溶液稀释计算器 (C1V1 = C2V2)
稀释的核心只有一句话:稀释前后溶质的总量不变。写成公式就是
C₁ × V₁ = C₂ × V₂
C₁/V₁ 是母液的浓度和取用体积,C₂/V₂ 是稀释后的目标浓度和终体积。 四个量知道三个,第四个就定了。需要补加的溶剂体积 = V₂ − V₁。
单位不必统一成国际单位,但等号两边的浓度单位必须一致、体积单位必须一致, 这是最常见的错误来源。
系列稀释(serial dilution)是每一步都以上一步的产物为母液。做 10 倍系列稀释时, 每管取 1 份加 9 份溶剂。要注意每步都要充分混匀再取下一步,否则误差会逐级放大—— 做到第 6 管时,前面每步 5% 的偏差会累积到 30% 以上。
一个算例
5× TBE 母液配 500 mL 0.5× 工作液:
V₁ = C₂V₂ / C₁ = 0.5 × 500 / 5 = 50 mL 母液
补加溶剂 = 500 − 50 = 450 mL
「1:10 稀释」到底是几倍
这句话本身是有歧义的,实验室里因此出过不少错。 两种读法:
- 1 份母液 + 9 份溶剂,终体积 10 份 → 稀释 10 倍(这是多数场合的意思)
- 1 份母液 + 10 份溶剂,终体积 11 份 → 稀释 11 倍
写记录时直接写终浓度或「稀释 10 倍」,不要写「1:10」。别人复现你的实验时不必猜。
高倍稀释必须分步
从 1 M 稀释到 1 μM 是 10⁶ 倍。一步做的话要取 1 μL 加到 999,999 μL 里—— 1 μL 的移液误差在常规量程下可达百分之几,直接决定最终浓度。
正确做法是分成 6 个 10 倍梯度,每步取 100 μL 加 900 μL。 代价是误差会逐级累积:每步 1% 的误差,六步之后约 6%(误差按平方和累积约为 2.4%, 按最坏情况线性累积为 6%)。所以梯度不是越多越好,够用即可。
常见问题
C₁ 和 C₂ 单位可以不同吗?
不可以。公式两边约掉的是同一个浓度单位,混用会直接算错。体积单位同理。
为什么系列稀释末端管误差特别大?
每一步的移液误差会相乘累积。要求精度时减少稀释步数,或改用一步大倍数稀释。
为什么每步都要充分混匀?
系列稀释的每一步都以上一步的产物为母液。上一步没混匀,取到的就不是名义浓度,而这个偏差会被后续每一步继承并放大。做到第 6 管时,前面任何一步的疏忽都还在里面。
稀释时先加母液还是先加溶剂?
先加溶剂再加母液。这样母液一进去就被大体积稀释,避免局部高浓度;而且移液器尖端残留的母液会被溶剂冲下,回收更完全。反过来先加母液,加溶剂时容易冲溅,也不利于混匀。