Verdünnung
Als Verdünnung bezeichnet man den Vorgang des Verdünnens, das heißt das Zusetzen eines Lösungsmittels zu einer Lösung. Das Volumen der Lösung steigt dabei, die Konzentration der in ihr gelösten Stoffe sinkt. Auch das Resultat, die verdünnte Lösung oder auch Verdünnungsstufe, wird Verdünnung, in der Pharmazie dilutus (lateinisch, abgekürzt dil.), genannt. Ebenso nennt man ein Lösungsmittel für Anstrichmittel und Lacke Verdünnung. Der Begriff wird gelegentlich fälschlicherweise auch für eine Verminderung der Viskosität (als Gegensatz zur ‚Verdickung‘ oder ‚Eindickung‘) oder ausschließlich für Zugaben von Flüssigkeiten verwendet. Dabei ist zu beachten, dass eine Verdünnung der Konzentration auch durch eine Zugabe fester oder gelbildender Stoffe erfolgt, z. B. verdünnt man eine Suppe durch Zugabe von Salz, Gewürzen oder Verdickungsmitteln (als Gelbildner biologischen Ursprungs), auch wenn die Viskosität dabei steigt.
Mehrere Verdünnungen derselben Ausgangslösung werden als Verdünnungsreihen bezeichnet.
Verdünnungen von Pathogenen, Antigenen oder Antikörpern werden gelegentlich als Titer bezeichnet.
Das Wiederherstellen einer ursprünglichen Konzentration von lyophilisierten Proben wird als Rückverdünnung bezeichnet.
Prinzip
Da die Stoffmenge n eines gelösten Stoffs bei einer Verdünnung konstant bleibt, gilt – unter der Voraussetzung, dass die Konzentration des gelösten Stoffes im Verdünnungsmittel null ist – dass die Stoffmenge konstant bleibt:
- $ n_{1}=n_{2} $
Die Stoffmenge kann durch das Produkt aus Konzentration c und Volumen V eines gelösten Stoffes substituiert werden,
- $ n=cV $
woraus folgt:
- $ c_{1}V_{1}=c_{2}V_{2} $
Der Index 1 bezeichnet dabei den Ausgangszustand, der Index 2 den Endzustand. Enthält das Verdünnungsmittel den zu verdünnenden Stoff ebenfalls, so wird hingegen das Mischungskreuz verwendet.
Beispiele
| Verdünnung | Das entspricht ungefähr einem Tropfen Alkohol (80 µl [1]) auf | |||
|---|---|---|---|---|
| 1 : 100 | 10−2 | 8 ml | einen halben Esslöffel [2] | |
| 1 : 1000 | 10−3 | 8 cl | vier Schnapsgläser | |
| 1 : 1 Million | 10−6 | ppm | 80 l | eine kleine Mülltonne |
| 1 : 1 Milliarde | 10−9 | ppb | 80 m3 | einen Kesselwagen der DB |
| 1 : 1 Billion | 10−12 | ppt | 80.000 m3 | 32 olympische Schwimmbecken (50x25x2 m) |
| 1 : 1 Billiarde | 10−15 | ppq | 80 Mio. m3 | einen Wasserwürfel mit der Kantenlänge der Höhe des Empire State Building (449 m) |
| 1 : 100 Trilliarden | 10−23 | 8 Mio. km3 | den doppelten Inhalt des Mittelmeers (4,3 Mio. km3) oder ein Alkohol-Molekül in einem halben Esslöffel | |
Eine Verdünnung von beispielsweise 1:100 bedeutet, dass 1 ml einer Substanz mit Lösungsmittel auf ein Endvolumen von 100 ml aufgefüllt werden. Dabei sinkt die Endkonzentration auf ein hundertstel der Ausgangskonzentration. Daher wird sie auch als Mischung von einem und 99 Volumenanteilen bezeichnet (1+99 Mischung). Der lat. Präfix „ad“ (‚zu‘) vor einer Volumenangabe bezeichnet das Endvolumen einer Verdünnung.
Literatur
- Gerhart Jander, K. F. Jahr: Maßanalyse. Theorie und Praxis der Titrationen mit chemischen und physikalischen Indikationen. 15. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin 1989, ISBN 978-3110119756.
- Arnold F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 101. Auflage, Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 978-3110126419.