C₁V₁ = C₂V₂ 공식으로 희석 계산 — 초기 농도와 부피로 최종 농도 또는 부피를 계산합니다.
희석 공식 C₁V₁ = C₂V₂는 용액의 농도와 부피를 계산하는 기본 공식입니다. C₁ = 초기 농도, V₁ = 초기 부피, C₂ = 최종 농도, V₂ = 최종 부피입니다. 예를 들어 1000 ppm 용액 10 mL를 100 ppm으로 희석하려면: 1000 × 10 = 100 × V₂ → V₂ = 100 mL. 물 90 mL를 추가합니다. 이 공식은 용질의 양이 보존된다는 원리에 기반합니다. 희석 전후 용질의 mol 수는 동일하며, 단지 용매를 추가하여 부피만 증가시킵니다. 농도 단위: ppm(parts per million), M(몰 농도), %(백분율), mg/L, μg/mL 등 다양하며, 계산 시 단위 일관성을 유지해야 합니다. 10% 염산 50mL를 1%로 희석하려면 10 × 50 = 1 × V₂ → V₂ = 500mL, 물 450mL 추가합니다.
연속 희석은 고농도 용액을 단계적으로 희석하여 매우 낮은 농도를 만드는 방법입니다. 예제 1 (1:10 희석 3회): 1000 ppm 용액을 1:10 비율로 3번 희석하면 → 100 ppm → 10 ppm → 1 ppm. 각 단계에서 1mL 용액 + 9mL 물을 섞습니다. 예제 2 (1:100 희석): 10,000 ppm 용액 1mL + 물 99mL = 100 ppm. 또는 1:10 희석 2회(10,000 → 1,000 → 100 ppm) 수행합니다. 미생물 배양: 세균 농도 10⁹ CFU/mL를 10² CFU/mL로 만들려면 10⁷배 희석이 필요합니다. 1:10 희석 7회 또는 1:100 희석 3.5회(실제로는 1:100 3회 + 1:10 1회) 수행합니다. 희석 배수: C₁/C₂ = 희석 배수. 1000 ppm을 10 ppm으로 만들려면 100배 희석입니다.
1M NaCl 용액 1L 제조: NaCl 분자량 = 58.44 g/mol. 1M = 1 mol/L이므로 58.44g NaCl을 물에 녹여 1L로 정용합니다. 메스플라스크 사용 필수입니다. 0.1M로 희석: 1M 용액 100mL를 1L로 희석(물 900mL 추가) → 0.1M. 또는 1M 10mL를 100mL로 희석합니다. % 농도 제조: 10% 설탕 용액 500mL 제조 시 설탕 50g + 물 450mL입니다(w/v%). ppm 용액: 1000 ppm = 1000 mg/L = 0.1%. 1000 ppm 소금물 1L 제조 시 소금 1g + 물 1L입니다. 완충용액 희석: 10× PBS(Phosphate Buffered Saline) 100mL를 1× PBS 1L로 만들려면 10× PBS 100mL + 증류수 900mL입니다.
ppm ↔ %: 1% = 10,000 ppm. 예: 500 ppm = 500 ÷ 10,000 = 0.05%. 몰 농도(M) ↔ g/L: M = (g/L) ÷ 분자량. 예: NaCl 58.44 g/L = 58.44 ÷ 58.44 = 1M. ppm ↔ mg/L: 1 ppm = 1 mg/L (물 기준). 10 ppm = 10 mg/L. ppb ↔ μg/L: 1 ppb = 1 μg/L. 100 ppb = 100 μg/L = 0.1 mg/L = 0.1 ppm. w/v% ↔ g/L: 5% w/v = 5g/100mL = 50 g/L. v/v% ↔ mL/L: 알코올 70% v/v = 70mL/100mL = 700 mL/L. 소주 20도 = 20% v/v = 200 mL/L 알코올입니다. 몰랄 농도(m): mol/kg 용매. 1m NaCl = 용매(물) 1kg에 NaCl 1 mol(58.44g) 녹인 농도입니다.
피펫 오차: 10mL 피펫 정확도 ±0.05mL이면 ±0.5% 오차입니다. 정밀 실험에서는 마이크로피펫(±1% 이내) 사용이 필수입니다. 메스플라스크 사용: 100mL 정용 시 비커가 아닌 메스플라스크를 사용해야 정확합니다. 비커는 ±5% 오차, 메스플라스크는 ±0.1% 오차입니다. 희석 순서: 고농도 용액을 먼저 넣고 용매를 나중에 추가합니다. 역순으로 하면 농도 불균일이 발생합니다. 혼합 방법: 희석 후 볼텍스 믹서나 교반기로 충분히 섞어 균일한 농도를 만듭니다. 단순히 흔들면 농도 편차가 5~10% 발생합니다. 온도 보정: 용액 온도가 20°C에서 25°C로 변하면 부피가 약 0.2% 팽창하여 농도가 미세하게 변합니다. 정밀 실험에서는 항온 조건 유지가 중요합니다.
수질 관리: 수돗물 염소 농도 0.5~1.0 ppm 유지를 위해 차아염소산나트륨(10% 원액)을 희석합니다. 10% = 100,000 ppm이므로 1 ppm으로 희석하려면 100,000배 희석이 필요합니다. 원액 1mL → 100L 물에 희석합니다. 농약 살포: 제초제 원액(48% 글리포세이트)을 1000배 희석하여 살포합니다. 100mL 원액 + 물 100L 혼합 시 0.048% = 480 ppm 농도입니다. 세정제: 주방 세제 원액을 100~500배 희석하여 사용합니다. 10mL 원액 + 물 1L = 100배 희석입니다. 의료 소독: 70% 알코올 소독제는 99% 에탄올 707mL + 증류수 293mL로 만듭니다. 식품 첨가물: 구연산 원말(100%) 10g을 물 1L에 녹이면 10 g/L = 1% w/v 용액입니다. 음료 제조 시 0.1% 농도로 희석하여 사용합니다.