Verdünnung einer Stammlösung: Wie verdünne ich eine Lösung?

Zur Herstellung von Lösungen setzt man im Labor gerne konzentrierte Stammlösungen ein. Diese können zu einer Arbeitslösung hinzugegeben werden, wenn diese eine geringere Konzentration der eingesetzten Stammlösung enthalten soll. Leicht gesagt, wenn man wüsste, wie viel man von der Stammlösung für die Verdünnung bräuchte …

Grundregeln für die Verdünnung

Sollen in Prozent angegebene Lösungen verdünnt werden, kann man sich einer sehr einfachen Faustformel bedienen. Alles, was man sich merken muss, ist folgendes: „was will ich“ geteilt durch „was habe ich“ mal „gewünschtes Endvolumen“. Angenommen man will 250 mL 4%ige Formaldehyd-Arbeitslösung aus einer 37%igen Stammlösung herstellen, so muss man einfach 4/37 · 250 = 27 mL rechnen und somit 27 mL Stammlösung verwenden, um die 250 mL Arbeitslösung herzustellen.

Zur Volumenmessung von Flüssigkeiten werden im Labor typischerweise Glasgefäße wie geeichte Pipetten, Messkolben und Messzylinder eingesetzt. Hierbei ist zu beachten, dass Messkolben und Messzylinder auf „Einlauf“ geeicht sind. Dies erkennt man an der Kennzeichnung „In“. Das geeichte Volumen ist hierbei exakt dieses Volumen, das sich im Gefäß befindet. Im Gegensatz dazu sind Pipetten auf „Auslauf“ geeicht, was man an der Kennzeichnung „Ex“ erkennen kann. Das geeichte Volumen bezieht sich hier auf die von der Pipette abgegebene Flüssigkeit.

Die Verdünnung von Lösungen in Behältern wie Bechergläsern oder Erlenmeyerkolben ist nicht exakt durchführbar, da diese Gefäße zwar eine grobe Strichmarke zur Volumeneinteilung aufgedruckt haben, diese aber meist nicht geeicht ist. Hinzu kommt, dass der Ablesedurchmesser der Flüssigkeit an der entsprechenden Strichmarke zu groß für eine exakte Ablesung am Flüssigkeitsrand (Meniskus) und somit zu groß für eine exakte Volumenbestimmung ist.

Je nachdem, ob man eine Flüssigkeit mit Flüssigkeit mischt oder eine Festsubstanz in Flüssigkeit löst, spricht man von Prozent Volumen pro Volumen (%Vol./Vol.; auch v/v abgekürzt) oder von Prozent Gewicht pro Volumen (%Gew./Vol.; auch w/v abgekürzt). Wiegt man beispielsweise 10g Natriumchlorid in einem Messkolben ab und füllt diesen bis zur 100mL Marke mit Wasser auf, so befinden sich in der resultierenden Lösung 10g NaCl in 100mL Endvolumen, was einer 10% (w/v) Lösung entspricht. Zur Herstellung einer 10% (v/v) Verdünnung würde man dementsprechend 10mL Lösung auf 100mL Gesamtvolumen auffüllen.

Gut zu wissen: Volumenkontraktion

In der Regel mischen sich Flüssigkeiten additiv. Aber wussten Sie, dass die Mischung aus 100 mL 96%igem Ethanol und 100 mL Wasser nicht 200 mL Flüssigkeit, sondern nur circa 185 mL Flüssigkeit ergibt? Dieses Phänomen hängt von der Polarität der zu mischenden Lösungen ab. Mischt man zwei polare Lösungen (Alkohol und Wasser), so bilden sich zwischen den Alkohol- und den Wassermolekülen Wasserstoffbrücken und van der- Waals Anziehungskräfte aus. Dadurch wird die Beweglichkeit der Moleküle etwas eingeschränkt und sie rücken näher zusammen. Die Dichte der Lösung steigt. Der Effekt dieses Volumenschwundes wird auch als Volumenkontraktion bezeichnet.

Andrea Hauk

Aus: Biologie in Unserer Zeit, Heft 5/2011