Calcolatore della concentrazione dopo variazione di volume

Il campo della variazione accetta un numero negativo, ed è questo che rende questa pagina più capace di una semplice diluizione. Una variazione positiva è solvente che entra: il volume cresce, la quantità di soluto resta dov’era, e la concentrazione scende. Una variazione negativa è solvente che esce: il volume si riduce, la stessa quantità di soluto è ora in meno liquido, e la concentrazione sale. Una sola formula copre entrambi i casi, perché l’unica cosa che cambia è il segno del termine al denominatore, e la direzione dell’effetto è quindi dichiarata nell’ingresso e non dedotta da esso.

Svolto nella direzione della concentrazione, una soluzione di 5 mL a 10 mg/mL contiene 50 mg di soluto, e togliere 2 mL di solvente ne lascia 3. Cinquanta milligrammi su tre millilitri fa 16.67 mg/mL. Non è una diluizione e non va descritta come tale, benché sia la stessa relazione con il segno invertito. La quantità di soluto è la stessa, 50 mg, in entrambe le direzioni; si muove solo il denominatore, ed è tutto il contenuto del calcolo. Il calcolatore pretende soltanto che il volume risultante resti positivo, perché un volume negativo non è una situazione fisica e non si può prelevare con una pipetta.

Tre cose diverse vengono descritte come togliersi volume, e solo due di esse cambiano una concentrazione. Togliere solvente concentra la soluzione, perché il soluto resta. Togliere soluzione non cambia nulla, perché il soluto se ne va con il volume nella stessa proporzione che la concentrazione già descrive. Questa pagina modella la prima delle tre, quindi inserire un numero negativo per un’aliquota prelevata da un flacone produce una concentrazione plausibile più alta della verità, senza che nulla nell’uscita segnali un problema. È il punto in cui al modello viene chiesto qualcosa a cui non può rispondere, e lui risponde lo stesso.

La distinzione conta di più quando una preparazione viene aliquotata, perché è lì che togliere soluzione è il modello mentale naturale e togliere solvente non lo è. Se un flacone contiene 10 mg/mL e si preleva 1 mL, ciò che resta è ancora 10 mg/mL nel volume che resta. Un calcolo che tratta il prelievo come una variazione di concentrazione sta descrivendo un’evaporazione che non è avvenuta. Dove due concentrazioni diverse devono davvero essere combinate, il calcolatore di miscelazione delle soluzioni riporta esplicitamente entrambe le quantità ed è lo strumento corretto.

Quanto si sposta la concentrazione è fissato da come il volume è cambiato rispetto a sé stesso, ed è per questo che un’aggiunta piccola ha un effetto molto più piccolo di quanto suggerisca la sua dimensione. Aggiungere 1 mL di solvente a 100 mL di una soluzione a 5 mg/mL dà 500 mg in 101 mL, che è 4.95 mg/mL. La caduta è di circa un punto percentuale. Non è un millilitro, e non è esattamente un punto percentuale, perché la base rispetto a cui la percentuale è misurata è il volume nuovo e non quello vecchio.

La regola del rapporto è essa stessa esatta e vale la pena conservarla: la concentrazione finale è quella originaria moltiplicata per il volume originario divisa per il volume nuovo. È la stessa relazione dell’equazione a quattro termini con l’intero volume originario preso come volume di soluzione madre, ed è per questo che il calcolatore di diluizione C1V1 riproduce esattamente questa pagina quando inserisci la concentrazione e il volume originari come soluzione madre e il nuovo totale come volume obiettivo. Quando i due non concordano, cerca un volume inserito come quantità aggiunta anziché come totale.

Questa pagina modella una sola variazione su una sola soluzione. Una serie di esse è un calcolo diverso, perché ogni passo porta il proprio fattore e i propri volumi, e l’aritmetica si compone invece di restare un unico rapporto. È di questo che si occupa il calcolatore delle diluizioni seriali , che produce la tabella che una catena di aggiunte alla stessa provetta altrimenti ti obbligherebbe a costruire a mano. Partire a ritroso da un obiettivo in un volume finale noto è anch’esso un’altra forma, e il calcolatore della soluzione di lavoro la copre.

Il modello prende anche la variazione di volume esattamente come l’hai inserita, il che per l’evaporazione non è vero. L’asciugatura porta via l’acqua preferenzialmente, quindi una soluzione che si concentra così cambia in modi che nessun singolo inserimento di volume descrive, e una concentrazione dichiarata arrotondata alimenta in proporzione ogni passo successivo. La temperatura agisce nella direzione opposta, perché una soluzione calda occupa un volume maggiore di una fredda a parità di composizione. Nessuno dei due effetti è grande per una singola variazione piccola, ed entrambi sono sistematici, quindi su una serie si accumulano anziché annullarsi.