Při řadě laboratorních nebo lékárenských prací je potřeba definovat objem použité kapaliny. Pro odměření objemu je důležitá číselná přesnost udání objemu, tj. zda číslice za desetinnou čárkou je nula nebo číslo končí nulou. Podobně jako u vážení je i u odměřování k odměření potřebného objemu nutné použít nádobu, která umožňuje o jeden řád vyšší přesnost, neboť požadovaný objem musí být odměřen s přesností ± 0,5 jednotky na dalším desetinném místě. Pokud je tedy např. předepsán objem 10,0 ml, je tolerance odměřeného objemu ± 0,05 ml, zatímco pro objem 10,00 ml je tolerance 0,005 ml.
Při stejné hmotnosti se objemy kapalin liší, neboť objem kapaliny je závislý na její hustotě.
Objemové jednotky
Jednotkou objemu odvozenou z mezinárodního systému (SI) jednotek je krychlový (kubický) metr m3. Při vyjadřování objemu v krychlových nebo objemových jednotkách platí základní převodní vztah 1 dm3 = 1 litr.
Další převody umožňuje tabulka:
| 1 m3 = |
103 dm3 = |
103 litrů = |
106 ml = |
109 μl |
| 1 dm3 = |
1 litr = |
103 ml = |
106 μl |
|
| 1 cm3 = |
1 ml = |
103 μl |
|
|
| 1 mm3 = |
1 μl |
|
|
|
| 0,1 l = |
1 dl = |
100 ml |
|
|
| 0,01 l = |
1 cl = |
10 ml |
|
|
Odměrné nádoby
K odměřování kapalin se používají nejčastěji skleněné nebo plastové nádoby. Jsou označeny (kalibrovány) ryskou nebo stupnicí. Protože objem kapaliny je závislý na teplotě, je kalibrace nádob provedena při teplotě 20°C.
Podle označení se rozlišují nádoby na dolití (In) nebo vylití (Ex). Nádoby na dolití (např. odměrná baňka) umožňují přesné odměření objemu při naplnění po rysku při stanovené teplotě (20°C). Naopak nádoby kalibrované na vylití umožňují přesné měření objemu vyprázdněním nádoby (např. pipety). Důležité je přitom, aby se dolní hrana menisku hladiny kapaliny přesně dotýkala rysky. Proto nádoba musí vždy být umístěna na vodorovném podkladu, případně ve svislé poloze a poloha menisku se kontrolovala ve výšce očí. U barevných kapalin se pro odečet používá obvykle vrchní okraj menisku.
Odměřovací nádoby se liší velikostí a přesností. Tradiční nádobou jsou menzury, které mají kónický tvar, výlevku tvaru zobáčku a uvnitř nebo vně nádoby stupnici. Jsou obvykle vyrobeny ze skla nebo porcelánu. Jsou vhodné pro orientační odměření kapaliny. Méně přesné určení objemu umožňují také Kádinky.
Odměrné válce (odměrné válce) jsou válcové nádoby, obvykle opatřené výlevkou. Mohou ale být ukončené zabroušenou plochou, která umožňuje je uzavřít zábrusovou zátkou. Takové válce jsou vhodné pro těkavé kapaliny. Přesnost odměrného válce klesá úměrně jeho velikosti.
Odměrné b a ň k y (odměrná baňka) jsou nádoby s plochým dnem a úzkým hrdlem, které je zakončeno zábrusem. Uzavírají se plastovou nebo zábrusovou zátkou. Na hrdle baňky je vyznačena ryska. Slouží k přesnému měření objemu při udané teplotě (20°C). Při plnění baňky je nutné zajistit, aby kapky kapaliny neulpěly v hrdle nad ryskou. Proto je vhodné pro naplnění téměř po rysku použít nálevku s dlouhým stonkem a potom zbytek kapaliny dokapat pomocí pipety nebo mikropipety.
pipety jsou dlouhé úzké trubice se špičkou, případně s rozšířením ve tvaru baničky v horní části (bezpečnostní pipety) k zábraně příliš rychlého nasátí nebezpečné kapaliny (žíravina, apod.). Nedělené pipety umožňují odměření celého vyznačeného objemu vypuštěním (Pipetování). Postupné odměřování objemu dovolují pipety dělené, které jsou kalibrovány po celé délce.
K nasátí kapaliny do pipety je vhodné použít pipetovací balónek, případně tzv. „pipetík“, jehož pryží olemovaný otvor se nasadí na vrchní konec pipety. Kapalina se nasaje asi 1 cm nad rysku, pipetík se odstraní a otvor trubice se uzavře ukazováčkem. Hladina se nastaví přesně na rysku. Potom se prst uvolní a kapalina se nechá volně vytékat. Při vypouštění je nutné pipetu držet ve svislé poloze se špičkou opřenou o stěnu nádoby (kádinky), do které kapalinu odměřujeme (Pipetování). Po vytečení objemu se cca 20 sekund vyčká a špička pipety se otře o stěnu nádoby, aby kapilárními silami mohly vytéci zbytky odměřené kapaliny. Pipeta se nevyfukuje! Pipety a mikropipety umožňují měření objemu kapaliny s přesností v rozsahu 0,001 – 1,0 ml.
Velmi přesné měření objemu je možné také pomocí byret, což jsou rovné nebo zahnuté skleněné trubice se zábrusovým uzávěrem, případně zakončené hadičkou s uzávěrem (pro látky poškozující sklo). Mají obvykle stupnici dělenou po 0,1 ml. Upevňují se ve stojanu a po naplnění a nastavení nulové hodnoty se pootočením kohoutu po kapkách kapalina vypouští. Používají se především v analytické chemii pro titrace (Titrování). Velmi přesné měření objemu je možné pomocí mikrobyrety (Práce s mikropipetou).
Automatické byrety jsou spojeny se zásobníkem kapaliny. Po uzavření kohoutu byrety a zavzdušňovacího otvoru v byretě se pomocí pryžového balónku v zásobníku vytvoří přetlak, kterým se kapalina napumpuje do byrety. Po uvolnění otvoru a vyrovnání tlaků se automaticky nastaví hladina na nulové hodnotě (rysce).
Procvičení
- Porovnejte objem 50,0 g ethanolu 96%, vody a glycerolu 85%.
- Odměřte 100 ml čištěné vody pomocí kádinky a objem vpravte do odměrného válce na 150 ml. Porovnejte přesnost. Upravte objem ve válci na 100 ml a přelijte kapalinu do odměrné baňky na 100,0 ml. Porovnejte přesnost.
- Do vytárované kádinky odměřte 10,0 ml čištěné vody pomocí dělené pipety a zvažte. Proveďte ještě 3krát do téže kádinky (lze odměřovat různé objemy).
- Převody jednotek
| 2 ml = |
l |
| 145 ml = |
ml |
| 71,5 cl = |
ml |
| 0,45 l = |
ml |
| 106 dl 9 ml = |
l |
| 1526 cm3 = |
l |
| 89,038 dm3 = |
ml |
| 0,087 m3 = |
l |
| 50 dl 5 cl = |
cm3 |
| 70 dm3 10 cm3 = |
ml |
Kontrolní otázky
- Jaké jednotky má objem.
- Převody jednotek.
- Jak jsou označovány a kalibrovány odměrné nádoby.
- Seřaďte odměrné nádoby podle stoupající přesnosti odměřování: byreta, odměrný válec 10 ml, menzura, bezpečnostní pipeta, odměrný válec 5 ml.
- Jaký je postup při práci s odměrnou baňkou.
- Jaký je postup při práci s pipetou.
- Jaký je postup při práci s byretou.