Verdünnungsreihe

Eine Verdünnungsreihe ist die Gesamtheit von Lösungen die aus einer konzentrierten Ausgangslösung für einen bestimmten Zweck, durch Verdünnen hergestellt wurden. Dabei unterscheiden sich die so hergestellten Lösungen, die einzelnen Verdünnungsstufen der Verdünnungsreihe, in ihrem Gehalt (beispielsweise in der Stoffmengenkonzentration oder der Massenkonzentration). Bei den Verdünnungsreihen unterscheidet man solche, bei denen die einzelnen Verdünnungsstufen durch Verdünnen der vorangegangenen Verdünnugsstufe hergestellt werden (fortgesetztes Verdünnen), und solche, bei der alle Verdünnungsstufen direkt aus der Ausgangslösung hergestellt werden.

Verwendungszweck

• Verdünnungsreihen werden häufig zur Kalibrierung von Messgeräten, beispielsweise bei der chemischen Analyse benötigt.

• Ebenso dienen Verdünnungsreihen in der Mikrobiologie dem Zählen von Bakterien, deren Konzentration, also ihre Anzahl in einer Lösung, durch die Verdünnungsreihe verringert wird. Dadurch lassen sie sich leicht zählen, das Ergebnis wird anschließend wieder auf ursprüngliche Konzentration zurückgerechnet.

Verdünnungsreihen durch fortgesetztes Verdünnen

Beispiel einer Verdünnungsreihe. Konzentrationsfaktor der Stoffmenge nach n Schritten:
$c=\left({ y \over x+y}\right)^n$

Nimmt man beispielsweise 10 Milliliter einer Ausgangslösung und mischt diese mit Lösungsmittel (beispielsweise Wasser) , so dass 100 Milliliter entstehen, so besitzt diese 1. Verdünnungsstufe nur noch ein Zehntel der Konzentration der Ausgangslösung. Nimmt man von der ersten Verdünnungsstufe wiederum 10 Milliliter heraus und verdünnt wieder auf 100 mL, so besitzt die 2. Verdünnugsstufe nur noch ein Hundertstel der Konzentration der Ausgangslösung. Verdünnt man diese Lösung auf gleiche Weise, so entsteht eine 3. Verdünnungsstufe mit einem Tausendstel der Konzentration der Ausgangslösung. Besitzt die Stoffmengenkonzentration der Ausgangslösung beispielsweise 2 mol/L, so sind die Konzentrationen der Lösungen der Verdünnungsreihe hiermit 0,2 mol/L (1. Verdünnnugsstufe); 0,02 mol/l (2. Verdünnungsstufe); 0,002 mol/L (3. Verdünnungsstufe). Unterscheiden sich die Konzentrationen der einzelnen Verdünnugsstufen wie in diesem Fall um den Faktor 10, so spricht man auch von einer dezimalen Verdünnungsreihe. Neben den häufig anzutreffenden dezimalen Verdunnungsreihen gibt es aber auch Verdünnungsreihen mit anderen Verdünnungsfaktoren.

Verdünnungsreihen mit gleichmäßiger Verteilung der Verdünnungsstufen

Bei dieser Art der Verdünnungsreihe sind die Gehalte der Verdünnungsstufen gleichmäßig über einen Gehaltsbereich verteilt. So können beispielsweise die Gehalte einer Verdünnugsreihe mit insgesamt 5 Verdünnungsstufen den Massenkonzentrationsbereich zwischen 0 g/L und 1 g/L gleichmäßig abdecken. Die Massenkonzentrationen der einzelnen Verdünnugsstufen lauten dann 0,2 g/L (1. Verdünnungsstufe), 0,4 g/L (2. Verdünnungsstufe), 0,6 g/L (3. Verdünnungsstufe), 0,8 g/L (4. Verdünnungsstufe) und 1,0 g/L (5 Verdünnungsstufe). Bei dieser Art der Verdünnungsreihe werden alle Verdünnungsstufen aus ein und derselben Ausgangslösung hergestellt und nicht durch fortgesetztes Verdünnen.