädningsfaktor på 10?

Det innebär att lösningen har spätts till en tiondel av sin ursprungliga koncentration. Detta är samma sak som en spädning på 1:10: en del ursprunglig lösning kombineras med lösningsmedel så att det totalt blir tio delar.

Kan en spädningsfaktor vara mindre än 1?

Ja. En spädningsfaktor under 1 innebär att slutvolymen är mindre än den ursprungliga volymen, vilket sker när en lösning koncentreras i stället för att spädas, till exempel genom avdunstning.

Vad händer om den ursprungliga volymen är noll?

Spädningsfaktorn kan inte beräknas, eftersom division med noll är odefinierad. Kalkylatorn visar i stället ett felmeddelande.

Hur skiljer sig en spädningsfaktor från ett spädningsförhållande?

Ett spädningsförhållande skrivs vanligtvis som 1:X och jämför en del av den ursprungliga lösningen med totalt X delar. En spädningsfaktor på 10 motsvarar spädningsförhållandet 1:10; de beskriver samma samband i olika former.

Referenser

1. National Institute of Standards and Technology (NIST), mätstandarder för volymetriskt laboratoriearbete.
2. USA:s miljöskyddsmyndighet, Method 200,8, för analys av spårämnen i vatten.
3. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), riktlinjer för dokumentation av laboratorieutspädningar.
4. Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9:e uppl.). W. H. Freeman and Company.