Sporządzanie roztworów procentowych i molowych

Przypomnienie rodzajów roztworów procentowych:

1.procent wagowo-wagowy (% w/w) = liczba g substancji rozpuszcz. w 100 g r-ru

2.procent wagowo-objętościowy (% w/o) = liczba g substancji rozpuszcz. w 100 ml r-ru

3.procent objętościowo-objętościowy (% o/o) = liczba ml substancji rozpuszcz. w 100 ml r-ru

Roztwory molowe:

Stężenie molowe (M) określa liczbę moli (gramocząsteczek) substancji w 1000 ml roztworu

Zadanie nr 1. (modyfikacja r-ru procentowego)

Obliczyć odważkę siarczanu żelazawoamonowego NH₄Fe(SO₄)₂ ·12H₂O dla sporządzenia 25 ml roztworu zawierającego 100 μg (0,1 mg) Fe w 1ml.

m.cz. siarczanu = 482,2

m.a. żelaza = 55,85

Rozwiązanie:

1 ml r-ru ma zawierać 0,1 mg Fe

25 ml r-ru ------------ x mg Fe

x = 2,5 mg Fe

w 482,2 g NH₄Fe(SO₄)₂ 12H₂O znajduje się 55,85 g Fe

w y g --------------------------------------- 0,0025 g Fe

0,0025g x 482,2 g

y = ------------------------------- = 0,021585 g = 21,59 mg

Odpowiedź: Należy odważyć 21,59 mg siarczanu żelazawoamonowego, rozpuscić w małej ilości wody i uzupełnuić do 25 ml.

Zadanie nr 2.

Sporządzić 200 ml 25% (w/o) roztworu Na₂SO₄ mając do dyspozycji sól uwodnioną Na₂SO₄·10H₂O;

m.cz. Na₂SO₄ = 142

m. cz. Na₂SO₄·10H₂O = 322

Obliczenia:

Potrzebna ilość g Na₂SO₄ : 25% r-r w/o = 25 g w 100ml

50 g w 200 ml

Przeliczyć obliczoną ilość g bezwodnej soli na sól uwodnioną :

142 g Na₂SO₄ odpowiada 322 g Na₂SO₄·10H₂O

50 g Na₂SO₄ odpowiada x g Na₂SO₄·10H₂O

50 g x 322 g

x = --------------------------- = 113,4 g

Odpowiedź: Odważyć 113,4 g Na₂SO₄·10H₂O , rozpuścić w wodzie i uzupełnić do 200 ml

Zadanie 3:

Sporządzić 5 ml Buforu II używanego do izolacji chromatyny o pożądanym składzie:

Pożądany: posiadany

20mM Tris:HCl pH 7,5 1 M Tris:HCl pH 7,5

3 mM MgCl₂ mając do dyspozycji: suchą substancję MgCl₂

0,1 M NaCl 0,2 M NaCl

1 mM inhibitor proteaz (PMSF) 10 mM PMSF

m.cz. MgCl₂ = 95,3

Rozwiązanie:

Rozcieńczenie TRIS:HCl: Pożądany 20mM w 1000 ml

czyli 0,02 mM w 1 ml

0,1 mM w 5 ml

Wyjściowy r-r jest 1 molowy, czyli 1000 mM jest w 1000 ml

zatem 1mM jest w 1 ml

0,1 mM jest w 0,1 ml =100μl

Odważka MgCl2:

3mM MgCl₂ 1mM = 95,3 mg w 1000 ml

3 mM = 285,9 mg w 1000 ml

x mg w 5 ml

x = 1,4295mg = 1,43 mg /5ml

Rozcieńczenie NaCl:

Pożądany r-r 0,1 molowy. tj. : 0,1 M w 1000 ml

czyli 0,1 mM w 1 ml

zatem 0,5 mM w 5 ml

Wyjściowy jest: 0,2 molowy, tj.: 0,2 M w 1000ml

0,2 mM w 1 ml

0,5 mM w 2,5 ml

PMSF pożądany r-r 1mmolowy, tj.: 1mM w1000 ml

1 μM w 1ml

5 μM w 5ml

Wyjściowy jest : 10 mM/1000 ml

10 μM/1ml

5 μM jest w 0,5 ml = 500 μl

Odpowiedź: Połączyć wyjściowe: 0,1 ml TRIS + 2,5 ml NaCl + 0,5 ml PMSF + 1,43 mg MgCl₂ i uzupełnić do 5 ml wodą

Druga wersja rozwiązania zadania 3:

Można korzystać z wzoru c₁ · v₁ = c₂ · v₂

dla Tris.HCl: c₁ = 1000mM

v₁ = ?

c₂ = 20 mM

v₂ = 5 ml

czyli: 1000 mM · v₁ = 20 mM · 5 ml

_{20 mM. 5 ml}

v₁ = ------------------- = 0,1 ml = 100μl

1000 mM

Podobnie można wyliczyć rozcieńczenie NaCl i PMSF, natomiast MgCl₂ musi być odważką !

Zadanie 4.

Sporządzić 10 ml 0,05 molowego r-ru glukozy, mając do dyspozycji roztwór 5% (w/o) glukozy; m.cz glukozy = 180

Rozwiązanie:

Mamy: 5% r-r = 5 g glukozy w 100ml

Chcemy mieć: 0,05 molowy, czyli 0,05 M w 1000 ml r-ru

r-r 1M = 180 g w 1000 ml

r-r 0,05 M = x g w 1000 ml

x= 9 g w 1000ml, 0,09 g w 10 ml

jest 5 g w 100ml

0,09 g w y ml

y = 9/5 = 1,8 ml

Odpowiedź: pobrać 1,8 ml r-ru glukozy i uzupełnić do 10 ml wodą

Zadanie 5

Należy wyliczyć odpowiednie objętości składników służących do przygotowania buforów, mając przygotowane roztwory podstawowe (stężone)

1. bufor do izolacji ekstraktu cytoplazmatycznego [1 ml] (20 mM Tris:HCl, pH 7.6; 10 mM KCl; 2 mM MgCl₂; 1 mM ditiotreitol; 0.5 mM EDTA; 0.5% NP40; 2.5% glicerol)

2. bufor niskosolny [200 μl] (20 mM Hepes pH 7.9; 25% glicerol; 1.5 mM MgCl₂; 0.02 M NaCl; 0.2 mM EDTA; inhibitory proteaz)

3. bufor wysokosolny [500 μl] (20 mM Hepes pH 7.9; 25% glicerol; 1.5 mM MgCl₂; 0.8 M NaCl; 0.2 mM EDTA; inhibitory proteaz)

Roztwory podstawowe:

1 M Tris:HCl, pH 7.6; 2 M KCl; 1 M MgCl₂; 1 M ditiotreitol; 0.5 M EDTA; 2.5% NP40; 50% glicerol; 0.5 M Hepes pH 7.9; 5 M NaCl; 25x stężone inhibitory proteaz.

1. Najprostszy sposób - nie znając wzoru można wyliczyć następująco:
   1M bufor Tris:HCl (nazwa ta oznacza bufor sporządzony z Tris i doprowadzony do odpowiedniego pH przy pomocy HCl) mamy rozcieńczyć do stężenia 20 mM, czyli rozcieńczamy 1000 mM : 20 mM = 50 razy. A więc dla uzyskania 1 ml roztworu musimy pobrać 1000 μl : 50 = 20μl buforu Tris:HCl. itd. niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z roztworem molowym, czy procentowym. Jeżeli substancja jest stężona X razy, to oczywiście należy ją rozcieńczyć również X razy, aby otrzymać właściwe stężenie, chyba, że w zadaniu podana jest inna wartość stężenia końcowego (np. 2x itp.).

2. Jeśli pamięć dopisuje, można korzystać ze wzoru: c₁•v₁ = c₂•v₂ wtedy podstawiamy: 1000 mM•v₁ = 20 mm•1 ml, i v₁ = 20 mM•1 ml:1000 mM = 0.02 ml = 20 μl.

3. Można oczywiście wyliczać, jaka ilość moli (lub gramów) jest potrzebna do sporządzenia takiego roztworu, a następnie, w jakiej objętości roztworu wyjściowego wyliczona ilość moli się mieści, ale jest to sposób znacznie bardziej pracochłonny.
   1M-1000ml
   20mM-x
   x=20mM•1000ml:1000mM
   
   x ml powinien być rozpuszczony w 1000 ml roztrworu, aby dać odpowiednie stężenie. Wobec tego y ml potrzebny jest do sporządzenia 1 ml roztworu.
   y=xml•1ml:1000ml.
   I to jest dopiero koniec wyliczenia dla jednej substancji.

Trzeba uważać na jednostki (najlepiej sobie je wypisywać), żeby było wiadomo, co się na końcu otrzymuje.

Wynik końcowy należy przedstawić w takich jednostkach, w jakich trzeba będzie odmierzyć roztwór, a więc powyżej 1 ml - w mililitrach (z zaokrągleniem do 0.1 ml), poniżej - w mikrolitrach ( z zaokrągleniem rzędu dokładności pipety, którą trzeba będzie odmierzać).

3

55,85

142 g

---