溶液稀釋計算機(C₁V₁ = C₂V₂)
輸入 C₁、V₁、C₂、V₂ 任意三個值,即時用稀釋公式 C₁V₁ = C₂V₂ 求第四個 — 同時顯示需要加幾多溶劑、稀釋倍數同完整配製步驟。化學、分子生物、藥劑、細胞培養日常都用得到。
請輸入三個正數(C₁、V₁、C₂、V₂ 中其中三個),而且 C₁/C₂ 要係同一類單位。
答案
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稀釋公式
C₁ × V₁ = C₂ × V₂
C₁ 同 C₂ 必須用同一濃度單位(例如都用 M、或都用 mg/mL),V₁ 同 V₂ 可以揀唔同體積單位。
公式
C₁ × V₁ = C₂ × V₂ ⇒ V₁ = (C₂ × V₂) / C₁;加入溶劑 = V₂ − V₁
- · 基本前提:稀釋過程冇加冇減溶質,所以「濃度 × 體積」喺加溶劑前後守恆(Atkins《Physical Chemistry》11e §5.2)。
- · C₁ 同 C₂ 必須用同一濃度單位(兩邊都係 M、或者都係 mg/mL、% w/v 等),否則 C 唔可以對消。本工具會自動將兩邊轉成同一基準。
- · V₁ 同 V₂ 可以用唔同體積單位(mL、L、µL),會自動換算。
- · 稀釋倍數 = V₂ / V₁ = C₁ / C₂;常見「1:10 稀釋」即係取 1 份原液 + 9 份溶劑(≠ 1 份原液 + 10 份溶劑)。
- · 系列稀釋(serial dilution)= 連續做幾次相同倍數嘅稀釋,最終倍數 = 每次倍數 ^ 次數,常用於做標準曲線。
- · 濃液(如濃 HCl、濃 H₂SO₄)一律「酸入水、慢慢加」(add acid to water, AAA),避免局部過熱噴濺。
- · 本工具假設稀釋體積具加和性(V_total ≈ V₁ + V_diluent)— 對於高濃度有機溶液(≥ 10% v/v 乙醇等)有少量誤差,要求高精度時用體積瓶(volumetric flask)「定容」。
常見問題
我有 1 M NaCl 原液,想配 250 mL 嘅 0.15 M 工作液,要點計?
用 C₁V₁ = C₂V₂:C₁ = 1 M、C₂ = 0.15 M、V₂ = 250 mL,解 V₁ = (0.15 × 250) / 1 = 37.5 mL。即係取 37.5 mL 嘅 1 M NaCl 原液,加 250 − 37.5 = 212.5 mL 去離子水(或所需緩衝液),混合好就得 250 mL 嘅 0.15 M NaCl。喺本工具揀「求 V₁」、輸入 C₁ = 1 M、C₂ = 0.15 M、V₂ = 250 mL 就會即時顯示同樣嘅答案同完整配製步驟。
「1:10 稀釋」係取 1 份原液加 9 份水,定係加 10 份水?
生物/化學界正式定義「1:N」= 1 份原液對應最終 N 份「總體積」,所以 1:10 = 1 份原液 + 9 份溶劑(總共 10 份)— 即稀釋倍數 10×,新濃度 = 原濃度 / 10。如果寫成「1 + 9」就更清楚。注意工業/配藥/部分歐洲領域有時會用「1 份原液 + 10 份溶劑」嘅約定(即 11× 稀釋),所以見到唔清晰嘅來源最好確認。本工具一律以「最終體積/原液體積」嘅國際標準計算。
點解 C₁ 同 C₂ 一定要用同一單位?我可以混用 M 同 mg/mL 嗎?
稀釋公式靠濃度單位喺等式兩邊對消,所以單位必須完全一致。莫耳濃度 (M, mM, µM) 之間可以互相換算,因為都係 mol/L;但要將莫耳濃度同 mg/mL 互換,必須知道分子量 (MW):濃度 (M) = 濃度 (g/L) / MW。本工具會喺兩邊都係莫耳單位時自動換算(例如 mM ↔ µM);如果你想用 mg/mL 對 M,請先用「分子量換算」做返一步,再喺呢度做稀釋。
系列稀釋(serial dilution)點計?
系列稀釋 = 將上一級嘅產物再做相同倍數嘅稀釋,連續 n 次。如果每次都係 10× 稀釋,做 5 次最終就係 10⁵ = 100,000× 稀釋。例:1 mg/mL 原液,每次取 100 µL 加 900 µL PBS,第 5 管濃度 = 1 mg/mL ÷ 10⁵ = 10 ng/mL。要喺本工具做,可以每一級獨立計:第 N 級嘅 C₁ = 上一級嘅 C₂、V₁ = 100 µL、V₂ = 1000 µL,重覆 5 次即得最終濃度。
個工具假設加完溶劑體積等於原體積 + 加入體積,準唔準?
對於稀溶液(水、緩衝液、稀鹽溶液、絕大多數細胞培養基)誤差 < 1%,無問題。但對於高濃度有機溶劑(例如濃乙醇、DMSO、甘油)或者濃酸,混合時會有「體積收縮(partial molar volume effect)」— 例如 50 mL 純乙醇 + 50 mL 水 ≈ 96 mL,唔係 100 mL。要做嚴謹濃度配製,請用體積瓶(volumetric flask)「定容到刻度」而唔係加固定體積溶劑。
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