희석

희석

희석(dilution, 稀釋)은 어떤 물질의 농도를 다른 물질을 가함으로써 낮게 하는 것이다. 희석은 고농도 용액을 저농도 용액으로 만드는 것이며 용액의 경우 그 속에 용질이 얼마나 희석되어 있는지를 나타내는 정도를 희석도라 하고 몰농도의 역수로 나타낸다.

개요

희석은 용매를 더 추가하여 용액의 용질 농도를 감소시키는 과정이다. 이를 통해 용액의 단위 부피에 존재하는 용질의 양을 줄일 수 있다. 희석은 대상으로 하는 물질의 농도가 감소하도록 이것과 반응하지 않는 물질 또는 용매를 가하는 것이다. 희석은 용질을 첨가하지 않고 용매를 더 첨가한다는 뜻이다. 그러나 용매를 첨가한 후에는 균일한 용액을 얻기 위해 용액을 완전히 혼합해야 한다. 희석이라는 것은 어떤 진한 농도의 용액 상태를 묽힌다는 뜻이다. 화학에서는 진한 농도를 갖는 용액 상태로 보관하며 이를 사용하기 전에 희석한다. 진한 용액을 희석시킬 때, 용매를 가할 때 용질의 몰수는 그대로 유지되며 부피만이 변한다는 것이다.

화학 실험할 때 진한 용액을 많이 만들어 놓고 필요한 농도는 진한 용액을 묽혀서 사용하는 경우가 있다. 가령 어떤 실험에 1M, 0.75M, 0.5M, 0.25M 황산구리 용액이 각각 50mL씩 필요하다면 각 농도에 해당하는 황산구리의 질량을 따로 계산해서 각각 저울에 달아 각각의 용량 플라스크에 넣고 표시선까지 물을 채워 해당 농도의 용액을 만드는 대신 1M 황산구리 용액을 한 250mL 정도 정성 들여 여유 있게 만든 다음 이 용액을 묽혀서 나머지 용액을 제조한다. 이렇게 하면 시간과 돈을 절약할 수 있고 무엇보다 각 용액의 오차도 줄일 수 있다. 묽은 용액일수록 넣어야 할 용질의 질량이 작으므로 전자저울로 용질의 질량을 잴 때 오차가 더 발생할 수 있다.

희석도

희석도(稀釋度)는 용액이 희석된 정도. 농도의 역수인 mol/l로 나타낸다. 용액 중에 용질이 엷게 되어 있는 비율을 나타내는 것으로 일반적으로 몰농도의 역수로 나타내고 용질 1mol을 포함한 용액의 리터수가 희석도에 상당한다. 농도의 표시방법의 1종으로서, 소독약등 특수한 경우에 사용하는 일이 있다. 원래의 시료성분(試料成分)이 몇 배로 희석되었는지를 가리키는 것인데, 또 한편, 주변에 있는 액체를 몇 배로 희석하면 좋은지, 엄밀한 농도가 요구되지 않는 곳에 사용하기 쉬우므로 흔히 이용된다.

희석 법칙

또는 간단히 MV = M´V´여기서 M, V는 각각 용액의 농도, 용액의 양을 대표하는 기호다. 따라서 몰농도 대신 노르말농도 또는 퍼센트 농도를, 부피 대신 질량을 대입해도 성립한다. 진한 용액 일정량에다 용매를 가해서 묽은 용액을 만들 때 즉 용액을 희석할 때 묽히기 전, 후 용액에 들어있는 용질의 양은 변함없다. 예를 들어 NaCl (1mol/L) 수용액 95mL에 물 5mL를 추가하면 희석하면 0.95 mol/L 용액이 된다. 따라서 농도가 감소한다.

희석 배수

희석배수는 농약이나 식물영양제의 사용설명을 읽다 보면 자주 등장하는 말이다. 500배 희석해서 사용, 1,000배 희석해서 사용, 2,000배 희석해서 사용 등등 여러 가지 희석 배수가 적혀있다. 단순히 약의 용량에 적힌 희석배수만큼 희석을 하면 될 일 아닌가 하지만 소규모로 텃밭을 일구시거나 집안 가드닝을 하시는 분들은 약을 한번에 한 병씩 사용하지 못하고 일부분 나눠서 여러 번 사용하기 때문에 결국 소분해서 사용해야 되는 이유로 계산을 해야 되는 일이 발생한다.

표 읽는법 예시: 1리터의 물에 100배 희석해야되는 약을 사용할때 필요한 약의 양은 10㎖

연속 희석

연속 희석법은 매우 농축된 스톡 용액으로부터 매우 희석된 용액을 얻고자 할 때 유용하다. 가령 스톡 용액 1M에서 용액 1mM 중 10ml를 얻고자 하는 경우 직접 희석과 연속 희석을 하는 방법은 아래와 같다.

직접 희석

M1V1 = M2V2

V1 = M2V2/ M1

= (10 ml * 1/1000 M)/1 M

= 0.01 ml

첨가할 물: 10 ml - 0.01 ml = 9.99 ml

이 경우 9.99ml를 정확하게 피펫으로 재어 사용하기가 어렵기 때문에 직접 희석은 그다지 도움이 되지 않는다.

연속 희석

연속 희석을 하는 경우, 먼저 필요한 최종 부피와 농도를 파악한 후 희석 계수를 결정한다.

1 mM 용액 중 10 ml가 필요한 경우, 희석 계수는:

희석 계수= 1/ (최종 농도/ 초기 농도) = 1/ (0.001M/ 1M) = 1000X

이때 1000X는 10 X 10 X 10과 같이 여러 계수로 분할되어 사용될 수 있다. 또한 10 X 10 X 10은 세 개의 튜브를 설치하여 세 번의 연속 희석을 할 수 있다는 의미다. 덧붙여 '10X 희석'은 한 개의 부분이 용액이고 다른 9개의 부분은 희석제(일반적으로 물)임을 의미한다. 마찬가지로 '15X 희석'은 1개의 부분이 용액이고 나머지 14개의 부분은 희석제임을 의미한다.

연속 희석은 희석제 9mL가 들어 있는 두 번째 튜브로 스톡 용액 1mL를 옮긴다. 그런 다음 두 번째 튜브의 1mL (부분 표본)를 덜어서 세 번째 튜브로 옮긴다. 원하는 희석 농도에 도달할 때까지 부분 표본의 전송 절차가 반복된다. 연속 희석에는 더 많은 준비가 필요하지만 보통 더 정밀한 기술을 갖추고 있다면 더 정확한 희석이 이뤄진다.

참고자료

• 〈희석〉, 《네이버 지식백과》
• 〈희석(dilution)〉, 《네이버 지식백과》
• 〈희석도〉, 《네이버 지식백과》
• 영원파란, 〈용액의 묽힘(희석, dilution) 법칙(원리) ★〉, 《티스토리》, 2014-10-07
• 시오비스, 〈희석배수? 어떻게 계산해야할까요? 알아봅시다.〉, 《네이버 블로그》, 2019-04-10
• 〈연속 희석〉, Labster Theory

같이 보기

• 물질
• 농도
• 용액
• 화학
• 물

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