什么是交叉法(十字交叉法)?
交叉法是药学、化学和药物调配中常用的经典方法,用来确定如何将两种已知浓度的溶液混合,配出一个介于两者之间的目标浓度。它无需反复试配,直接给出两种原液的精确配比。本计算器适用于任意一致的单位——百分比、mg/mL、摩尔浓度或酒精度(proof)都可以,只要三个浓度都使用同一种单位即可。
如何使用本计算器
分别输入低浓度、高浓度和目标浓度,目标浓度必须介于低、高两个数值之间。如需配制特定总量,可选填"要配制的总量",计算器会自动算出每种原液各需多少。结果会显示混合配比(低 : 高)以及对应的实际用量。
公式详解
交叉法的规则是:低浓度溶液所占的份数等于高浓度与目标浓度之差,而高浓度溶液所占的份数等于目标浓度与低浓度之差:
$$\text{配比(低 : 高)} = (C_{高} - C_{目标}) : (C_{目标} - C_{低})$$
要把"份数"换算成实际用量,只需将配制总量乘以每种溶液的份数,再除以总份数即可。
实例演示
假设你手头有一瓶 5% 的溶液和一瓶 20% 的溶液,想配制 100 mL 的 12% 溶液。低浓度份数 \(= 20 - 12 = 8\);高浓度份数 \(= 12 - 5 = 7\)。因此配比为 \(8 : 7\)(共 15 份)。低浓度用量 $$= 100 \times \frac{8}{15} \approx 53.33 \text{ mL}$$ 高浓度用量 $$= 100 \times \frac{7}{15} \approx 46.67 \text{ mL}$$
关键术语和变量
- 低浓度 (clow)
- 两种溶液中较弱溶液的强度,用 % w/v、% v/v、mg/mL、摩尔浓度或任何一致的单位表示。它可以是 0% 的稀释液(例如纯水或生理盐水基液)。
- 高浓度 (chigh)
- 两种溶液中较强溶液的强度。所需浓度必须位于低值和高值之间才能进行有效混合。
- 所需浓度 (cdesired)
- 最终混合物的目标强度。它必须满足 \(\text{低} \le \text{所需} \le \text{高}\)。
- 储备溶液
- 储存备用的浓溶液,根据需要进行稀释。在配比法中,高浓度(有时还有低浓度)溶液通常是储备溶液。
- 份数
- 通过交叉相减法获得的相对无单位比例:低的份数 \(= \text{高} - \text{所需}\),高的份数 \(= \text{所需} - \text{低}\)。在缩放到实际体积之前,它们定义了批次如何分割。
- 混合比
- 份数表示为比率,低:高,通常简化为最简整数形式(例如 3 : 1)。
- 配比法(择一法)
- 本计算器使用的方法:给定两个已知的浓度和一个目标浓度,它找到达到该目标所需的每种成分的比例。
- 配比法(中位数法)
- 相反的问题:给定几种成分的已知数量和浓度,它计算混合物的结果平均(加权平均)浓度。
- 批量大小(总计)
- 你想要制备的成品混合物的总体积(或质量)。份数/比率可以按此总量缩放,以给出每种溶液的实际数量。
常见问题
如果目标浓度正好等于其中一种原液的浓度怎么办? 那么其中一种的"份数"会变成零,你只需要用那一种溶液即可。
能用于三种或更多溶液吗? 标准交叉法只处理两种原液。若有三种或更多,可以两两配对、分步重复运算。
单位会影响结果吗? 不会——只要三个浓度都使用同一种单位即可,算出的用量单位会与你填写的总量单位保持一致。