Primer auf Lösungen machen - tun Verdünnungen
BIO440 Genetics Laboratory
Primer auf Herstellung von Lösungen
Ziel: Das folgende ist mein Versuch, kurz und bündig die grundlegenden Berechnungen beschreiben musste bilden chemische Lösungen einer bekannten Konzentration. ___________________________________________________
Ausgangsmaterialien: Es gibt zwei verschiedene Fälle; im ersten Fall beginnen Sie mit reinen Materialien (wie beispielsweise das Pulver NaCl, oder die Flüssigkeit Ethanol) und im zweiten Fall man mit konzentrierten Beständen (wie 1 M Glucose) beginnen.
Konzentrationen: Konzentrationen werden in der Regel entweder auf einer molaren Basis (10 mM Saccharose) oder als Prozent (70% Ethanol) ausgedrückt werden. Konzentrationen werden auch manchmal in anderen Moden (Zellen / ml, oder .g / ml) ausgedrückt, aber die Prinzipien sind die gleichen, unabhängig von der Art der Einheit.
Wandlereinheiten: Sie müssen das metrische System verstehen, um eine Einheit zu einem anderen zu konvertieren, - dh es gibt 1000 Milliliter (ml) in einem Liter (L), 1000 Millimol (mM) in einem Mol und 1.000.000 Mikrogramm (.B) in einem Gramm.
Beginnend mit reinen Materialien - A - Prozent-Lösungen
Wenn Prozent Lösungen bilden, berechnen Sie den Prozentsatz auf einem Masse / Volumen-Basis, wenn Sie eine solide verwenden und ein Volumen / Volumen-Basis, wenn Sie eine Flüssigkeit verwenden. Zum Beispiel wird eine 1% ige NaCl-Lösung durch Zugabe von 1 g NaCl (ein Feststoff), um genug Wasser, um gleich ein Endvolumen von 100 ml hergestellt. Eine 1% ige ethanolische Lösung wird durch Zugabe von 1 ml Ethanol (eine Flüssigkeit), um genug Wasser, um gleich ein Endvolumen von 100 ml hergestellt.
Um herauszufinden, wie viel von einem soliden müssen Sie eine prozentuale Lösung bilden, multiplizieren Sie (Masse / Volumen) * (Volumen). Zum Beispiel: Wie bilden Sie 1 l einer 15% igen Glucoselösung?
(15 g Glucose / 100 ml) * 1000 ml = 150 g Glucose. Sie würden 150 g Glukose messen und dann genug Wasser hinzufügen, um ein Endvolumen von 1000 ml haben.
Um herauszufinden, wie viel von einer Flüssigkeit müssen Sie eine prozentuale Lösung zu bilden, Sie multiplizieren (Volumen Material / Volumen Lösung) * (Gesamtendvolumen). Zum Beispiel: Wie macht man 0,3 l einer 15% igen Ethanollösung auf?
(15 ml Ethanol / 100 ml) 300 ml * = 45 ml Ethanol. Sie würden 45 ml Ethanol ausmessen und dann Wasser auf ein Volumen von 300 ml hinzu.
Beginnend mit reinen Materialien - B - molare Lösungen
Wenn molare Lösungen von reinen Ausgangsstoffen bilden, müssen Sie das Gewicht eines Maulwurfs des Materials kennen, und das endgültige Volumen gewünscht.
Beispielsweise sind die folgenden einige Molgewichten:
Um herauszufinden, welche Masse des Materials müssen Sie eine Lösung bilden, multiplizieren:
(G / mol) * (Mol / L) * L
Um 1 l 1 M NaCl, benötigen Sie:
(58,5 g NaCl / Mol) * (1 M / L) * 1 L = 58,5 g NaCl. Um die Lösung herzustellen, messen 58,5 g NaCl und ausreichend Wasser hinzufügen, so dass das Endvolumen auf 1 ist gleich L.
Um 300 ml 10 mM CaCl2, müssen Sie
(111 g CaCl2 / Mol) * (0,01 mol / l) * 0,3 L = 0,333 g CaCl2. Zu der Lösung wurden 0,333 g auszumessen CaCl2, und genügend Wasser vorzubereiten, so daß das Endvolumen von 300 ml.
Im zweiten Beispiel, sollte es klar sein, dass es wichtig ist in der Lage zu sein, Einheiten in ein gemeinsames Format zu konvertieren, das heißt Millimol in Mol und Milliliter in Liter. Diese Berechnung wurde möglicherweise auch einrichten
(111 g CaCl2 / mol) * (10 mM / l) * * 300 ml (1 mol / 1000 mm) * (1 l / 1000 ml) = 0,333 g CaCl & sub2;
Wenn Sie mit einem konzentrierten Lager beginnen, müssen Sie in der Lage sein, herauszufinden, wie die Aktie verdünnen Ihnen die endgültigen gewünschten Konzentration zu geben. Die konzentrierten Lager (d, 1 M Glucose) Ihre solute genannt wird, und das, was Sie es mit mir Verdünnung (das heißt, Wasser) werden Ihr Verdünnungsmittel genannt.
Eine Verdünnung wird als Volumen gelösten Stoff / (Volumen solute + Volumen Verdünnungsmittel) definiert,
Daher ist ein 1/10 Verdünnung = 1 vol solute + 9 vol Verdünnungsmittel, beispielsweise 1 ml des gelösten Stoffes + 9 ml Verdünnungsmittel. Und falls Sie mit 567 ml Verdünnungsmitteln 3 ml gelösten Stoff mischen, das ist eine 3/570 Verdünnung.
Anmerkung: 1 vol solute + 10 Vol Verdünnungsmittel ist eine 1/11 Verdünnung, kein 1/10.
Die Beziehung zwischen der Ausgangskonzentration, endgültige Konzentration und Verdünnung:
wobei Ci = Anfangskonzentration, Cf = Endkonzentration und D = Verdünnungs.
Hinweis: bis Verdünnungen betroffen sind, dies ist die einzige Formel, die Sie wissen müssen. Sie brauchen nichts über ‚Verdünnungsfaktoren‘ zu wissen, und Sie müssen nicht einmal wissen, was der Satz bedeutet. Und Sie müssen nicht M1V1 = M2V2 verwenden. In der Tat gibt es viele Fälle, in denen M1V1 = M2V2 nicht funktionieren. Ja wirklich. Mehr dazu später über.
Im Standard-Beispiel, in dem Sie weiß, was die Ausgangskonzentration des Lagers ist, und was die gewünschte endgültige Konzentration ist, kann die obige Gleichung zu neu geordnet werden:
Zum Beispiel: Wie verdünnen Sie ein 1000 mM Lager von Glukose Ihnen eine Endkonzentration von 10 mM zu geben?
D = Cf / Ci = 10 mm / 1000 mm = 1/100. Sie müssen die konzentrierten Lager 1/100, verdünnen, so dass man mit 99 ml Wasser 1 ml Ihrer Lager mischen könnte.
Ein weiteres Beispiel: Wie verdünnen Sie 70% Ethanol 15% Ethanol zu erhalten? D = Cf / Ci = 15% / 70% = 15/70, so dass man 15 ml Ihr Lager nehmen und 55 ml Wasser.
Die Berechnung Verdünnungen mit einem angegebenen Endvolumen
Manchmal wird die erforderliche endgültige Volumen angegeben. Zum Beispiel müssen Sie möglicherweise etwas 10.01 und am Ende mit einem Gesamtvolumen von 200 ml verdünnen, oder etwas 25.1 und mit einem endgültigen Volumen von 300 ml am Ende zu verdünnen.
Der einfachste Weg, ein Problem zu lösen, wie dies ein Verhältnis einzurichten ist, wie folgt:
Dilution = X / Endvolumen,
und lösen für X.
Eine 1/10 Verdünnung, mit einem Endvolumen von 200 ml ->
1/10 = X ml / 200 ml ->
X = 20 ml. Um diese Verdünnung 20 ml des gelösten Stoffes zu 180 ml Ihres Verdünnungsmittel hinzuzufügen.
Eine 1/25 Verdünnung mit einem Endvolumen von 300 ml ->
1/25 = Xml / 300 ml ->
X = 12 ml. Um diese Verdünnung zu machen, fügen Sie 12 ml des gelösten Stoffes zu 288 ml Verdünnungsmittel.
Beispiel: Wie würden Sie einen 1 M Stamm NaOH verdünnt 100 ml einer 5 mM Lösung von NaOH zu machen?
Ci * D = Cf -> D = Cf / Ci = 5 mm / 1000 mM = 5/1000 oder 1/200.
1/200 = X ml / 100 ml
X = 0,5 ml. Um die Lösung 0,5 ml der 1 M Stamm bis 99,5 ml Wasser.
Was meinst du, manchmal M1V1 = M2V2 nicht funktioniert? oder, eine Einführung in die Reihenverdünnungen
Ich sagte vorhin, dass die Formel M1V1 = M2V2 verwenden, funktioniert aber eine Verdünnung, um herauszufinden, nicht immer. Zum Beispiel, sagen wir mal, dass Sie einen Vorrat von 5 M NaCl und wollen Sie 10 ml einer Lösung herzustellen, die 5 .M ist. 5.M = 5 Mikromolar oder 5 x 10 -6 molar.
V1 = [(5 x 10 -6 M) * (10 ml)] / 5M ->
V1 = 5 x 10 -5 ml.
Also, was ist das Problem? - na ja, gibt es keine vernünftige Art und Weise, dass kleines ein Volumen zu messen. Die Instrumente im Labor in der Lage sind etwa 1/1000 ein ml Mess, auch bekannt als 1 .l. Und ja, können Sie eine riesige Volumen der Lösung bilden und einen kleinen Teil herausgenommen, aber a) das ist nicht sinnvoll, wenn Sie etwa 100 l oder mehr (welche Art von einem Container sprechen würden Sie nutzen?), B ) ist dies eine Verschwendung, und c) es gibt eine viel einfachere Art und Weise.
Die einfache Art und Weise eine große Verdünnung zu tun ist, es in eine Reihe von kleineren Verdünnungen zu brechen.
Die Gesamtverdünnung am Ende ist das Produkt aus den Komponenten Verdünnungen.
Zum Beispiel können Sie eine 1/100 Verdünnung in Röhrchen A durchzuführen, durch Zugabe von 1 .l Lagern bis 99 .l Wasser konzentriert. Dann kann man 1 .L des verdünnten Stammrohres aus A entfernen, und mischt es mit 99.l Wasser in Rohr B. Die resultierende Flüssigkeit in Rohr B ist eine (1/100 1/100 *) = 1 / 10.000-Verdünnung der konzentrierten Lager. Wenn man dann 1 .L des verdünnten Stamm von Rohr B entfernt und vermischt es mit 99.l von Wasser im Rohr C, die sich ergebende Flüssigkeit in Rohr C ist ein (1/100 1/100 * * 1/100) = 1 / 1.000.000 Verdünnung des konzentrierten Stammes. Diese serielle Verdünnung ist viel einfacher und praktischer als die Zugabe von 1 ml bis 999.999 ml.
Beachten Sie, dass Exponentialnotation typischerweise große Verdünnungen zu beschreiben, verwendet wird. A 1/1000000 wird eine 10 -6 Verdünnung bezeichnet. Eine andere Art zu sagen, (1/100 * 1/100 * 1/100) = 1 / 1.000.000 wäre zu sagen,
10 -2 * 10 -2 * 10 -2 = 10 -6 Verdünnung.
Lassen Sie sich bei dem obigen Beispiel sehen, wo wir einen Bestand von 5 M NaCl und wollen 10 ml einer Lösung herzustellen, die 5 .M ist.
Ci * D = Cf -> D = Cf / Ci = (5 × 10 -6 M) / M = 5 10 -6.
Wir könnten eine 1/1000 Verdünnung tun, und verdünnte dann diese 1/1000, die eine 10 -3 · 10 -3 = 10 -6 Verdünnung wären. Unsere Endverdünnung wir in einem Volumen von 10 ml wollen, so deshalb setzen wir das Verhältnis von bis 1/1000 = X / 10 ml oder 1/1000 = X / 10.000 .l
Deshalb wollen Sie 1 .l Ihr 5M Lager nehmen, und dann 10 .l der resultierenden Flüssigkeit in Rohr A nehmen 999 .l Wasser in Rohr A. hinzuzufügen und es mit 9990 .l in Rohr B. mischen Sie jetzt 10 ml NaCl 5.M haben.
Viel Glück und Happy Diluting!