[スポンサーリンク]

一般的な話題

天秤で量れるのは何mgまで?

[スポンサーリンク]

どんな測定にも測定限界がありますが、一番身近な測定装置である電子天秤の測定限界はご存知でしょうか?
恐らく有機合成をしている多くの人が、微量の触媒や生成物、あるいは測定試料を秤量していて正確性に不安を覚えたことがあると思います。これまでケムステにも、どうすれば秤量誤差を少なくできるかについていくつか記事がありました(これとかこれ)。では、最小でどれくらい量れるかというと……どうでしょうか?
本記事では、有機合成実験(試料は1度しか秤量しない)をする上で「1番少量の試薬が何mg以上になるよう反応のスケールを設計すれば安心か?」について考えたいと思います。

「d = 0.01 mg」は「最小0.01 mgが秤量できる」ではない

これ、誤解している人が多いのではないでしょうか。筆者の周りには、島津やAND、sartorius、メトラーの天秤がありますが、いずれも天秤本体のどこかに「d = 0.01 mg」などと書かれています。意味ありげですが、これは最小で0.01 mgのサンプルが正確に秤量できるという意味ではありません。

「d = 0.01 mg」は、ただの「最小表示」です。
貴重な触媒や試薬だからと言って、0.01 mgだけ秤量……と計画するのは避けたいところ。仮に天秤が理想的な環境に置かれていたとしても、その値には大きな誤差が含まれます。

じゃあ結局最小で何mg量れるの? カタログやHPにはたくさんの指標があって、どれが重要か全くわからない! ……ですよね。恥ずかしながら筆者も、天秤の購入を検討するときに比較のためにHPをみて愕然としました。

小スケールの際は繰り返し性(標準偏差)をチェックすべし

注目するとよい代表的な誤差の指標として、繰り返し性と直線性が挙げられます。繰り返し性とは、分銅を10回量って計算された標準偏差です。一方直線性は、例えば10 gの分銅と10 mgの分銅では誤差の程度が同じではない、ということに対応します。
一般に繰り返し性より直線性の値の方が大きいのですが、重いサンプルを測定するほど誤差は大きくなる傾向にあり、直線性はこの「大きい場合の誤差」と考えて良さそうです。逆に小スケールでは直線性の影響は小さく、特にキャリブレーション(直線性の補正)された天秤では、繰り返し性に比べ無視しても構わないほど小さくなるようです。
蛇足ですが、誤差について「ある特定の値での測定値のばらつき」と「値の範囲によるばらつきの程度の差」で整理するのは、天秤以外にも色んな測定機器を利用する際に参考になる考え方だなと思います。

さて、では具体例を見てみましょう。
例えばメトラーの天秤XSR205DUVは、こちらのHPにあるように、

繰り返し性 0.02 mg
直線性 ±0.2 mg

とあります。これは、1度だけ試料を量った場合、(環境による誤差要因を最小にしたとしても)最悪で±0.2 mgのズレが生じうるという意味のようです。しかし前述の通り、直線性のズレは少量では小さいため、小スケールの場合は主に繰り返し性(0.02 mg)を考慮すればよいことになります。

まとめ

最小表示が0.01 mgでも、その量が正確に量れるわけではありません。小スケールの場合は、1番少量の試薬が繰り返し性より十分大きい量になるようスケールを設計すると安心です。
例に出した装置では繰り返し性(標準偏差)が0.02 mgなので、例えば最小表示の10倍である0.1 mgを量ったとしても、20%の誤差があることになります。ちょっと大きい気がしますね。もしこの天秤を使って触媒反応の条件検討などを行うなら、もう少し秤量する量が大きくなるよう反応自体のスケールを見直す必要があるかもしれません。

大事な点は、「最小でこの量までは正確に量れます」という数値があるのではなく、常に誤差がついてくるということですね。また、繰り返し性や直線性は装置に由来する誤差なので、環境由来の誤差を少なくする工夫も重要です。そちらについてはケムステの過去記事をご覧ください。

繰り返し性・直線性は装置本体には書いていないことも多いです。新年の初めにまず、手元の天秤について取説やHPでチェックしてみてはいかがでしょうか?

2022/3/13 追記:
一部誤解を招く表現があるとの指摘をいただき、加筆修正致しました。ご指摘くださった方、ありがとうございました。

関連記事

関連リンク

Avatar photo

arrow

投稿者の記事一覧

大学で有機金属触媒について研究している学生→発光材料や分子性電子素子を研究している大学教員になりました。 好きなものはバスケとお酒、よくしゃべりよく聞きよく笑うこと。 日々の研究生活で見、聞き、感じ、考えたことを発信していきます。

関連記事

  1. メルクがケムステVシンポに協賛しました
  2. 有機合成研究者必携! 有機合成用反応剤プロトコル集
  3. はしか流行?
  4. TBSの「未来の起源」が熱い!
  5. 1つの蛍光分子から4色の発光マイクロ球体をつくる
  6. ケトンを配向基として用いるsp3 C-Hフッ素化反応
  7. さあ分子模型を取り出して
  8. 複雑天然物Communesinの新規類縁体、遺伝子破壊実験により…

注目情報

ピックアップ記事

  1. 道修町ミュージアムストリート
  2. ハッピー・ハロウィーン・リアクション
  3. 盧 煜明 Dennis Yuk-ming Lo
  4. 局所的な“粘度”をプローブする羽ばたくFLAP蛍光分子
  5. 多角的英語勉強法~オンライン英会話だけで満足していませんか~
  6. 位相情報を含んだ波動関数の可視化に成功
  7. ノーコードでM5Stack室内環境モニターを作ろう
  8. varietyの使い方
  9. 超多剤耐性結核の新しい治療法が 米国政府の承認を取得
  10. 2-(トリメチルシリル)エトキシカルボニル保護基 Teoc Protecting Group

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2021年1月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

最新記事

フィーゼルマン チオフェン合成/Fiesselmann Thiophene Synthesis

概要フィーゼルマン チオフェン合成(Fiesselmann Thiophene Synthesi…

“とび跳ねる水滴”に潜む物理 〜接触時間とエネルギー源で読む撥水・防氷のテク〜

熱したフライパンに落ちた水滴が、玉になってコロコロと走り回り、冷えた面では、結露水が合体した瞬間に跳…

AI時代に研究者がすでに持っている力・これから伸ばしたい力

論文要約や文献検索など、研究現場でもAI活用が日常化する一方、「自分の仕事の先行き」に漠然とした不安…

miHub®を活用した探索的データ解析の実践

開催概要研究開発においてデータ活用が進む中、機械学習モデルの構築や予測解析に…

“ある特効薬”のはなし ~本田宗一郎氏の回想から

Tshozoです。最近実家に戻っては色々と廃棄するなどの店じまいを少しずつ進めているのですが、中…

高分子鎖を束ねた新しい共重合体「束状共重合体」が誕生

第715回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院 工学系研究科(植村研究室)に所属されていた亀谷…

2026年「有機溶媒危機」へのアンサー。北大発・メカノクロスが挑む、溶媒に依存しない新たな合成法 = “メカノケミカル有機合成”の社会実装

株式会社メカノクロスは、メカノケミカル有機合成技術の社会実装に挑む北海道大学発の…

“壊れないよう” に作ってきた半導体ポリマーを、あえて “壊れるよう” に作る化学

半導体ポリマーは長いあいだ、「いかに壊れにくく、長持ちさせるか」といったような安定性を競って進歩して…

有機合成化学協会誌2026年7月号:固体高分子電解質・電子ドナー・アクセプター錯体・機械学習法・trichodermamide類・エナンチオ選択的スキップジエン合成法

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年7月号がオンラインで公開されています。…

第62回Vシンポ「見えない空気を科学する~センサによる室内環境・臭気の見える化と快適空間デザインの最前線~」を開催します!

こんにちは、Macyです。第62回Vシンポのご案内をさせていただきます。今回は、前回同様…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP