Struktura

Váhy, vážení a navažování

Váhy, vážení a navažování

Základní jednotkou hmotnosti (m) je v mezinárodní soustavě jednotek SI kilogram (kg). Jednotky odvozené jsou gram (g), miligram (mg), mikrogram (µg) atd.

1 kg = 1 000 g

1 g = 1 000 mg

1 mg = 1 000 μg

(1 kg = 103 g = 106 mg = 109 μg)

Základní pojmy

Vážení – určování hmotnosti daného množství látky nebo předmětu.

Navažování – experimentální určení množství látky o předem určené hmotnosti.

Váživost vah – největší dovolené zatížení, kterým můžeme zatížit misku vah, aniž bychom váhy poškodili.

Přesnost vah – nejmenší rozdíl hmotností určitelný daným typem vah.

Citlivost vah – poměr mezi výchylkou a přívažkem, který tuto výchylku způsobil.

V laboratořích navažujeme různě velká množství látek a podle požadavků na přesnost volíme různé typy vah. Postup vážení na jednotlivých typech vah má některé odlišnosti a musí být přesně dodržován. Před každým vážením je nutné zkontrolovat pomocí libely (bývá součástí vah), že jsou váhy ve vodorovné poloze. Navažuje se podle potřeby na celofán, hodinová sklíčka, porcelánové váženky nebo do kádinek, nikdy ne přímo na misku vah.

Druhy vah

Technické váhy – užívaly se dříve především v chemických laboratořích. Jsou to rovnoramenné dvoumiskové váhy, jejichž vahadlo je uprostřed opatřeno trojbokým hranolem z tvrdého materiálu. Ostrá hrana hranolu (břit) se opírá o leštěné ložisko na stativu (stojanu). Na obou koncích vahadla jsou zavěšeny misky na břitech rovnoběžných se středním břitem. Uprostřed vahadla je jazýček, který ukazuje na stupnici. Tyto váhy jsou opatřeny aretací, která chrání ocelové nebo achátové břity vah před poškozením. Váhy se pomocí aretačního šroubu opatrně odaretovávají před každým vážením a zajišťují se ihned po vážení. Váživost technických vah bývá od 100g do 10 000g a citlivost od 2mg do 200mg. S technickými vahami se používá sada závaží, gramová závaží se vyrábí z nerezové oceli nebo z mosazi. Zlomková závaží s hmotností menší než 1 g jsou zhotovena z tenkého mosazného nebo hliníkového plechu a mají různý tvar. Součástí sady je pinzeta, kterou se přenášejí malá a zlomková závaží, aby se neznečišťovala nebo mechanicky nepoškodila. Vážení na tomto typu vah je velmi zdlouhavé a pracné, proto se technické váhy již nepoužívájí a jsou nahrazeny digitálními předvažovacími vahami.

Obr. 1: Technické váhy dvouramenné

Obr. 2: Sada závaží

V současné době se setkáváme v laboratořích převážně s jednomiskovými digitálními váhami.

Digitální předvažovací váhy – jejich přesnost bývá 0,1g až 0,01g a slouží k rychlému navažování látek. Po zapnutí je nutné vyčkat do ustálení nulové polohy (na displeji se zobrazí nulový údaj, např. 0,00g). Při vložení váženého předmětu na misku vah se rychle ustálí údaj o zjišťované hmotnosti.

Obr. 3: Digitální váhy předvažovací

Digitální analytické váhy – jsou nejpřesnějším typem vah, který se v laboratoři vyskytuje. Jejich přesnost může být až 10-7g (tj. 0,0000001g), běžněji se vyskytuje přesnost 10-4g (0,0001g). Miska vah je umístěna ve skleněné skříňce, kterou lze otvírat zleva, zprava i shora. Při vážení musí být skříňka uzavřena, otevírá se pouze při vkládání a vyjímání váženého předmětu. Váhy musí být zabezpečeny proti otřesům, korozi a náhlým změnám teploty. Po zapnutí vah je nutné vyčkat, dokud se na displeji neobjeví údaj o nulové poloze, např. 0,0000g. Po vložení váženého předmětu na misku vah a uzavření dvířek se na displeji po několika vteřinách ustálí údaj o hmotnosti. Analytické váhy musí být neustále zcela čisté!

Váhy je vhodné v pravidelných intervalech (minimálně 1x/2 roky) cejchovat. Při cejchování se ověří přesnost vah pomocí cejchovacího závaží, dále se kontroluje správnost vážení předmětů umístěných v různých částech misky a nakonec také reprodukovatelnost opakovaného vážení téže hmotnosti.

Obr. 4: Digitální analytické váhy

Navažování látek

Není-li předepsáno jinak, smí být odchylka naváženého množství od požadovaného množství 0,5 jednotek poslední uvedené číslice.

Např. Je-li předepsaná hmotnost 50g, může být navážka v rozmezí od 49,5g do 50,5g; je-li předepsaná hmotnost 5,0g, navážka může být v rozmezí 4,95g – 5,05g; je-li předepsaná hmotnost 0,180g, znamená to, že navážka může být v rozmezí od 0,1795g do 0,1805g.

Pod výrazem „asi“ v souvislosti s uváděným číslem se rozumí povolená maximální odchylka 10% od určené hodnoty.

Např. asi 0,200g znamená, že navážka může být v rozmezí od 0,180g do 0,220g.

V některých úlohách se objevuje formulace „navažte asi … (údaj o hmotnosti) přesně“. Znamená to, že máme navážit předepsané množství látky s povolenou odchylkou 10%, ale hmotnost musí být určena přesně – musíme navažovat na analytických vahách a zapsat si přesnou navážku na 4 desetinná místa.

Např.: Navažte asi 0,500g přesně – při navažování na analytických vahách může být výsledná navážka v rozmezí od 0,4500g do 0,5500g.

Postup navažování na digitálních váhách

Při navažování musíme nejprve zvážit lodičku (sklíčko, kádinku atd.), do které látku navažujeme. Její hmotnost, tzv. táru, si zaznamenáme. Dále pokračujeme v navažování látky. Po navážení látky musíme od celkové hmotnosti odečíst hmotnost lodičky, abychom získali hmotnost látky.

Digitální přístroje umožňují funkci tzv. tárování, tj. nastavení nulové polohy na hmotnost lodičky (sklíčka, kádinky atd.). Po zjištění hmotnosti lodičky (tzv. táry) se stiskne tlačítko TARE (popř. T*) a displej se vynuluje. (Ve většině případů není znalost táry nutná.) Při následném navažování látky váhy přímo zobrazují její hmotnost. Po vytárování vah se na lodičku či sklíčko postupně přidává v dostatečně malých množstvích navažovaná látka, po každém přídavku se kontroluje nárůst hmotnosti. Čím více se blížíme k požadované hmotnosti, tím menší množství látky přidáváme. Po dokončení navažování si přesný údaj z displeje vah zapíšeme (např. když navážíme 5,00g musíme zapsat m=5,00g - není přípustné zapsat hodnotu 5g, protože z tohoto údaje nelze poznat, že jsme vážili s přesností na 2 desetinná místa*).

U analytických vah je pro zjištění přesné hmotnosti nutné uzavřít ochrannou skleněnou skříňku. POZOR! Odebírání látky z vah v případě tzv. převážení je nestandardní operací! Může dojít k poškození vah, především vah analytických, proto je nutné převážení předcházet pozornou prací!

V laboratořích se lze setkat i s navažováním kapalin. Postupuje se stejně jako v případě navažování tuhých látek, ale kapalina se do kádinky (či jiné nádoby, do níž se navažuje) přidává kapátkem či pipetou.

Zdroje

  • ČERŇÁK, Jozef, Marta ČERŇÁKOVÁ, Marta a Ján SEDLÁK. Laboratorní technika I. Praha: AVICENUM, 1982.
  • GALUSZKA, Petr a Lenka LUHOVÁ. Laboratorní technika pro biochemiky. 1. vydání. Olomouc: Univerzita Palackého, 2003. ISBN 80-244-0640-3

Obrázky

 

Odkaz

Problémy s kilogramem

S váhovou jednotkou kilogram se setkáváme dnes a denně. Ale víte, že oproti ostatním jednotkám SI má jeden velký problém? A proč vědci vlastně vyrobili křemíkovou kouli nevyčíslitelné ceny? Podívejte se na video.

 

Historie

Content gold scales

Obr. 5: Historické váhy na zlato

Historie

Content assayer office 2

Obr. 6: Historické váhy analytické

Odkaz

Ukázka navažování

Navažování na digitálních vahách je velmi rychlé, podívejte se na video.

 

Odkaz

Vážení na analytických vahách

Nejmodernější technika v oblasti vážení

Podívejte se na postup navažování na nejnovější analytické váze renomované firmy na tomto videu.

 

 

Praktické cvičení

Content vazeni

Obr. 7: Vážení na analytických vahách

Vážení a navažování

Procvičte si vážení a navažování na dostupných typech vah. Zadání cvičných úloh najdete v příloze.

Logolink