Valintakoe B: Lääketiede ja biotieteet
Miten laimennus lasketaan?
Laimennus lasketaan kaavalla c₁V₁ = c₂V₂, jossa c₁ ja V₁ ovat alkuperäisen liuoksen konsentraatio ja tilavuus ja c₂ ja V₂ laimennetun liuoksen. Kaava perustuu siihen, että liuotinta lisättäessä liuenneen aineen ainemäärä ei muutu. V₂ on lopullinen tilavuus eikä lisätyn veden määrä.
Laimennuskerroin kertoo, kuinka moninkertaiseksi tilavuus kasvaa ja kuinka moneen osaan pitoisuus pienenee. Kun 10 ml:aan lisätään vettä 100 ml:aan asti, kerroin on 10 ja pitoisuus on kymmenesosa.
Laimennussarjassa laimennus toistetaan peräkkäin. Kolme peräkkäistä 1:10-laimennusta tuottaa 1:1 000-laimennuksen, koska kertoimet kerrotaan. Sarjaa käytetään esimerkiksi bakteerimäärien arvioinnissa ja kalibrointiliuosten valmistuksessa.
Kaava pätee vain laimennukseen. Jos kaksi liuosta reagoi keskenään, kuten titrauksessa, ainemäärät muuttuvat, ja lasku tehdään reaktioyhtälön kertoimilla. Titrauksessa c₁V₁ = c₂V₂ antaa oikean tuloksen vain, kun aineet reagoivat suhteessa 1:1.
Kaava
c₁V₁ = c₂V₂, laimennuskerroin = V₂ / V₁ = c₁ / c₂
Esimerkki
Kantaliuoksen konsentraatio on 1,0 mol/l. Kuinka paljon kantaliuosta tarvitaan, kun halutaan 500 ml liuosta, jonka konsentraatio on 0,050 mol/l?
- Ratkaistaan V₁: V₁ = c₂V₂ / c₁ = 0,050 mol/l · 500 ml / 1,0 mol/l = 25 ml.
- Mitataan 25 ml kantaliuosta 500 ml:n mittapulloon ja täytetään vedellä merkkiin.
- Vettä lisätään noin 475 ml, mutta tilavuus mitataan täyttämällä merkkiin, koska tilavuudet eivät aina summaudu tarkasti.
- Tarkistus: laimennuskerroin on 500 / 25 = 20, ja 1,0 mol/l / 20 = 0,050 mol/l.
Tyypillinen virhe
Tavallinen virhe on sijoittaa V₂:ksi lisätyn veden tilavuus. Jos 20 ml:sta tehdään 100 ml liuosta, V₂ on 100 ml, ja vettä lisätään 80 ml.
Valintakokeessa B
Liuoslaskut kuuluvat lukion kemiaan, ja valintakoe B arvioi matemaattis-loogista päättelyä. Laimennus liittyy myös laboratoriotyöhön ja lääkeliuoksiin, joten laskun rakenne kannattaa tunnistaa myös biologisesta tai lääketieteellisestä tilanteesta.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe B -kurssin luvussa 28: Kemian laskut: ainemäärä, pitoisuus ja saanto. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Mikä on laimennussarja?
Laimennussarja on peräkkäisten laimennusten sarja, jossa jokainen liuos tehdään edellisestä samalla kertoimella. Esimerkiksi kolme peräkkäistä 1:10-laimennusta antaa pitoisuudet 1/10, 1/100 ja 1/1 000 alkuperäisestä. Sarjalla päästään hyvin pieniin pitoisuuksiin ilman mahdottoman pieniä mittatilavuuksia.
Muuttuuko pH laimennettaessa?
Vahvan hapon liuoksen pH nousee laimennettaessa, koska vetyionien konsentraatio pienenee: kymmenkertainen laimennus nostaa pH:ta noin yhdellä yksiköllä, kunnes lähestytään veden omaa pH:ta 7. Puskuriliuoksen pH taas muuttuu laimennettaessa vain vähän, koska komponenttien suhde säilyy.