希釈係数(DF)は、溶液がより低い濃度を得るために希釈しなければならない回数を示す数です。溶液は、固体、液体、または気体の溶質を溶解させることができる。したがって、その濃度は溶質の粒子数と総体積Vに依存します。
化学の分野では、濃度の多くの表現が使用されます:パーセンテージ、モル(M)、通常(N)など。それらのそれぞれは、有限量の溶質に依存しています。グラム、キログラム、またはモルから同等のものまで。ただし、そのような濃度を下げる場合、DFはこれらすべての式に適用されます。
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グレナジンの連続希釈の例を上の画像に示します。左から右に向かって赤色が明るくなっていることに注意してください。これは、低濃度のグレナジンに相当します。
希釈係数を使用すると、最後のガラスが最初のガラスと比較してどの程度希釈されるかを決定できます。したがって、単純な官能特性の代わりに、FDを使用すると、同じボトルのグレナジン(ストック溶液)から実験を繰り返すことができます。このようにして、新しい血管の濃度が等しくなることが保証されます。
グレナディンの濃度は任意の単位で表すことができます。ただし、容器の容量は一定であり、計算を容易にするために、水に溶解したグレナジンの容量が単純に使用されます。これらの合計はVに等しくなります:ガラス内の液体の総量。
例のグレナジンと同様に、実験室では他の試薬を使用しています。濃縮されたストック溶液が調製され、そこからアリコートが採取され、希釈されて、より希釈された溶液が得られる。このようにして、実験室でのリスクと試薬の損失を減らすことを目指しています。
希釈係数とは何ですか?
希釈
希釈は、溶液の濃度またはその密度の低減を可能にする手順です。着色剤の溶液中の色の強度を低下させる作用も、希釈と考えることができる。
溶液を特定の濃度に正常に希釈するために最初に行うことは、ストック溶液の濃度が希釈された溶液の濃度より何倍高いかを知ることです。
したがって、所望の濃度の溶液を得るために、最初の溶液を何倍に希釈しなければならないかがわかる。回数は、いわゆる希釈係数です。そしてこれは、希釈を示す無次元の割合で構成されています。
要因
たとえば、1 / 5、1 / 10、1 / 100などのように表現される希釈を見つけることは一般的です。これは何を意味するのでしょうか?これは単に、目的の濃度の溶液を取得するには、指定されたフラクションの分母で示されている回数だけ原液を希釈する必要があることを示しています。
たとえば、1/5希釈を使用する場合、この濃度の溶液を得るには、最初の溶液を5倍に希釈する必要があります。したがって、数値5は希釈係数です。これは次のように変換されます。1/ 5のソリューションは、母親よりも5倍希釈されます。
このようなソリューションを準備するにはどうすればよいですか?原液を1mL取る場合、溶質濃度が1/5に希釈されるように、この容量を5倍にする必要があります。したがって、それを水で希釈する場合(グレナジンの例のように)、4 mLの水をこの溶液1 mLに追加する必要があります(1 + 4 = 5 mLの最終容量V F)。
次に、DFを差し引いて計算する方法について説明します。
どのようにして希釈係数を取得しますか?
控除
希釈液を準備するために、ある量の初期溶液またはストック溶液をメスフラスコに入れ、メスフラスコの測定容量が完了するまで水を加えます。
この場合、メスフラスコに水を加えても、溶質は加えられません。したがって、溶質または溶液の質量は一定のままです。
m i = m f(1)
m i =最初の溶質の質量(濃縮溶液中)。
そして、m f =最終的な溶質の質量(希釈溶液中)。
しかし、m = V xC。式(1)に代入すると、次のようになります。
V i x C i = V f x C f(2)
V i =希釈を行うために採取されたストックまたは初期溶液の容量。
C i =ストックまたは初期溶液の濃度。
V f =調製した希釈溶液の容量。
C f =希釈溶液の濃度。
式2は次のように書くことができます。
C i / C f = V f / V i(3)
FDの2つの有効な式
ただし、C i / C fは、ストックまたは初期溶液の濃度が、希釈された溶液の濃度に比べて大きい時間を示すため、定義では希釈係数です。したがって、原液から希釈液を調製するために行う希釈を示しています。
同様に、式3の観察から、V f / V i関係が希釈係数を取得する別の方法であると結論付けることができます。つまり、FDの計算には2つの式(C i / C f、V f / V i)のいずれも有効です。どちらを使用するかは、利用可能なデータによって異なります。
例
例1
0.3 M NaCl溶液を使用して0.015 M NaCl希釈溶液を調製し、希釈係数の値を計算します。
希釈係数は20です。これは、希薄な0.015 M NaCl溶液を準備するには、0.3 M NaCl溶液を20倍に希釈する必要があることを示しています。
FD = C i / C f
0.3M / 0.015M
二十
例2
希釈係数が15であることを知っている:目的の希釈を行うために、濃縮グルコース溶液5 mlにどのくらいの量の水を追加する必要がありますか?
最初のステップとして、希釈溶液の容量(V f)が計算されます。計算が完了すると、これから、希釈を行うために追加された水の量が計算されます。
FD = V f / V i。
V f = FD x V i
15 x 5 ml
75ml
追加した水の量= 75 ml-5 ml
70ml
次に、希釈倍率15倍の希釈液を調製するために、濃縮液5mlに水70mlを加え、最終容量を75mlとした。
例3
フルクトース原液の濃度は10 g / Lです。それから、0.5 mg / mLの濃度のフルクトース溶液を調製することが望まれます。希釈を行うために20 mLの原液を取る:希釈液の容量はどれくらいですか?
問題を解決する最初のステップは、希釈係数(DF)を計算することです。取得すると、希釈溶液の容量(V f)が計算されます。
しかし、提案された計算を行う前に、次の観察を行う必要があります。フルクトース濃度の量を同じ単位に配置する必要があります。この特定のケースでは、10 g / Lは10 mg / mLに相当します。この状況は、次の変換によって示されます。
(mg / mL)=(g / L)x(1,000 mg / g)x(L / 1,000 mL)
したがって:
10 g / L = 10 mg / mL
計算を続けます:
FD = C i / C f
DF =(10 mg / mL)/(0.2 mg / mL)
五十
しかし、V f = FD x V i
V f = 50 x 20 mL
1,000 mL
次に、20 mLの10 g / Lフルクトース溶液を1 Lの0.2 g / L溶液に希釈しました。
実施例4
連続希釈の方法を説明します。濃度が32 mg / 100 mLのグルコース溶液があり、そこから、濃度が1組のグルコース溶液を希釈して準備することが望ましい:16 mg / 100 mL、8 mg / 100 mL、4 mg / 100 mL、 2 mg / 100mLおよび1 mg / 100mL。
処理する
ステートメントに示されている各濃度について、5本の試験管にラベルが付けられています。それらのそれぞれに、例えば、2mLの水が入れられます。
次に、チューブ1に水を加え、2 mLのストック溶液を加えます。チューブ1の内容物を振とうし、その内容物2 mLをチューブ2に移します。次に、チューブ2を振とうし、その内容物2 mLをチューブ3に移します。チューブ4と5についても同様に進めます。
説明
チューブ1に2 mLの水と2 mgのグルコース濃度32 mg / 100 mLのストック溶液を加えます。したがって、このチューブの最終グルコース濃度は16 mg / 100mLです。
チューブ2に、2 mLの水と2 mLのチューブ1の内容物を16 mg / 100 mLのグルコース濃度で添加します。次に、チューブ2で、チューブ1の濃度を2倍に希釈します(DF)。したがって、このチューブの最終グルコース濃度は8 mg / 100mLです。
8 mL / 100 mLのグルコース濃度で、2 mLの水と2 mLのチューブ2の内容物をチューブ3に追加します。そして、他の2つのチューブと同様に、濃度は2つに分割されます:チューブ3のグルコース4 mg / 100 mL。
上記で説明した理由により、チューブ4と5の最終グルコース濃度は、それぞれ2mg / 100mLと1mg / 100mLです。
ストック溶液に対するチューブ1、2、3、4、および5のDFは、それぞれ2、4、8、16、および32です。
参考文献
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