[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

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. 生体内での細胞選択的治療を可能とする糖鎖付加人工金属酵素
  2. ラジカルパスでアリールをホウ素から炭素へパス!
  3. マルチディスプレイを活用していますか?
  4. 最終面接で内定をもらう人の共通点について考えてみた
  5. Delta 6.0.0 for Win & Macがリリ…
  6. 有機合成化学協会誌2023年7月号:ジボロン酸無水物触媒・E-E…
  7. ケミカル・ライトの作り方
  8. アメリカで Ph.D. を取る -Visiting Weeken…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ダニエル レオノリ Daniele Leonori
  2. 「化学の匠たち〜情熱と挑戦〜」(日本化学会春季年会市民公開講座)
  3. 熱活性化遅延蛍光 Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF)
  4. MEDCHEM NEWS 31-1号「低分子創薬」
  5. ナザロフ環化 Nazarov Cyclization
  6. 構造式の効果
  7. 1,3-ジヨード-5,5-ジメチルヒダントイン:1,3-Diiodo-5,5-dimethylhydantoin
  8. 【マイクロ波化学(株)環境/化学分野向けウェビナー】 #CO2削減 #リサイクル #液体 #固体 #薄膜 #乾燥 第3のエネルギーがプロセスと製品を変える  マイクロ波適用例とスケールアップ
  9. Newton別冊「注目のスーパーマテリアル」が熱い!
  10. 布施 新一郎 Shinichiro Fuse

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

【大正製薬】キャリア採用情報(正社員)

<求める人物像>・自ら考えて行動できる・高い専門性を身につけている・…

国内初のナノボディ®製剤オゾラリズマブ

ナノゾラ®皮下注30mgシリンジ(一般名:オゾラリズマブ(遺伝子組換え))は、A…

大正製薬ってどんな会社?

大正製薬は病気の予防から治療まで、皆さまの健康に寄り添う事業を展開しています。こ…

一致団結ケトンでアレン合成!1,3-エンインのヒドロアルキル化

ケトンと1,3-エンインのヒドロアルキル化反応が開発された。独自の配位子とパラジウム/ホウ素/アミン…

ベテラン研究者 vs マテリアルズ・インフォマティクス!?~ 研究者としてMIとの正しい向き合い方

開催日 2024/04/24 : 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足…

第11回 慶應有機化学若手シンポジウム

シンポジウム概要主催:慶應有機化学若手シンポジウム実行委員会共催:慶應義塾大…

薬学部ってどんなところ?

自己紹介Chemstationの新入りスタッフのねこたまと申します。現在は学部の4年生(薬学部)…

光と水で還元的環化反応をリノベーション

第609回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院薬学研究院(精密合成化学研究室)の中村顕斗 …

ブーゲ-ランベルト-ベールの法則(Bouguer-Lambert-Beer’s law)

概要分子が溶けた溶液に光を通したとき,そこから出てくる光の強さは,入る前の強さと比べて小さくなる…

活性酸素種はどれでしょう? 〜三重項酸素と一重項酸素、そのほか〜

第109回薬剤師国家試験 (2024年実施) にて、以下のような問題が出題されま…

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