Fråga:
Är det möjligt att uppnå en nivå av "verkligen noll" -koncentration?
Kara Kirkland
2020-08-07 22:41:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Om vi ​​tar någon vattenhaltig lösning och späd den längre och längre, kommer koncentrationen av lösningen någonsin att bli noll? Jag skulle säga nej, helt enkelt för att total utspädning innebär att alla lösningsmedels molekyler bokstavligen har försvunnit. Men det faktum att jag inte kan ta reda på var molekylerna har gått gör inte mitt argument alls övertygande. Jag får tro att det finns ett mycket bättre svar och / eller förklaring på min fråga

UPPDATERING: Även om det är sant att denna fråga liknar den länkade, är svaret i denna fråga ett mycket bättre eftersom det ger en mycket djupare inblick i utspädningsprocessen.

Homeopati gör det hela tiden :)
Förlåt, Alchimista;det är helt enkelt inte sant.Homeopati känner inte bara igen men beror till stor del på tanken att inget sådant någonsin skulle kunna vara möjligt.
@RobbieGoodwin Du tar logiken i homeopati till nominellt värde och använder den för att rättfärdiga homeopati när du säger det, så naturligtvis skulle det vara slutsatsen.
Naturligtvis kan du hitta en flaska bland annat miljarder miljarder som innehåller 1 molekyl av de utspädda grejerna.Det klassificeras inte som en lösning på just det som du kan hitta vad som finns.Jag ville inte vara för seriös eftersom ämnet inte förtjänar.Men det finns en trevlig kommentar av @ Karl nedan.Också som en nyfikenhet.Från en sked NaCl finns det inte tillräckligt med vatten i det kända universum för att få en C 60 homeopatisk lösning i ett steg !!!
Detta är en av frågorna där "I teorin är det ingen skillnad mellan teori och praktik. I praktiken finns det."
@DKNguyen Jag tog inget till något värde ... upprepade helt enkelt en av de grundläggande principerna för homeopati.Det gör det inte, och jag menade inte, rättfärdiga någonting.När du säger "naturligtvis skulle det vara slutsatsen" vilken slutsats tänkte du på?
Fem svar:
Raphaël
2020-08-07 23:01:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det beror på hur du späd ut det. Om du tar en vattenlösning av A och bara tillsätter rent vatten (absolut 100% vatten) blir A-koncentrationen aldrig helt noll. I det här fallet kommer du dock till en punkt där koncentrationen av A är så liten att den kan anses vara noll för dina applikationer.

Om du emellertid spädar lösningen, ta ett prov och späd sedan det provet (och så vidare) kan du nå en koncentration på exakt 0M. Tänk dig att du har spätt lösningen tillräckligt så att den innehåller exakt 1 molekyl A. När du tar ditt prov för nästa utspädning, om denna molekyl inte finns i provet, blir koncentrationen exakt noll. Om det råkar finnas i provet kan det lämnas kvar när du ritar nästa prov, eller nästa, och så vidare.

I praktiken kommer dock vattnet du använder för utspädning sannolikt innehåller föroreningar. Du kommer kanske inte att uppnå exakt 0M, men koncentrationen kan vara så liten att den inte kan detekteras och inte har någon mätbar konsekvens.

"... späd lösningen, ta ett prov, späd sedan provet (och så vidare), du kan nå en koncentration på exakt 0M."Det är fantastiskt.Det är den typ av lösning jag letade efter!
@KaraKirkland Det är värt att uttryckligen nämna att anledningen till att detta fungerar är att en lösning inte är ett kontinuerligt medium - om det vore, kunde du aldrig nå noll.Du kan bara nå noll eftersom molekyler är * diskreta *.
Jag förstår att det inte skulle vara i andan av svaret, men om du gör serieutspädning med det uttryckliga syftet att nå nollkoncentration, kan du bara hoppa över den del där du lägger till någon av den ursprungliga lösningen i lösningsmedlet ochdu kommer dit snabbare
@Paul Men vatten har minne!Fråga vilken homeopat som helst!
@Raphaël Jag föreslår att det inte beror på "hur du späd ut det";skillnaden mellan dina exempel är inte slutlig koncentration utan bara tid.hur rent vattenlösningsmedlet är har lite att göra med hur mycket löst ämne som finns kvar ... "... så liten att det kan betraktas som noll ..." är en bedömning, inte en tekniskitet. Från ett utspätt prov utspätt ytterligare kunde du inte längre nå en koncentration på exakt 0M;bara snabbare. Hur kan du föreställa dig verklig utspädning till en molekyl?Gissa att 12 eller 397 eller hur många utspädningar som helst gör tricket?
@RobbieGoodwin om jag har en låda med 99 röda bollar i och en gul boll, är koncentrationen av gula bollar 1%.Om jag lägger till en miljon röda bollar är koncentrationen cirka 1 ppm.Om jag tappar hälften av innehållet i lådan i en annan låda kommer jag att ha en låda med cirka 2 ppm gula bollar och en annan med exakt 0 ppm gula bollar.Detsamma gäller molekyler i lösningar, de ÄR olika processer.
@llama Coo;tack för det!
M. Farooq
2020-08-08 03:27:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

För en analytisk kemist existerar inte begreppet nollkoncentration . Koncentrationen kan inte vara exakt 0! Endast en detektionsgräns kan utvecklas när det gäller statistik. Det är därför en äldre respektabel användare här har skrivit en hel monografi om detta ämne. Antag att du har en NaCl-lösning och så kallat "rent vatten" *, oavsett hur mycket utspädningar du utför, kan du inte säga med 100% förtroende att det inte finns något enda natriumnatrium kvar i lösningen nu.

* Rent vatten kan inte finnas i något vanligt laboratorium.

Det finns gott om utrymme längst ner, som de säger, och jag antar att detta inkluderar utrymme för orenheter.Den lägsta (indirekt) uppmätta koncentrationen jag känner till i en kondensfaslösning kommer från [en detekteringsstudie för mörk materia] (https://arxiv.org/abs/2006.09721), där författarna föreslår en 14 yM (det är ** yoctomolar **) koncentrationen av tritium i flytande xenon kan ha producerat tillräckligt brus för att dölja signaler från förfall av mörk materia.På något sätt kvarstår det fortfarande efter mycket sträng rening, och även om tritium i sig är en spårradioisotop med blygsam halveringstid.
Mycket trevligt exempel.Inget reagens är 100% rent.
@NicolauSakerNeto obesvarad i Physics SE: [Hur kommer risken för tritiumföroreningar att försvinna bort från XENONnT-data?] (Https://physics.stackexchange.com/q/560249/83380)
@uhoh, en orelaterad fråga.Gör du något om echelle galler och korsdispersion.Jag vill ställa en fråga om det men hur är det med en relevant webbplats?Jag har ett echelle-galler (för skojs skull) och jag vill se ett 2D-spektrum i en enkel uppsättning som kan vara en enkel kartong.
Det finns [10 inlägg i Astronomy SE] (https://astronomy.stackexchange.com/search?q=echelle) och [8 i Physics SE] (https://physics.stackexchange.com/search?q=echelle) som innehåller "echelle" och många är intressanta.Det ser ut som de i Physics SE indikerar att det finns större chans för ett "DIY-baserat svar" där men det finns några observationsastronomer aktiva i Astronomy SE som verkligen kan tycka om att svara på det så länge du nämner att det kan använda det för attanalysera solljus eller något astronomiskt.
Låt oss [fortsätta denna diskussion i chatt] (https://chat.stackexchange.com/rooms/111555/discussion-between-uhoh-and-m-farooq).
Du måste gå efter större molekyler, som inte heller är allmänt förekommande i miljön.
Om du gör serieutspädning finns det fortfarande en möjlighet att minst en enda molekyl finns där.Därav poängen att i analytisk kemi finns ingen nollkoncentration *.Ingen kan "mäta" nollkoncentrationen.Det har inte heller någon juridisk betydelse.
Kan du ge en referens för att säkerhetskopiera ett allmänt uttalande som det som gjordes i din första mening?Det låter som en åsikt.Jag skulle hävda att om du gör dina prover genom att späda ut med en känd buffert som inte innehåller det lösta ämnet (den lösta stamlösningen är den enda lösningen), så kommer bufferten att ha noll koncentration av det lösta ämnet.Cirkulär men inte kontroversiell.
BTW, det är allmänt känt som en "blank" mätning.
Buck Thorn, det finns en härlig tunn bok, "Två artiklar om detektionsgränsen för ett fullständigt analytiskt förfarande" H. Kaiser.
@M.Farooq Det verkar som om din «Kaiser» (med «ai») inte är densamma som kayser-enheterna före $ \ mbox {cm} ^ {- 1} $ / vågnummer i spektroskopi heter.
Inga två olika Kayser och Kaiser.H. Kaiser var vid Institutet för spektrokemi Dortmund.Att Kayser är en ganska gammal historia!Se Zum Problem der Nachweisegrenze i Z. Analyt.Chem.1965, 209, 1. Denna bok är översättningen av hans två berömda tidningar.
@uhoh, Jag lade upp frågan på echelle, om du vill kolla!
Tack Farooq jag måste ta en titt.
Jag skulle ha formulerat lite annorlunda: det är inte att det inte kan existera - bara att vi inte kan vara säkra på att (var = i vilken flaska) vi har en nollkoncentration.Ange sedan praktiska överväganden som föroreningar och homogenisering.Det senare kommer att göra det särskilt svårt att sätta en giltig övre gräns på den koncentration man faktiskt kan ha i en av "zero conc" -flaskorna.
@M.Farooq Vi kan upptäcka spektrallinjer från en enda isolerad atom.Skulle det inte vara möjligt med en tillräckligt känslig spektrometer att detektera spektrallinjerna från en enda molekyl i lösning?
Ja, kan vara i princip och på ett papper, men säg mig hur skulle du vara "100%" säker på att det finns en enda atom i den lösningen och hur skulle vi i praktiken förbereda en sådan lösning?
Kommentarer är inte avsedda för utökade diskussioner.Det finns redan ett chattrum kopplat till detta inlägg: https://chat.stackexchange.com/rooms/111555/discussion-between-uhoh-and-m-farooq Använd detta rum.
Karl
2020-08-08 02:58:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Otvetydigt ja! Om din lösta substans är något som du kan identifiera en enda molekyl i ett makroskopiskt lösningsmedelsprov (låt oss säga ett fluorescerande färgämne), kan du späda ner till noll och vara säker på det.

( För nitpickers: Detta kan göras i ett begränsat antal steg, om du delar upp lösningen i två efter varje steg och fortsätter att späda ut den del som visar en lägre koncentration. Divide et impera. )

Om du inte kan mäta koncentrationen ner till noll , är påståendet "detta har utspädd till noll" inte förfalskat, därför okunnigt (se Karl Popper), och som sådan inte värt att fundera över. ;)

Jag är också ett fan av Popper!(och Kuhn och Lakatos).Hur som helst: Om du visste den ursprungliga koncentrationen och antalet delningar, även om du inte kunde mäta den slutliga koncentrationen, kunde du göra ett vetenskapligt uttalande om dess * sannolikhet * att vara noll :).
Jag skulle ta ett mindre problem med ditt sista stycke: bara för att du (den hypotetiska forskaren som gör det här) inte kan mäta koncentrationen till noll betyder inte att hypotesen att den är noll är vetenskaplig.Kanske någon annan kan mäta det, annars kommer människor i framtiden att kunna mäta det, eller det har någon fysisk konsekvens som du inte är medveten om, eller så vidare.
@DavidZ Kan du förklara hur någon av dessa skulle göra uttalandet mer "vetenskapligt"?
@Karl För om någon i framtiden, med bättre teknik, skulle kunna förfalska det, är uttalandet förfalskat."Det finns nollmolekyler av X i denna lösning" är en testbar förutsägelse när du har en enhet noggrann för att upptäcka om det finns en enda molekyl av något i en lösning.
@probably_someone Balderdash.Ett uttalande som kan bli korrekt om fem eller femton år är * fel * idag, period.
@Karl Uttalandet "blir inte korrekt", det blir _mätbart_.Oavsett om det är korrekt eller inte förändras inte.Du kan göra korrekta påståenden som inte kan mätas vid den tiden (till exempel Einstein 1916: "Gravitationsvågor finns", eller Fermi 1934: "Neutrinos finns").Det faktum att de inte var mätbara vid tidpunkten för förslaget betyder inte att de inte var korrekta.
@probably_someone Din poäng är?Esp.i förhållande till det ursprungliga ämnet?
@Karl Jag svarade på din fråga: ett uttalande är "vetenskapligt" om det är förfalskningsbart.Felaktig betyder att någon _tänkbart_ kan mäta det, inte att någon kan göra det _ just nu_.Och förfalskbarhet har egentligen inget att göra med korrekthet, så att prata om ett uttalande "att bli korrekt" är inte riktigt relevant här.
@Karl Till exempel är det förfalskningsbara uttalandet "sterila neutrinoer med vissa parametrar" precis som påståendet "det finns noll molekyler av X i denna lösning".Om det finns sterila neutrinoer med dessa parametrar finns det en identifierbar experimentell signatur, och om de inte finns skulle vi inte se den signaturen.Det faktum att våra detektorer ännu inte är exakta för att mäta signaturen är oväsentligt.På samma sätt finns det spektrografiska konsekvenser för att ha en enda molekyl av X i lösning, och ett experiment med en tillräckligt exakt spektrometer skulle kunna upptäcka det.
Låt oss [fortsätta denna diskussion i chatt] (https://chat.stackexchange.com/rooms/111587/discussion-between-karl-and-probably-someone).
Oscar Lanzi
2020-08-08 01:50:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Något som en nollkoncentration uppnås i ångfasen i vissa material. I detta svar identifieras trippelpunktsångtrycket för gallium som så lågt att en mätning därav är noll med hög sannolikhet.

Mathew Mahindaratne
2020-08-08 01:14:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hypotetiskt tror jag att en begränsning för nollutspädning skulle vara när man tar ett prov av utspätt prov, att möjligheten att ha en löst molekyl där inne bör vara noll. För att uppnå detta mål bör koncentrationen av din lösning vara mindre än $ 10 ^ {- 24} $ i kraft $ \ left (\ frac {1} {6.022 \ times 10 ^ {23}} = 1.66 \ times 10 ^ {- 24} \ right) $ . Om du har $ \ pu {1 M} $ lösning, bör du lägga till en annan $ \ pu { 1,66 \ gånger 10 ^ {24} L} $ vatten för att få utspädningen. Med tanke på att hela vattenkroppen på jorden handlar om $ \ pu {1.3859 \ times 10 ^ {21} L} $ ( $ \ pu {2.5511 \ gånger 10 ^ 6 mil ^ 3} $ enligt USGS) kan du ta slut på vatten innan du får rätt koncentration. :-)

Det är därför Raphaël har sagt att det beror på hur du vill göra det. Så du kan använda proceduren som kallas serieutspädning.

Om du provar väsentligen mindre än en liter (säg 1 µL), kan koncentrationen vara proportionellt högre och du kan fortfarande statistiskt räkna med att hitta noll molekyler av löst ämne i vissa provtagningar.


ⓘ
Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 4.0-licensen som det distribueras under.
Loading...