Work with solutions

Measuring vessels and other tools in the chemical laboratory
When preparing solutions and handling liquids, we use various laboratory containers and tools. They differ in the purpose for which they are to be used and in accuracy. Maintaining the temparature is important because the density of the liquid changes with temperature.

Measuring vessels are usually calibrated 20 °C (in the US 25 °C). The calibration temperature is marked on each measuring container.


 * {| class = wikitable

|+ Aids for measuring the volume of liquids ! Aid                               !! Usual volume range !! Accuracy | | Erlenmeyer flask, beaker   || 5–5000 ml                  || indicative only | | Measurign flask                      || 5–2000 ml                  || high | | Graduated cylinder                       || 5–2000 ml                  || medium | | Burette                                  || 1–100 ml                    || high | | Pasteur pipette, dropper      || 1–5 ml                       || small | | Glass pipette                     || 1–100 ml                    || high | | Automtic pipette                 || 5–5000 &mu;l             || high | | Automatic dispenser            || 0,1–100 ml                 || medium | | Micro syringe                        || 0,5–1000 &mu;l          || high | | Piston valve dispenser            ||1–500 ml                    || medium
 * }

Beakers


Beakers are used for indicative determination of liquid volumes. In addition to rough measuring of volumes beakers are mainly used for dissolving substances, diluting liquids, heating and other laboratory operations. Because of the low measurement accuracy, they are usually not even classified as measuring containers.

Measuring flasks and measuring cylinders
Measuring flasks and measuring cylinders are calibrated "for filling", which is marked on them with the mark D according to the Czech "dolít" or IN according to the English "include". After filling up to the appropriate line, the liquid inside the container has the exactly indicated volume. If we pour the liquid into another container, a certain amount will remain in the form of a thin film or drops on the walls, so by pouring we transfer less than the indicated volume.

Volume is usually given in milliliters. When measuring, the container must stand on a firm, horizontal support. The correct volume is measured if the meniscus of the liquid touches the mark on the container with its lower edge. Measuring cylinders are only used for approximate measuring, measuring flasks are used to prepare solutions with a precise concentration.

Byrety, pipety, dávkovače a stříkačky
Byrety, pipety, dávkovače a stříkačky odměřují objem kapaliny odebírané do jiné nádoby.

Pipety a byrety jsou obvykle kalibrované „na vylití“, značka V podle českého vylít nebo Ex podle anglického exclude. Kapalina z nich vyteklá od příslušných rysek má uvedený objem. Obsah pipety nevyfukujeme, i když zůstane ve špičce kapka. S jejím objemem se při kalibraci počítá.


 * Byrety

thumb|200px|Byrety Používají se při titracích, nebo tam, kde se opakovaně odměřuje stejný objem kapaliny. Jedná se o skleněné nebo umělohmotné kalibrované trubice uzavřené kohoutem. Byreta se pomocí držáku upevní svisle ke stojanu. Při uzavřeném kohoutu se opatrně pomocí nálevky naplní příslušnou kapalinou. Nálevka se odstraní a pootevřením kohoutu se vypustí takové množství kapaliny, aby se její dolní meniskus dotýkal rysky. Pak je byreta připravena k titrování. Kohoutem se vypouští titrační činidlo a jeho objem se sleduje na stupnici. K nejdůležitějším úkonům při práci s byretou patří správné odečtení objemu. Na byretě se odečítá vždy dvakrát. Poprvé při určování nulové značky, podruhé při odečítání vypuštěného objemu. Jelikož je odečítána změna objemu, nezáleží příliš na způsobu odečítání. Vždy je však třeba odečítat stejným způsobem.


 * V rutinních laboratořích se používají automatické byrety.


 * Skleněné pipety

thumb|200px|Skleněné pipety
 * K měření objemů v moderních rutinních laboratořích se používají již málo a jsou nahrazovány poloautomatickými dávkovači. Objem skleněných pipet může být různý, od 1 do 100 ml. Mohou být buď nedělené, určené k měření jediného objemu, nebo dělené – obvykle po mililitrech a desetinách mililitrů. Stupnice může směřovat od špičky směrem k hornímu okraji nebo naopak.
 * Z bezpečnostních důvodů nikdy nenasáváme roztok do pipety ústy – k natažení se používají různé typy nástavců nebo pístů.

center|500|Nástavce na pipety
 * Při nasávání nesmí být pipeta opřena o dno nádoby. Před odměřováním vzorku se pipeta nejprve naplní roztokem a odebraný objem se vypustí do odpadní nádoby. Teprve pak se odebere přesný objem a přenáší do nádoby pro další zpracování. Roztok nesmí nikdy vniknout do pipetovacího nástavce.

thumb|150px|Mikrodávkovače


 * Automatické pipety (pipetory, mikropipety, mikrodávkovače)
 * Jednou z možností odměření malých objemů je použití automatických pipet.


 * Mikrostříkačky
 * Slouží k přesnému dávkování malých množství (0,1–1000 &mu;l) kapalin. Skládají se z jehly připojené ke skleněnému válci se stupnicí, v němž se pohybuje píst. Jednotlivé typy se liší průměry jehel a pístů.

thumb|center|Mikrostříkačka


 * Pístoventilové dávkovače

thumb|100px|Pístoventilový dávkovač
 * Jsou tvořeny pístem se stupnicí, který je nasazen na zásobní láhev. Umožňují opakované dávkování určitého objemu kapaliny ze zásobní lahve. Dávkovače určené pro dávkování agresivních chemikálií (např. silných kyselin) mají skleněné části vyrobené z borosilikátového skla, plastové díly, které jsou ve styku s kapalinou jsou vyrobeny z PTFE, ostatní díly jsou z PE nebo PP. V moderních typech dávkovačů je dávkování automatizováno pomocí ovládacích modulů.

Příprava roztoků o dané koncentraci
Hmotnostní koncentrace: &rho;B = mB / V (g/l)

Látková koncentrace (molarita):		cB = nB / V	(mol/l)

Hmotnostní zlomek:			wB = mB / m

Zřeďování a směšování roztoků:		c1V1 + c2V2 = c3(V1 + V2)

Číslo zředění (zřeďovací faktor): D = (Vkonečný / Vpůvodní)

D-krát zředěný roztok o objemu Vkonečný připravíme z 1 dílu původního roztoku (Vpůvodní) a (D−1) dílů rozpouštědla (např. 5krát zředěný roztok se získá smícháním 1 dílu původního roztoku a 4 dílů vody).

V anglosaské terminologii se setkáváme též s pojmem zřeďovací poměr, který vyjadřuje 1 díl původního roztoku ku D dílům celkového objemu (1/D = Vpůvodní / Vkonečný). Podle tohoto pojetí roztok zředěný 1: D je totéž co D-krát zředěný roztok (např. roztok zředěný 1: 5 je roztok připravený z 1 dílu původního roztoku a 4 dílů vody, tj. 5krát zředěný).

Praktická úloha Příprava roztoků o dané koncentraci

Fotometrické ověření koncentrace
Při průchodu elektromagnetického záření z oblasti ultrafialové nebo viditelné části spektra měřeným roztokem dochází k jeho absorpci. Velikost absorpce závisí na vlnové délce záření, na koncentraci absorbující látky v roztoku a na tloušťce měřené vrstvy. Při dané vlnové délce záření existuje mezi koncentrací absorbující látky a veličinou nazývanou absorbance (A) přímá úměra. Tuto závislost vyjadřuje Lambertův-Beerův zákon: A = &epsilon;&alpha;c l, kde&epsilon;&alpha;je molární absorpční koeficient (jeho hodnota odpovídá absorbanci látky o koncentraci 1 mol/l a tloušťce měřené vrstvy 1 cm), c je látková koncentrace (mol/l) a l tloušťka měřené vrstvy (cm). Daný vztah platí pouze pro monochromatické záření a pro zředěné homogenní roztoky. Pro měření absorbance se zpravidla volí vlnová délka odpovídající absorpčnímu maximu stanovované látky.

Praktická úloha Fotometrické ověření koncentrace