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Text File | 1994-02-02 | 220.2 KB | 6,146 lines |
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- * Laborant Professional 1.02 *
- * *
- * Universelles Chemiepaket *
- * *
- * und *
- * *
- * Meßwertverarbeitungs-Programm *
- * *
- * Laborant Professional ist PUBLIC-DOMAIN *
- * *
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-
- Autor
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- Jens Schulz
- Rosenstraße 5
- D-25368 Kiebitzreihe
- Germany
- Tel. 04121/5885
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-
- Inhaltsverzeichnis
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- - Vorwort
-
- - Überblick
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- - Rechner-Konfiguration
-
- - Grundlagen der Bedienung Menü/Tastatur
-
- 1. Arbeiten mit Formeln und Gleichungen
- 1.1. Formel- / Gleichungsstrukturen
- 1.2. Arbeiten mit Formelmacros
- 1.2.1. Eingabe von Formelmacros
- 1.2.2. Laden von Formelmacros
- 1.2.3. Sichern von Formelmacros
- 1.3. Definieren von Gleichungen
- 1.4. Gleichungsverwaltung
- 1.4.1. Laden und Speichern von Gleichungen
- 1.4.2. TeX-Ausgabe einer Formel/Gleichung
- 1.4.3. TeX-Formel/Gleichungsgenerator
- 1.5. Formel-Pufferung
-
- 2. Molmasse und Mengenberechnungen
- 2.1. Bestimmung der Molmasse
- 2.2. Mengen aus Formeln bestimmen
- 2.3. Mengen aus Gleichungen bestimmen
- 2.3.1 Begriff der wesentlichen Gleichung
- 2.4. Empirische Formel
- 2.5. Titrationen
- 2.5.1. Eingabe einer Titration
- 2.5.2. Beispiel-Titration
- 2.6. Mengeneinheiten
-
- 3. Umrechnungen
- 3.1. Menge in Mol umrechnen
- 3.2. Mol in Menge umrechnen
- 3.3. Gas-Gesetze/Umrechnungen
- 3.3.1. Mol Gas -> Gasvolumen
- 3.3.2. Gasvolumen -> Mol Gas
- 3.3.3. Boyle-Mariotte-Gesetz
- 3.3.4. Gay-Lussac-Gesetz
- 3.3.5. Zustandsgleichung idealer Gase
- 3.3.6. Molmasse von idealen Gasen
- 3.4. Einheiten umrechnen
-
- 4. Lösungen herstellen
- 4.1. Maßlösung aus Urtiter herstellen
- 4.2. Chemische Lösungen 1
- 4.2.1. Massenanteil -> Volumenkonzentration
- 4.2.2. Volumenkonzentration in Massenanteil
- 4.2.3. Massenanteil an gelöstem Stoff
- 4.2.4. Massenanteil an gelöstem Stoff und Lösungsmittel
- 4.2.5. Masse Stoff bei vorgegebenem Volumen der Lösung
- 4.3. Chemische Lösungen 2
- 4.3.1. Lösung mit geford. Massenanteil und geford. Masse der Lsg.
- 4.3.2. Lösung mit geford. " der gelöstem Komponente/vorgeb. Volumen
- 4.3.3. Lösung mit geford. Volumenkonz. und geford. Volumen der Lsg.
- 4.4. Chemische Lösungen 3
- 4.4.1. Lösungen mit kristallwasserhaltigen Stoffen
- 4.4.2. Massenanteil -> Molarität
- 4.4.3 Molarität -> Massenanteil
- 4.4.4 Molalität / Molarität bestimmen
- 4.5. Mischungskreuz
-
- 5. Übersichtstabellen
- 5.1. Konstanten / Tabellen
- 5.1.1. Dichte von Lösungsmitteln
- 5.1.1.1. Anorganische Lösungsmittel
- 5.1.1.2. Organische Lösungsmittel
- 5.1.2. Kryoskopische Konstanten
- 5.1.3. Wichtige Spektrallinien
- 5.1.4. Naturkonstanten
- 5.2. PSE-/Ionen-Info
- 5.2.1. PSE-Element-Info
- 5.2.2. Kationen-Info
- 5.2.3. Anionen-Info
- 5.2.4. Gruppen-Info
- 5.2.5. PSE-Direktauswahl
-
- 6. Spezielle Berechungen
- 6.1. pH-Wert Berechnungen
- 6.1.1. pH-Wert einer starken Säure
- 6.1.2 pH-Wert einer starken Base
- 6.1.3. pH-Wert einer schwachen Säure
- 6.1.4. pH-Wert einer schwachen Base
- 6.1.5. pH-Wert einer 2-protonigen Säure
- 6.1.6. pH-Wert eines Ampholyten
- 6.1.7. pH-Wert einer 1-wertigen Säure iterativ bestimmen
- 6.1.8. pH-Wert einer n-wertigen Säure iterativ bestimmen
- 6.1.9. pKs-Werteübersicht
- 6.2. Gefrierpunkterniedrigung
- 6.2.1. Verfahren nach Beckmann
- 6.2.2. Verfahren nach Rast
- 6.3. Biochemie
- 6.3.1. Molmasse/Elementanteile von Polypeptiden
- 6.3.2. Molmasse/Elementanteile von DNA-/RNA Nucleotidsequenzen
- 6.3.3. Übersicht über die wichtigsten Aminosäuren
- 6.3.4. Übersicht über die DNA-/RNA-Nucleotide
- 6.3.5. Biochemische Eingaben sichern und laden
- 6.3.6. Hilfetext für biochemische Eingaberegeln
- 6.4. Optische Methoden
- 6.4.1. Umrechnung der Extinktion in Transmission
- 6.4.2. Umrechnung der Transmission in Extinktion
- 6.4.3. Lambert-Beersches Gesetz (Berechnung der Konzentration c)
- 6.4.4. Lambert-Beersches Gesetz (Berechnung der Masse m)
- 6.4.5. Beersches Gesetz
- 6.4.6. Molare Drehung
- 6.4.7. Molarer Extinktionskoeffizient
- 6.5. Dichte mit Pyknometer
- 6.5.1. Flüssigkeiten
- 6.5.2. Feststoffe
- 6.6. Elektrochemie
- 6.6.1. Masse aus elektrochemischer Reaktion bestimmen
- 6.6.2. Tabellen elektrochemischer Standard-Potentiale
- 6.6.3. Aktivitäts-Koeffizient(Debye-Hückel), Ionenstärke
- 6.7. Reaktionen / Kinetik
- 6.7.1. Bestimmung der Reaktionsordnung und Geschwindigkeit
- 6.7.2. Aktivierungsenergie (Arrhenius-Gleichung)
- 6.7.3. Reaktionsgleichung aufstellen
-
- 7. Meßwertverarbeitung
- 7.1. Meßwerteingabe
- 7.2. Meßwertanzeige
- 7.3. Meßwert-Bearbeitung
- 7.3.1. Korrigiere/Ergänze Meßwerte
- 7.3.2. Drucke Meßwerte
- 7.3.3. Vertausche X-/Y-Meßwertpaaare
- 7.3.4. Sortiere Meßwerte
- 7.4. Fehlerrechnung
- 7.4.1. Arithmetisches Mittel
- 7.4.2. Standardabweichung/Varianz/Variationskoeffizient
- 7.4.3. Mittlerer Fehler des Mittelwerts
- 7.5. Lineare Regression
- 7.6. Polynom Interpolation
- 7.7. Interpolation/Approximation
- 7.8. Newton-Interpolation
- 7.9. Lagrange Interpolation
- 7.10. Interpolation durch kubische Splines
- 7.11. Numerische Integration
- 7.12. Newton-Raphson-Verfahren für Polynome
-
- 8. Meßwert Lade- und Speicherroutinen
- 8.1. Lade/Importiere Meßwerte
- 8.1.1. Laden von Meßwerten im Standardformat .MSW
- 8.1.2. Importiere kommagetrenntes Format
- 8.1.3. Importiere Microsoft-EXCEL ASCII-Format .ASC
- 8.1.4. Importiere Curfit 3.0 - Meßwerte .DAT
- 8.2. Meßwerte speichern
- 8.2.1. Speichern im Standard-Format .MSW
- 8.2.2. Lineare Regression speichern .MSW
- 8.2.3. Speichern DIF-Format .DIF
- 8.2.4. Speichern im VIP-Format .VIP
- 8.2.5. Speichern im ASCII-Format .TXT
- 8.2.6. Speichern für PLOTTER.GFA
- 8.2.7. Speichern für Curfit 3.0
- 8.2.8. Speichern für SCIGRAPH / XACT
- 8.2.9. Speichern für LDW POWER-CALC
- 8.2.10. TeX-Tabellengenerierung
- 8.3. Meßwerte für MS-DOS Programme speichern
- 8.3.1. Speichern für dBASE IV/III+
- 8.3.2. Speichern für Microsoft EXCEL
- 8.3.3. Speichern für Microsoft CHART 3.0
- 8.3.4. Speichern für Microsoft Multiplan 3.0
- 8.3.5. Speichern für LOTUS 1-2-3
- 8.3.6. Speichern für LOTUS Freelance
- 8.3.7. Laborant Professional mit PC-/AT Software koppeln
- 8.4. Übersicht über die Datei-Endungen
- 8.5. Speichern und Drucken von Multi-Dialogen
- 8.6. Disketten-Operationen
- 8.6.1. Datei umbenennen
- 8.6.2. Datei löschen
- 8.6.3. Speicherplatz auf Diskette oder Harddisk feststellen
- 8.6.4. Lade neue Laborant.INF
- 8.6.5. Systempfade LABORANT.INF festlegen
-
- 9. Statistische Auswertung von Meßwerten
- 9.1. Verwaltung von Statistikdaten
- 9.2. Statistische Tests
- 9.2.1. Ausreißertest (n <= 10) Q-Test
- 9.2.2. Ausreißertest (n > 10)
- 9.2.3. F-Test
- 9.2.4. t-Test
- 9.2.5. Barlett-Test
- 9.2.6. Gamma-Funktion
- 9.3. Einfache Varianzanalyse
- 9.4. Korrelations-Koeffizient
-
- 10. Thermochemie
- 10.1. Grundzüge der Thermochemie
- 10.2. Aufbau der Thermochemie-Datenbank
- 10.3. Datenbank anzeigen
- 10.4. Suchen in der Datenbank
- 10.5. Gleichsgewichtskonstante berechnen
- 10.5.1. Berechnung von K = exp(-dH/RT)
- 10.5.2. Berechnung von K aus EMK
- 10.5.3. Berechnung von K aus Reaktionsgleichung
- 10.6. Gibbs-Funktion berechnen
- 10.6.1. dG = -RTlnK
- 10.6.2. dG = dH - TdS
- 10.6.3. dG = Summe(dH) - T*Summe(dS)
- 10.6.4. dG aus EMK
- 10.6.5. Berechnung von G aus Reaktionsgleichung
- 10.7. Entropieänderung berechnen
- 10.7.1. dS = (dH - dG) / T
- 10.7.2. dS = (Summe(dH) - Summe(dG)) / T
- 10.7.3. S(T2) = S(T1) + Cp * lnT - Cp * lnT1
- 10.7.4. Berechnung von S aus Reaktionsgleichung
- 10.8. Reaktionsenthalpie berechnen
- 10.8.1. dH = dG + TdS
- 10.8.2. dH = Summe(dG) + T*Summe(dS)
- 10.8.3. H(T) = H(T1) + (T - T1) * Cp
- 10.8.4. Berechnung von H aus Reaktionsgleichung
- 10.9. Komplette Reaktionsauswertung
- 10.10. Chemische Thermodynamik 1
- 10.10.1. Elektromotorische Kraft E0 = -dG / nF
- 10.10.2. Elektromotorische Kraft E0 = RTlnK / nF
- 10.10.3. Nernst-Gleichung 1 E = E0 - RTlnQ / nF
- 10.10.4. Nernst-Gleichung 2 E0 = E + RTlnQ / nF
- 10.11. Chemische Thermodynamik 2
- 10.11.1. Clausius-Clapeyron dp/dT = dH / TdV
- 10.11.2. Clausius-Clapeyron dlnp/dT = dvH/RT^2
- 10.11.3. Mittlere molare Verdampfungsenthalpie dvH
- 10.11.4. Clausius-Clapeyron Dampfdruck p
- 10.11.5. Cp(T) über Temperaturpolynom bestimmen
- 10.12. Chemisches Gleichgewicht
- 10.12.1. Berechnung von K aus Massenwirkungsgesetz MWG
- 10.12.2. Berechnung des chemischen Gleichgewichts aus K
-
- 11. Übungsteile
- 11.1. Formel Identifier
- 11.2. Formel Exerciser
-
- 12. LGS, Matrizen und Determinanten
- 12.1. Eingabe eines LGS
- 12.2. Berechnung des LGS
- 12.3. Determinante bestimmen
- 12.4. Kondition der Matrix (Hadamard)
- 12.5. Laden eines LGS
- 12.6. Speichern eines LGS
- 12.7. TeX-Ausgabe eines LGS
- 12.8. Eigenwerte symmetrischer Matrizen
- 12.9. Inverse Matrix berechnen
- 12.10. Addition/Multiplikation von Matrizen
-
- 13. Fremdprogramme und Hilfstexte
- 13.1. Hilfstexte
- 13.1.1. Funktionstasten-/Sondertasten-Belegung
- 13.1.2. Formel-/Gleichungs-Struktur
- 13.1.3. Statistik-Info
- 13.2. Aufrufen von Benutzerprogrammen
- 13.3. Externen Editor aufrufen
- 13.4. Programm verlassen
-
- 14. Installation und Multitasking
- 14.1. Installation
- 14.2. Laborant Professional und Multitasking
- 14.3. Fenstersteuerung
- 14.4. Speicherverwaltung
-
- 15. Anmerkungen, Anleitungen und Zukünftiges
- 15.1. TeX-Anleitung
- 15.2. Fremdsprachen-Versionen
- 15.2.1. Schwedische-/englische Vollübersetzung
- 15.2.2. Erstellung von Fremdsprachenversionen
- 15.3. Entwicklungssoftware
- 15.4. Fehlermöglichkeiten
- 15.5. Bisher erschienene Versionen
- 15.6. Geschichte des Programms
- 15.7. Andere Betriebssysteme
- 15.7.1. MS-DOS und Windows
- 15.7.2. AMIGA
- 15.8. Neuerungen
- 15.9. Benutzeranregungen
- 15.10. Haftung
- 15.11. Literaturhinweise
- 15.12. Wissenschaftliche ATARI PD-Software
- 15.13. Die Zukunft von Laborant Professional
-
- 16. Schlußwort
-
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-
- Vorwort
- -------
-
- Ich bedanke mich für Ihr Interesse an Laborant Professional. Vor uns
- liegt eine weite Reise durch die Welt der Chemie- und Forschungslabors.
-
- Laborant Professional ist eines der mächtigsten Chemiepakete und
- Laborwerkzeuge auf dem gesamten PD-/Sharewaremarkt. Ein hoher Anteil
- von Anfragen kommt insbesondere aus dem PC-Bereich, wo es scheinbar
- keine äquivalente PD-Lösung gibt. Laborant Professional wird nicht nur
- von Chemikern genutzt, ebenso von Biologen, Pharmazeuten, Physikern
- und sogar im Bereich Maschinenbau/Thermodynamik. Was den Schlüssel zum
- großen Erfolg von Laborant Professional ausmacht, soll dieses Vorwort
- zu ergründen suchen.
-
- Die 3 Kategorien von Chemie-Programmen
- --------------------------------------
-
- 1. Spezialprogramme
- 2. Tell- und Paint-Programme
- 3. Universalprogramme
-
- Laborant Professional gehört zur dritten Kategorie dieser Grobein-
- teilung der Programmarten. Seine Mächtigkeit liegt nicht in der
- Spezialisierung, sondern in seiner Universalität für die alltägliche
- Laborarbeit.
-
- Betrachten wir aber vorher die beiden anderen Programmkategorien.
- In jeder Fachdisziplin muß es Spezialprogramme für stark abge-
- grenzte Teilgebiete geben. So ist z.B. das Programm Chemplot 2.1C
- ein hervorragendes Programm zum Zeichnen organischer Strukturformeln.
- Laborant überläßt solche Anwendungen den vielen Spezialprogrammen,
- d.h. die Universalität von Laborant Professional ist noch etwas anders
- definiert. Es möchte nicht alles und jedes an Aufgaben in der Chemie
- und Wissenschaft erschlagen, sondern die wesentlichen Aspekte der
- grundsätzlichen Laborarbeit herauskristallisieren.
-
- Bevor wir tiefer in Laborant Professional einsteigen, noch ein paar
- Worte zu den sogenannten "Tell and Paint"-Programmen. Hier handelt
- es sich mehr um Nachbildungen von Chemie-Büchern. Sie sind für den
- harten Laboralltag kaum einsetzbar. Riesige Sammlungen von Tabellen
- ("Table collectors"), hübsche Zeichnungen von organischen Struktur-
- formeln oder z.B. Geschichtsunterricht über die Entdeckung der
- Elemente findet man oft in ihnen. Im Allgemeinen sind sehr einfache
- Element- und PSE-Lernteile mitintegriert. Diese Programme sind für
- den grundlegenden Chemie-Unterricht in den Schulen gut geeignet.
-
- Laborant Professional versucht selbst erst gar nicht riesige
- Sammlungen von Chemie-Tabellen jeder Art anzubieten. Der Grund ist
- ganz einfach, rund 90% dieser Angaben sind für die meisten
- Nutzer überflüssig. Wenn man tatsächlich solche Spezialangaben
- braucht, dann hat man meist noch ausführlichere Unterlagen oder
- man hat Spezialprogramme für diese Art von Aufgaben.
-
- Welche Gedankenansätze stecken hinter Laborant Professional
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-
- Laborant Professional ist ein Ansatz, einmal in die tägliche Arbeit
- von Naturwissenschaftlern und Chemikern hineinzuschauen und zu
- erkennen, welche grundsätzlichen Dinge erledigt werden müssen.
-
- Ziel ist es, dem Anwender Werkzeuge in die Hand zu geben, die
- tägliche Routineaufgaben wesentlich vereinfachen. Laborant Profes-
- sional versucht diese Aufgaben zu bündeln und mit viel Komfort und
- Leistungsfähigkeit umzusetzen.
-
- Einteilung von Laborant Professional
- ------------------------------------
-
- Laborant Professional untergliedert sich in mehrere Ansatzgebiete, um
- den obengenannten Forderungen näherzukommen.
-
- - Stöchiometrie mit leistungsstarker Formel-/Gleichungsanalyse
- - Meßwertverarbeitung ( Fehlerrechnung, Interpolation und
- Approximation )
- - Statistik (Test-Verfahren)
- - Lineare Gleichungssysteme und Matrix-Operationen
- - Thermochemie (incl. Datenbankfunktion)
- - Reaktionskinetik
- - Chemische Lösungen und Umrechnungen
- - Chemische Berechnungs-Verfahren im großen Umfang
- - Übersichten und Übungsteile
- - Import/Export für diverse Fremdprogramme
- - Integration von Fremdprogrammen
- - TeX-Support
-
- Die sehr umfangreiche Dokumentation (README.DOC) und der Programmumfang
- dürften Ihnen im Laufe der Zeit einen Einblick in die Vielfalt dieses
- Chemiepakets geben. Nun, seien Sie gewiß, Laborant Professional
- wird weiter gepflegt und vielleicht ist demnächst auch eine Ihrer
- Anregungen integriert.
-
-
- PUBLIC-DOMAIN-Status
- --------------------
-
- Laborant Professional für ATARI ST/TT/FALCON-Computer ist grundsätzlich
- PUBLIC DOMAIN, d.h. jeder kann das Programm beliebig kopieren und
- weitergeben. Wenn Ihnen Laborant Professional gefällt, dann empfehlen
- Sie es bitte weiter. Wenn, Sie der Meinung sind, man sollte den Autor
- für seine Arbeit honorieren, dann tun Sie das.
-
- Die Entwicklungszeiten für ein Projekt, wie Laborant Professional
- erfordern als Einzelkämpfer einige Mannjahre. Jeder der ein ähn-
- liches Projekt vor hat, sollte sich auf lange eisenharte Program-
- miernächte einstellen.
-
-
- Viel Spaß mit dem Programm !
-
- Jens Schulz
-
- **************************************************************************
-
- Rechner-Konfiguration
- ---------------------
-
- Laborant Professional läuft auf ATARI ST/FALCON und TT-Computern.
-
- Benötigt werden mindestens 1 MByte Speicher.
- Wer allerdings weitere Accessories oder externe Programme zusammen
- mit Laborant Professional benutzen möchte, sollte mind. 2 MByte RAM
- zur Verfügung haben.
-
- Folgende Bildschirmauflösungen werden unterstützt :
-
- - alle Auflösungen ab 640*200 Punkte
- - Schwarzweiß und Farbe
- - von der mittleren ST-Auflösung, über VGA bis zum farbigen
- Großbildschirm arbeitet Laborant Professional auflösungsunabhängig
- - Multitasking wird unterstützt
-
- TOS-Versionen : ab Blitter-TOS 1.2 (je höher desto besser)
-
- NVDI und Laborant Professional harmonieren sehr gut und geben den
- GEM-Routinen noch mehr Speed.
-
- Accessories machen im Allgemeinen keine Probleme.
-
- Tip:
- Man sollte sich einen Public-Domain Taschenrechner- oder ein Notizblock-
- Accessory mit auf die Diskette kopieren. Sie erweisen sich im
- Laboralltag als recht nützlich.
-
- Meine Konfiguration : ATARI TT-Computer 4 MByte TOS 3.06
- Großbildschirm Proscreen TT
- VGA-Farbmonitor ATARI PTC 1426
- 105 MB Quantum-Festplatte
- Laser SLM605
-
- **************************************************************************
-
- Grundlagen der Bedienung des Programms
- --------------------------------------
-
- Laborant Professional wird im wesentlichen mit der Maus gesteuert und
- arbeitet unter der graphischen GEM-Oberfläche des ATARI ST/TT/FALCON.
- Das Programm nutzt die Menü-,Fenster- und Dialogtechnik des GEM
- konsequent aus.
-
- Viele Menüpunkte können aber auch per Tastatur bequem angewählt werden.
- Welche Funktionstasten, Sondertasten bzw. Control-Tastensequenzen
- benutzt werden können, erfahren Sie unter dem Menüpunkt Hilfstexte
- im Kapitel 13. Wichtig ist vorallem die Taste UNDO, die den letzten
- angewählten Menüpunkt erneut aufruft.
-
- Dialogboxen mit Auswahlknöpfen (Buttons) merken sich stets die letzte
- Auswahl. Bei Dialogboxen mit mehrfachen Eingabefelder ist darauf zu
- achten, daß man mit den Cursorhoch- und Cursortief-Tasten zwischen den
- Editierfeldern wandert. Die RETURN-Taste schließt jederzeit die
- Eingabe einer Dialogbox ab. Laborant Professional reklamiert falsche
- bzw. unvollständige Angaben sofort und fordert die Korrektur an.
-
- Die Eingabe von Meßwerten wird von einer besonderen Dialogbox
- vorgenommen. Bitte informieren Sie sich im Kapitel 7.1 darüber.
-
- **************************************************************************
-
- KAPITEL 1:
- ----------
- Arbeiten mit Formeln und Gleichungen
- ------------------------------------
-
- 1.1. Formel- und Gleichungsstrukturen
- -------------------------------------
-
- Die Chemie hat Ihre eigene Formelsprache. Die Funktionen von Laborant
- Professional sind in der Lage,,mit Formeln genauso zu rechnen wie mit
- Zahlen. Molmassenbestimmungen werden stets direkt berechnet, um so
- auch komplexere Reaktionen in 'Echtzeit' auszuwerten zu können.
-
- Viele andere Chemie-Programme greifen hier auf Datenbanken zurück, was
- insbesondere beim Diskettenbetrieb katastrophal langsam ist. Die
- Formelalgorithmen von Laborant Professional sind so schnell, daß man
- selbst auf dem lahmsten ST verzögerungsfrei arbeiten kann.
-
- Für Formeln sind folgende Konventionen einzuhalten :
-
- Indizes werden wie alle anderen Zahlen eingegeben, ein Tiefsetzen
- von Indizes ist in GEM-Eingaben nicht möglich, aber für den Algorithmus
- auch unnötig. Reaktionspfeile werden durch Gleichheitszeichen
- ersetzt.
-
- Beispiele: CH3(CH2)5CO(CH2)3SO3H
- UO2(NO3)2*12H2O
- P2O5*24MoO3
- (NH4)2PtCl6 usw.
-
- Ab Laborant ST/TT Plus 1.22 existiert ein neuer noch leistungsfähigerer
- Formel- und Gleichungsscanner. Ab sofort sind bis zu 10 ungeschachelte
- Klammern erlaubt. Neben Kristallwasseranteilen (*H2O) sind jetzt be-
- liebige Formeln (z.B. *24MoO3) zugelassen.
-
- Beachten Sie, daß keine anderen Sonderzeichen außer Klammern und *
- zugelassen sind.
-
- Gleichungen sind wie folgt aufgebaut :
-
- CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
-
- Komplexe Verbindungen sind nicht zugelassen, sie sind entsprechend
- zusammenzufassen. Indizes sollten den Wert 32000 nicht übersteigen.
-
-
- 1.2. Arbeiten mit Formelmacros
- ------------------------------
-
- Menü Gleichung
- -> Menüpunkt Definiere Gleichung / Formelmacros (Taste Crtl Z)
-
- Mit den Formel-Macros steigt die Leistungsfähigkeit von Laborant
- Professional stark an. Bisher mußte man jede Formel für Molmassen-,
- Mengen- oder Lösungsberechnungen immer vollständig eingeben. Dies
- gehört ab sofort der Vergangenheit an.
-
- Man kann bis zu 10 Formelmacros benutzen. Sie heißen Za, Zb bis Zj.
-
- Die Formelmacros sind besonders im Bereich der organischen Chemie
- sehr nützlich. Man kann sie für komplexe organische Formeln oder
- Radikale benutzen.
-
- Beispiel 1: Aromatische Verbindungen : Phenyl-Radikal C6H5 sei Zc
-
- - Phenol würde jetzt bei der Berechnung als ZcOH geschrieben
- - Diphenylamin als ZcNHZc oder Zc2NH
-
- Beispiel 2: Octadecadien-(9.12.15)-säure (Linolensäure)
-
- Formel: CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH
-
- Folgende Macros: Za = CH2
- Zb = CHCH (für CH=CH)
-
- Neue Formel : CH3Za4ZbZaZbZa7COOH
-
- Hinter einem Macro kann also eine beliebige komplexe Formel stehen.
-
- Mittels der Formelmacros kann jeder noch so komplexe Klammerausdruck
- zusammengefaßt werden (s. Beispiel 2). So kann man jede beliebige
- Klammer eliminieren.
-
- 1.2.1 Definition von Formelmacros :
- ----------------------------------
-
- Die Eingabe der Formelmacros erfolgt in einer Eingabemaske. Die erste
- Spalte dient zur eigenen Information, d.h. in ihr kann man entweder
- die Bezeichnung oder die Formel der Substanz angeben. Dies spielt
- für die Auswertung keine Rolle.
-
- In der 2. Spalte muß die entsprechende Molmasse für die Substanz
- eingegeben werden. Sie wird dann später in den Berechnungen
- verwendet.
-
- Beispiel: Za = Anthranilsäure Molmasse = 472.85
-
- Im Eingabefeld wird mit den Tasten Cursor hoch und Cursor tief
- gewandert ! Mit der ESC-Taste können alte Eingaben zeilenweise
- gelöscht werden.
-
- Mit RETURN werden dann automatisch alle eingegebenen Formelmacros
- definiert und können dann in Berechnungen verwendet werden.
-
- 1.2.2 Formelmacros speichern und laden
- --------------------------------------
-
- - Laden von Formelmacros
-
- Formelmacro-Datei mit max. 10 Macros von Diskette laden.
-
- - Speichern von Formelmacros
-
- Damit die so mühsam definierten Formelmacros nicht verloren gehen,
- kann man diese abspeichern.
-
- Formelmacro-Dateien haben die Endung .FOR.
-
- 1.3. Definieren von Gleichungen
- --------------------------------
-
- Dieser Menüpunkt ist einer der Nützlichsten. Normalerweise müßte man
- jede Gleichung neu eingeben, wenn man eine Mengenbestimmung durch-
- führt. Da aber im Labor immer mehrere Analysen gleichzeitig laufen,
- geht einem das dauernde Eintippen der selben Gleichung 'verdammt auf
- den Keks'. Mit Definiere Gleichung ist es nun möglich eine Gleichung
- festzulegen. Sie wird dann automatisch bei jeder Gleichungsmengen-
- Berechnung eingespiegelt. Möchte man die Gleichung wieder loswerden,
- ruft man Definiere Gleichung auf und drückt nacheinander ESC und
- RETURN.
-
- 1.4. Gleichungsverwaltung
- -------------------------
-
- Menü Datei
- -> Menüpunkt Gleichungsverwaltung (Taste Crtl V)
-
- 1.4.1. Laden und Speichern von Gleichungen
- -------------------------------------------
-
- Lade Gleichung
-
- In vielen Labors gibt es eine Reihe von Standardgleichungen, die immer
- wieder vorkommen. Diese Gleichungen kann man als Datei ablegen. Jede
- Gleichung ist eine eigene Datei, man sollte sich also nur die wichtigsten
- Gleichungen auf Diskette/Festplatte ablegen, um die Übersicht zu behalten.
- Die geladenen Gleichungen werden solange wieder eingespiegelt bis man
- sie mit dem Menü Definiere Gleichung mit ESC löscht.
-
- Speicher Gleichung
-
- Hier können eigene Gleichungen abgespeichert werden. Sie müssen allerdings
- vorher mit Definiere Gleichung definiert worden sein, sonst weigert sich
- das Programm eine Gleichungs-Datei anzulegen.
-
- Gleichungs-Dateien haben immer die Endung .EQU
-
- 1.4.2. Speichern einer Formel-/Gleichung als TeX-Ausgabe
- --------------------------------------------------------
-
- Das Erstellen von Formeln und Gleichungen für wissenschaftliche
- Dokumente mittels der Textbeschreibungssprache TeX ist nicht so
- einfach. Bereits eine einfache Gleichung erfordert einen relativ
- hohen Aufwand an Tipparbeit.
-
- Allerdings ist TeX in der Flexibilität im Bereich Mathematik und
- Chemie unschlagbar und außerdem auf jedem heutigen Computer meist
- als PD- oder Shareware sehr günstig verfügbar. So daß jeder noch
- so arme Student TeX einsetzen kann.
-
- Laborant Professional macht die Formel- und Gleichungserstellung für
- TeX zum Kinderspiel. Wer sich später das erzeugte TeX-Format im
- ASCII-Editor anschaut, wird sehen, welchen Tippaufwand er gespart
- hat und TeX noch mehr ins Herz schließen.
-
- Nun, Laborant Professional hat natürlich einige Tricks für die Formel-
- und Gleichungserstellung drauf.
-
- 1. Auswahl der Schriftgröße :
-
- Laborant erzeugt 3 Schriftgrößen einer Formel/Gleichung :
-
- - Normalschrift : (normalsize in TeX)
- - Großschrift : (large in TeX)
- - sehr große Schrift : (huge in TeX)
-
- Beachten Sie, daß die Formel nicht zu breit für eine TeX-Ausgabe-
- zeile wird (also nicht gleich größenwahnsinnig werden).
-
- 2. Auswahl der Formelumrahmung
-
- Auf Wunsch wird um die Formel ein Rahmen gelegt.
-
- 3. Format der Formeleingabe :
-
- - sämtliche Leerzeichen (Zwischenräume) werden stets von
- Laborant Professional entfernt. Es ist also sinnlos
- irgendwelche Leerzeichen einzugeben, sie werden ignoriert.
-
- Beispiel: NaOH + HCl = NaCl + H2O
- wird zu: NaOH+HCl=NaCl+H2O
-
- Laborant Professional regelt automatisch die korrekten
- TeX-Abstände.
-
- - Gleichungen werden an 2 Zeichen erkannt ( = und & ). Sollte
- keines der beiden Zeichen in der Eingabe sein, so wird die
- Eingabe als Formel gewertet.
-
- Bedeutung der Zeichen :
-
- = entspricht Reaktionspfeil nach rechts
- & entspricht Reaktionspfeil in beide Richtungen
-
- Weitere besondere Zeichen :
-
- : entspricht Doppelbindung
- % entspricht Dreifachbindung
- ! entspricht Pfeil nach unten (Fällung)
-
- Superscript-Klammerung für Ionen-Ladungen :
-
- Ionen-Ladungen oder sonstige hochgestellte Ausdrücke müssen
- speziell geklammert werden, damit Laborant Professional z.B.
- die Pluszeichen von Ladungen von Pluszeichen zur Gleichungs-
- trennung unterscheiden kann. Eine Schachtelung von Super-
- script-Klammern ist nicht zugelassen.
-
- Superscript-Klammern werden durch das '<'-Zeichen und
- '>`-Zeichen gebildet.
-
- Beispiel:
- Aluminium-Ion wird geschrieben als Al<3+>
-
- Sonstiges:
-
- Zugelassen sind beliebig geschachtelte runde und eckige
- Klammern. Allerdings wird die Anzahl der Klammern nochmals
- gecheckt (Anzahl von Klammerauf und Klammerzu).
-
- 4. Eingabe-Beispiele :
-
- Diese Beispiele sollen die Leistungsfähigkeit des Formel- und
- Gleichungs-Scanners von Laborant Professional demonstrieren.
-
- 1.) HCO3<-> + H2O & H3O<+> + CO3<2->
-
- 2.) 2C17H35COONa + Ca(HCO3)2 = (C17H35COO)2Ca! + 2NaHCO3
-
- 3.) [C6H5-NH3]<+>Cl<-> + HO-NO = [C6H5-N%N]<+>Cl<-> + 2H2O
-
- 5. Speicherung als TeX-ASCII-Datei
-
- Die Speicherung erfolgt auf dem eingestellten Systempfad für
- ASCII-Dateien (z.B. Ordner TEXTE). TeX-Dateien sind mit der
- Datei-Endung .TEX zu versehen.
-
- Die obigen Beispiele sollte man sich einmal in MultiTeX 5.1
- von MAXON betrachten ('Echt nicht von schlechten Eltern').
-
- Man beachte, die hier erzeugten TeX-Fragmente kann man natürlich
- nicht ohne jede Umgebung als LaTeX-Datei übersetzen lassen.
- Jedes LaTeX-Dokument erfordert eine Mindestbeschreibung des
- Dokuments, der Schriftgröße usw. (mehr zu TeX im Kapitel 15).
-
- Die TeX-Formeln und Gleichungen aus Laborant Professional
- werden mittels Blockkopie in ein bereits existierendes LaTeX-
- Dokument eingefügt.
-
- 1.4.3. TeX-Formel- und Gleichungsgenerator
- ------------------------------------------
-
- Eigentlich hätte ja die normale TeX-Erzeugung von Formeln und
- Gleichungen reichen müssen, aber es kommt noch besser. Während
- der Erstellung der Laborant Professional TeX-Anleitung, wurde es
- mir langsam lästig wegen jeder Formel den Punkt 1.4.2. aufzurufen.
-
- So wurden alle Formeln von Laborant Professional zeilenweise in
- eine ASCII-Datei eingetippt und mit einem Schlag in TeX-Ausdrücke
- übersetzt. Später wurden dann einfach die entsprechenden Einzel-
- TeX-Formeln per Blockkopie in die TeX-Dokumentation von Laborant
- Professional kopiert.
-
- 1. Schriftgröße/Umrahmung selektieren (gilt dann für alle Formeln)
-
- 2. ASCII-Datei mit zu übersetzenden Formeln selektieren
-
- 3. Ziel TeX-Datei festlegen und ab geht die Post
-
- Beispiel ASCII-Datei-Aufbau :
-
- HCO3<-> + H2O & H3O<+> + CO3<2->
- 2C17H35COONa + Ca(HCO3)2 = (C17H35COO)2Ca! + 2NaHCO3
- [C6H5-NH3]<+>Cl<-> + HO-NO = [C6H5-N%N]<+>Cl<-> + 2H2O
-
- In der TeX-Ausgabe wird eine Leerzeile zwischen jede Formel gepackt.
-
- 1.5 Formel-Pufferung
- --------------------
-
- Menü Gleichung
- -> Menüpunkt Formeleingabe puffern
-
- In vielen Fällen möchte man nicht jede Formeleingabe neu eingeben. Mit
- diesem Menüpunkt kann man die letzte eingebene Formel in andere Menüpunkte
- übertragen. Diverse Routinen benutzen in der Zwischenzeit diese Art der
- Formelpufferung.
-
- Standardmäßig ist die Pufferung eingeschaltet (Check-Symbol sichtbar).
-
- Mittels des Menüpunktes kann die Pufferung ein- oder ausgeschaltet
- werden.
-
- **************************************************************************
-
- KAPITEL 2 :
- -----------
- Molmasse und Mengenberechnungen
- -------------------------------
-
- 2.1. Bestimmung der Molmasse
- ----------------------------
-
- Menü Gleichung
- -> Menüpunkt Molmasse berechnen (Taste F1)
-
- Die Molmassenbestimmung aus einer chemischen Formel ist wohl die
- wichtigste Funktion der gesamten Stöchiometrie. Die Komplexität
- einer Chemieformel hat allerdings viele Programmierer dazu
- verleitet riesige Datenbanken anzulegen, um dem komplexen
- Berechnungsalgorithmus zu entgehen.
-
- Laborant Professional besitzt einen solchen Algorithmus, der zudem
- noch auf Geschwindigkeit getrimmt ist. Dies erlaubt dem Anwender
- komplexe stöchiometrische Funktionen in 'Echtzeit', also ohne
- eine merkliche Verzögerung durchzuführen. Hält man sich an die
- in Kapitel 1 genannten Formelrestriktionen, so kann man Laborant
- Professional problemlos alles 'fressen' lassen.
-
- Formel-Eingabe : Na2CO3
-
- Ausgabe : Molmasse = 105.9893 g/mol
-
- Komplexe Formeln können oft über sogenannte Formelmacros gelöst werden.
- Ich empfehle Kapitel 1.2 einmal intensiver zu lesen.
-
- 2.2. Mengen aus Formeln bestimmen
- ---------------------------------
-
- Menü Gleichung
- -> Menüpunkt Mengen aus Formeln berechnen (Taste F2)
-
- Mit diesen Menü kann man jede Formel in seine Elementanteile zerlegen,
- d.h. man gibt die Formel, die Menge der Substanz und die Reinheit ein.
- Daraus berechnet diese Funktion die Mengen- / Mol- und Prozentanteile
- der einzelnen Elemente.
-
- Beispieleingabe :
-
- Formel : CaSO4
- Menge : 1000
- Reinheit : 99 (Prozent)
-
- Ausgabe : Ca = 291.45 g 7.3453 mol 29.440 %
- S = 233.16 g 7.3453 mol 23.552 %
- O = 465.38 g 29.3812 mol 47.008 %
-
- 2.3. Mengen aus Gleichungen bestimmen
- -------------------------------------
-
- Menü Gleichung
- -> Menüpunkt Mengen in Gleichung (Taste F3)
-
- Das stöchiometrische Auswerten von kompletten Reaktionsgleichungen
- war bisher eine sehr mühselige Angelegenheit. Laborant Professional
- stellt Ihnen eine sehr mächtige Funktion für diese Aufgabe zur
- Verfügung. Ihre simple Handhabung und ihre Schnelligkeit dürfte
- so manches Erstaunen hervorrufen und die Frage stellen, warum
- solche Tools bisher selten zu finden waren. Die Antwort liegt
- sicherlich in der Komplexität eine Reaktionsgleichung von Computer
- lösen zu lassen.
-
- 2.3.1. Begriff der wesentlichen Gleichung
- -------------------------------------------
-
- In sehr vielen Fällen braucht man nicht die ganze Reaktionsgleichung,
- sondern nur Teile. Diese Funktion prüft nicht, ob die Gleichung oder
- eine Formel vollständig ist. Wichtig ist es die wesentlichen Teile
- einer Reaktionsgleichung festzulegen und die relativen Anteile der
- Reaktionspartner untereinander anzugeben. Alle diese Informationen
- stecken ja bereits in jeder chemischen Gleichung.
-
- Beispiel : Gravimetrie Sulfatbestimmung mit BaSO4
-
- Aufgabe :
-
- Bei einer gravimetrischen Sulfatbestimmung wurde 2.567g BaSO4
- ausgewogen, wieviel Sulfat enthält die Formel.
-
- 1.) Herkömmliche Methode über Mengenberechnung aus Formeln
- (Kapitel 2.2)
-
- Eingabe:
- Formel : BaSO4
- Menge : 2.567
- Reinheit : 100
-
- Ausgabe : Ba = 1.5105 g
- S = 0.3526 g
- O = 0.7039 g
-
- Jetzt addieren Sie die Sauerstoff- und Schwefelmenge und erhalten
- 1.0565g Sulfat in der Probe. Nun, die Mengenberechnung in Laborant
- Professional ist nicht schlecht, aber eigentlich wollten Sie ja den
- Taschenrechner nicht mehr sehen, oder. Dies ist wirklich noch ein
- simples Beispiel, was aber wenn es später richtig komplex wird.
-
- 2.) Mengen in Gleichungen direkt bestimmen
-
- Wir besitzen nun die Menge BaSO4, aber wie kommen wir zu einer
- Gleichung ? Hier kommt der Begriff der wesentlichen Gleichung ins
- Spiel. Wir müssen uns von dem strengen Begriff einer chemischen
- Gleichung trennen und die wesentlichen Fragmente einer Gleichung
- isolieren und gegenüber stellen.
-
- 1. Versuch :
- ------------
-
- Reaktionsgleichung : BaSO4 = Ba + S + O4
-
- Hmmh, damit hätten wir die Mengenberechnung exakt nachgebildet.
-
- 2. Versuch :
- ------------
-
- Reaktionsgleichung : BaSO4 = Ba + SO4
-
- Schon nicht schlecht, wir bekommen den Sulfatanteil heraus.
-
- 3. Versuch :
- ------------
-
- Reaktionsgleichung : BaSO4 = SO4
-
- Recht so, was interessiert uns der Barium-Anteil. Wichtig ist
- natürlich das Zahlenverhältnis zwischen den Reaktionspartnern.
- In diesem simplen Beispiel ist es 1:1.
-
- Nun, im Sinne einer Gleichung ist dies natürlich 'Frevel'. Aber
- im Sinne der Effektivität ist diese Methode unschlagbar.
-
-
- Beispiel 2:
- -----------
-
- Na2CO3 + H2SO4 = SO4 + H2O + CO2
- Na2CO3 = CO2
-
- Beispiel 3:
- -----------
-
- Natürlich kann man auch vollständige Gleichungen eingeben, wenn's
- sein muß z.B. :
-
- As2S3 + 14NaNO3 + 6Na2CO3 = 2Na3AsO4 + 3Na2SO4 + 14NaNO2 + 6CO2
-
- Man wählt nun eine der Verbindungen aus, die man gemessen hat, und
- schon kennt man alle anderen Mengenanteile.
-
- Aber vielleicht interessiert einen nur der Arsenatanteil und man kennt
- die Menge an Na3AsO4
-
- - Gleichungs-Eingabe : Na3AsO4 = AsO4
- - Formelbutton der bekannten Verbindung anklicken (hier Formel 1)
- - Menge : 500
- - Reinheit : 100
-
- Ergebnis:
-
- 500 mg/g Na3AsO4 enthalten 334.1195 mg/g AsO4
-
- Nachdem eine Gleichung von Laborant Professional in seine Reaktionspartner
- zerlegt wurde, nummeriert Laborant Professional diese von links nach rechts
- durch. In diesem Fall ist Na3AsO4 die Formel Nr.1 und AsO4 die Formel
- Nr.2. Zur Berechnung muß einer der Reaktionspartner als Mengenreferenz
- ausgewählt werden.
-
- Würden wir z.B. den AsO4-Anteil kennen, würden wir als Nummer der
- bekannten Verbindung 2 angeben und könnten so auf die Menge Na3AsO4
- zurückschließen.
-
- 'Da saust unser alter Taschenrechnerknecht aber in die tiefste Ecke !'
-
- 2.4. Empirische Formel
- ----------------------
-
- Menü Gleichung
- Menüpunkt -> Empirische Formel (Taste F4)
-
- Mit der empirischen Formel kann man die Verhältnisse der Elemente bzw.
- Formelfragmente einer Verbindung rekonstruieren.
-
- Beispiel : Verbindung enthält 56 mg Natrium und 32.1 mg S. Wie könnte
- die Summenformel lauten ?
-
- Möglich sind auch Formelfragmente :
-
- Beispiel: Analyse enthielt 187.5 mg CaO und 82.5 mg CO2. Wie sieht
- es mit den Verhältnissen der beiden Anteile aus ?
-
- Beispiel-Eingabe :
- ------------------
-
- Anzahl der Formelfragmente : 3
-
- 1. Formelfragment : C
- 1. Menge bzw. % : 266.2 mg
- 2. Formelfragment : H
- 2. Menge bzw. % : 55.9 mg
- 3. Formelfragment : Cl
- 3. Menge bzw. % : 392.9 mg
-
- Ergebnis : C2H5Cl
-
- Sollten nur die Prozentgehalte der Verbindungen bekannt sein, so können
- Sie diese einfach statt der Mengeneingabe eintippen, dies ändert das Er-
- gebnis nicht.
-
-
- 2.5. Titrationen
- ----------------
-
- Menü Gleichung
- Menüpunkt -> Titration auswerten (Taste Crtl T)
-
- Die Titrationsauswertung spielt im Labor eine sehr große Rolle, deshalb
- wurde sie auch in Laborant Professional eingebaut. Diese Routine kann eine
- ganze Menge Rechnerei bei Direkttitrationen sparen.
-
- Merke : Den Titrationsscanner interessiert die Formel des Titrators über-
- haupt nicht ! Wichtig sind nur die Formel des Titranden und das
- Verhältnis zwischen Titrand und Titrator.
-
- Beispiel : Redoxtitration
-
- Oxalat / Oxalsäurebestimmung durch KMnO4
-
- Folgende Schreibweisen sind möglich. Hier sehen Sie den Vorteil
- der wesentlichen Gleichung :
-
- 1. 2MnO4 + 5C2O4 + 16H = 2Mn + 10CO2 + 8 H2O
- 2. 2MnO4 + 5C2O4 = 2Mn
- 3. 2MnO4 = 5C2O4 (Oxalat-Best.)
- 4. 2MnO4 = 5H2C2O4 (Oxalsäure-Best.)
- 5. 2X = 5C2O4 (Oxalat-Best. Titrator ist egal)
-
- Wie Sie sehen die Gleichung ist auf ein Minimum zusammengeschrumpft.
- Wichtig ist:
- Ein Gleichheitszeichen muß vorhanden sein, der Titrand muß klar als
- Formel definiert sein und die Mengenverhältnisse (hier 2 u. 5) müssen an-
- gegeben werden !
-
- Was hat es für Vorteile, den Titrator überhaupt in seiner Formel nicht zu
- beachten ? Dies spart Tippaufwand und hat unschätzbare Vorteile bei
- Komplextitrationen. Normalerweise prüft der Formelscanner bei der Glei-
- chungsanalyse jede Formel auf Korrektheit, im Fall der Titration wird aber
- die Titratorformel von der Prüfung ausgenommen und nur deren Faktor mit
- übernommen.
-
- Beispiel: Titrator: 2KMnO4 oder 2X sind gleichwertig, nur der Faktor 2
- wird übernommen.
-
- Für den Titrator gilt nur die Einschränkung, er muß aus einem zusammenhän-
- genden Wort bestehen und keine Leer-/Plus- oder Gleichheits-Zeichen enthal-
- ten !!
-
- Wichtig: ein Titrand namens EDTA usw. wird immer abgelehnt. Beliebige
- Bezeichnungen/Formeln gelten nur für den Titrator.
-
- ! Titranden-Namen dürfen nur Elementkombinationen enthalten !
-
- Beispiel: Titrand: 5C2O4 ist ein korrekter Titrand
- 5X ist falsch !,
- weil der Formelscanner den Titranden zur Berech-
- nung auswerten muß !
-
- Beispiel : Calciumbestimmung mit Titriplex III und Calconcarbonsäure
- als Indikator
-
- einfach: TitriplexIII = Ca (Titrator muß ein Wort sein !)
- oder T3 = Ca
-
- oder Titration mit EDTA z.B. Mg-Bestimmung
-
- einfach: EDTA = Mg
-
- Easy, oder ?
-
- Anmerkung: Titriplex III ist ein Warenzeichen der Firma Merck, Darmstadt
-
- 2.5.1. Titrationen eingeben
- ---------------------------
-
- 1. Gleichung definieren (s.o.)
-
- 2. Anzahl der Titrationen eingeben (z.B. 3 Titrationen durchgeführt)
-
- 3. Formelbutton des Titrators anklicken
-
- 4. Molarität des Titrators in mol/l angeben
-
- 5. Nummer des Titranden angeben (s. Nummer neben Formeln)
-
- 6. ml titriertes Volumen eingeben (je nach Versuchsanzahl)
-
- 7. Vorlage (Titrand) in ml oder Gramm eingeben :
-
- 1. ml bedeutet z.B. die Vorlage enthält 20 ml Titrand-Lösung.
- Ausgegeben werden dann die Menge der Substanz in der Vorlage
- und die Stärke der Lösung in mol/l.
-
- 2. Gramm bedeutet z.B. Vorlage wiegt 0.160 g.
- Ausgegeben werden dann die Menge der Substanz in der Vorlage
- und die Gewichtsprozente der Vorlage. Mit dieser Funktion
- kann man die Reinheit titrierter Stoffe bestimmen, d.h. z.B.
- man löst eine gewisse Menge Substanz (diese Menge ist gefragt)
- mit einem Lösungsmittel auf und bekommt den Gewichts-%-Anteil
- ausgegeben.
-
- Außerdem wird noch das arithmetische Mittel und die Standardabweichung
- bei mehreren Versuchen ausgegeben.
-
- 2.5.2. Beispiel-Titration
- -------------------------
-
- Der Faktor einer 0.1m HCl soll mit einer 0.987m NaOH festgestellt
- werden.
-
- 1.) Gleichungseingabe : NaOH + HCl = NaCl + H2O
- oder NaOH = HCl
-
- 2.) Anzahl der durchgeführten Titrationen : 3
-
- 3.) Anklicken von Button 'Formel 1' (Titrator NaOH)
-
- 4.) Molarität des Titrators eingeben : 0.1
-
- 5.) Anklicken von Button 'Formel 2' (Titrand HCl)
-
- 6.) 1. titriertes Volumen in ml : 14.4
- 2. titriertes Volumen in ml : 14.3
- 3. titriertes Volumen in ml : 14.3
-
- 7.) Vorlage in ml oder Gramm : ml gewählt
-
- 8.) ml der Vorlage (Titrand) : 20
-
- Ergebnis der Titration
- ----------------------
-
- Gleichung : NaOH = HCl
-
- Titrator : 0.987M NaOH Vorlage: 20 ml HCl
-
- 1. 52.50 mg und 0.0720 mol/l HCl
- 2. 52.14 mg und 0.0715 mol/l HCl
- 3. 52.14 mg und 0.0715 mol/l HCl
-
- Mittelwert 52.26 mg und 0.0717 mol/l HCl
-
- Std.Abw. 0.21 mg und 0.0003 mol/l HCl
-
-
- 2.6. Mengeneinheiten
- --------------------
-
- Teilweise tauchen Bezeichnungen wie mol/mmol oder g/mg auf, dies soll
- Sie nicht verwirren. Es zeigt nur an, daß man das Ergebnis entweder
- als mol oder mmol usw. auffassen kann, je nach Eingabeeinheit. Auf
- jeden Fall spart man sich die Einheitenwahl bei jeder Eingabe.
-
- Allerdings muß sich der Benutzer im Klaren sein, welche Einheit als
- Endergebnis zu erwarten ist, dies müßte normalerweise eigentlich
- immer problemlos möglich sein.
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 3:
- ----------
- Umrechnungen
- ------------
-
- Umrechnungen gehören trotz SI-Einheiten leider Laborleben dazu. Laborant
- Professional stellt Ihnen einige elementare Verfahren zur Verfügung.
-
- 3.1. Menge in Mol umrechnen
- ---------------------------
-
- Menü Umr
- -> Menüpunkt Menge in Mol (Taste Ctrl M)
-
- Beispiel :
-
- Sie haben 700 mg Na2SO4, wieviel mmol sind das ?
-
- Eingabe: Formel : Na2SO4
- Menge : 700
- Ergebnis : 4.928 mmol
-
- Die Entscheidung, ob kmol, mol oder mmol als Ergebnis erscheint, liegt
- beim Anwender, da die Laborant Eingabe keine Einheit verlangt.
-
- 3.2. Mol in Menge umrechnen
- ---------------------------
-
- Menü Umr
- -> Menüpunkt Mol in Menge (Taste Ctrl N)
-
- Beispiel :
-
- Sie haben 1.25 mol NaCl, wieviel g NaCl sind das ?
-
- Eingabe: Formel : NaCl
- Anzahl Mole : 1.25
- Ergebnis : 73.05 g
-
- 3.3. Gas-Gesetze/Umrechnungen
- -----------------------------
-
- Menü Umr
- -> Menüpunkt Gasgesetze/Umrechnungen
-
-
- 3.3.1. Mol Gas -> Gasvolumen
- --------------------------
-
- Beispiel : 2.5 mol CO2 in Liter Gas umrechnen
- (0 Grad, 1013 hPa)
-
- Eingabe: - Formel
- - mol Gas
-
- Beachte : z.B. Stickstoff muß als N2 angegeben werden.
-
- 3.3.2. Gasvolumen -> Mol Gas
- --------------------------
-
- Beispiel: Wieviel mol NH3 sind 3.5 Liter NH3 ?
- (0 Grad, 1013 hPa)
-
- Eingabe: - Formel
- - Volumen in Liter
-
- 3.3.3. Boyle-Mariotte-Gesetz
- ----------------------------
-
- 1. Berechnung : P2 = P1*V1/V2
- 2. Berechnung : V2 = P1*V1/P2
-
- 3.3.4. Gay-Lussac-Gesetz
- ------------------------
-
- 1. Berechnung : T2 = V1/V2*T1
- 2. Berechnung : V2 = V1*T2/T1
-
- 3.3.5. Zustandsgleichung idealer Gase
- -------------------------------------
-
- 1. Berechnung : T2 = T1*P2*V2/(p1*V1)
- 2. Berechnung : p2 = T2*P1*V1/(T1*P2)
- 3. Berechnung : V2 = T2*P1*V1/(T1*P1)
-
- 3.3.6. Molmasse idealer Gase
- ----------------------------
-
- Berechnung: M = m*R*T/(P*V)
-
- m = Masse in g
- R = Gaskonstante J/molK
- T = Temperatur in K
- P = Druck in kPa
- V = Volumen in l
-
-
- 3.4. Einheiten umrechnen
- ------------------------
-
- Menü Spz1
- -> Menüpunkt Einheiten-Umrechnungen (Taste Crtl I)
-
- Ab Laborant Professional existiert eine sehr bequeme Einheiten-
- Konvertierroutine.
-
- Funktionsweise:
-
- 1. zu konvertierende Zahl eingeben
- 2. entsprechende Konvertierung anwählen
- 3. ist die Konvertierung einmal eingestellt (z.B. Kalorien in Joule),
- so bleibt sie solange erhalten bis eine andere Konvertierung
- angewählt wird. Man kann jetzt beliebige neue Zahlen eingeben und
- mit der RETURN-Taste automatisch konvertieren lassen. Alte Zahlen
- werden stets eingespiegelt ('Löschen' mit ESC-Taste').
- 4. Hat man genug umgerechnet, so wird der gesamte Dialog mit Abbruch
- verlassen.
-
- Folgende Einheiten-Konvertierungen sind möglich :
-
- 1. Kalorien <-> Joule
- 2. Fahrenheit <-> Celsius
- 3. Inch <-> Meter
- 4. Pounds <-> Kilogramm
- 5. US-Gallons <-> Liter
- 6. Bar <-> Atm
- 7. Bar <-> Torr
- 8. Grad <-> Rad
-
- Laborant Professional beschränkt sich auf die wesentlichen Umrechnungen,
- die im Labor vorkommen. Wer noch exotischere Konvertierungen benötigt,
- der sei auf die vielen PD-Konvertierer hingewiesen ('schließlich kann
- man die Konvertiererei bis zum Exzeß treiben').
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 4 :
- -----------
- Lösungen herstellen
- -------------------
-
- Eine alltägliche Aufgabe im Labor ist das Ansetzen chemischer Lösungen.
- Laborant Professional stellt eine große Anzahl von Verfahren zur Verfügung,
- damit man schnell und bequem die richtige Lösung herstellen kann.
-
- 4.1. Maßlösung aus Urtiter herstellen
- -------------------------------------
-
- Menü Umr
- -> Menüpunkt Maßlösung aus Urtiter (Crtl U)
-
- Urtitersubstanzen sind Verbindungen, die sich auch nach längerer
- Lagerung chemisch nicht verändern und somit eine konstante Reinheit
- aufweisen.
-
- Beispiel: Man möchte 500 ml einer 0.5 mol Na2C2O4-Lösung herstellen
-
- Eingabe: Formel : Na2C2O4
- Molarität : 0.5
- Volumen der Lösung ml : 500
- Ergebnis : 33.5 g Na2C2O4 einwiegen
-
- Voraussetzung sind die 100% Reinheit der Verbindung. Handelt es sich
- um eine technisch reine Substanz, muß entsprechend mehr eingewogen
- werden.
-
- z.B. NaCl mit 99% Reinheit
-
- 1 Liter 1 molare NaCl-Lösung benötigt 58.4428 g NaCl (100%).
- Wir haben aber nur 99% reines NaCl, daraus folgt :
-
- Einwaage = 58.4428 / 0.99 = 59.0331 g sind einzuwiegen
-
- 4.2. Chemische Lösungen 1
- -------------------------
-
- Menü Umr
- -> Chemische Lösungen 1 (Taste Control C)
-
- Die drei Menüpunkte Chemische Lösungen bieten eine große Anzahl von
- Lösungsherstellungs-Verfahren an. Stöbern Sie ruhig einmal in den
- Möglichkeiten, denn vielleicht können Sie das eine oder andere
- Verfahren nutzen.
-
- 4.2.1. Massenanteil in Volumenkonzentration umrechnen
- -------------------------------------------------------
-
- Welche Volumenkonzentration hat die Lösung Methanol in Wasser mit
- einem (w(CH3OH) = 12%) Massenanteil Methanol ?
-
- Beispieleingabe :
-
- Eingabe : %-Gehalt der Lösung : 12
- Dichte der Lösung g/ml : 1.2
- Dichte der Verbindung : 1.4
- Ergebnis : 10.29%
-
- 4.2.2 Volumenkonzentration in Massenanteil umrechnen
- ----------------------------------------------------
-
- Fragestellung:
-
- Welchem Massenanteil hat eine 12 Vol.% Methanol-Lösung ?
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe: %-Gehalt der Lösung : 12
- Dichte der Lösung g/ml : 1.2
- Dichte der Substanz g/ml : 1.4
- Ergebnis : 14.00 %
-
- 4.2.3. Massenanteil an gelöstem Stoff
- -------------------------------------
-
- Beispiel : 1200g Natronlauge enthalten 150g NaOH, welchen Massen-
- anteil an NaOH hat die Lösung ?
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe: Masse der Lösung in g : 1200
- Masse gelöster Stoff : 150
- Ergebnis : Massenanteil = 15%
- Masse Lösungmittel = 1050 g
-
- 4.2.4.Massenanteil an gelöstem Stoff und Lösungsmittel
- ------------------------------------------------------
-
- Beispiel: Wieviel Gramm Na2CO3 und wieviel Gramm Lösungsmittel
- sind in 500g 20% Na2CO3-Lösung enthalten ?
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe: %-Gehalt der Lösung : 20
- Gesamtmasse der Lösung in g : 500
- Ergebnis : 100 g Na2CO3
- 400 g Lösungsmittel
-
- 4.2.5.Berechnen der Masse eines Stoffes bei vorgegebenem Volumen der Lösung
- ---------------------------------------------------------------------------
-
- Beispiel: Wieviel Gramm HNO3 sind in 370 ml 8%iger HNO3 enthalten ?
-
- Die Dichte von 8% HNO3 muß bekannt sein.
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe : %-Gehalt der Lösung : 8
- Dichte der Lösung g/ml : 1.0427
- ml der Lösung : 370
- Ergebnis : 30.86 HNO3 g (r.S.)
-
- 4.3. Chemische Lösungen 2
- -------------------------
- Menü Umr
- -> Menüpunkt Chemische Lösungen 2 (Taste Control D)
-
- 4.3.1. Lösung herstellen mit gefordertem Massenanteil und geforderter Masse
- der Lösung
- ---------------------------------------------------------------------------
-
- Fragestellung :
-
- Wieviel Gramm NaCl und wieviel Gramm Wasser werden zur Herstellung
- von 500 g 7.8% NaCl-Lösung benötigt ?
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe: %-Gehalt der Lösung : 7.8
- g herzustellender Lösung : 500
- Ergebnis : 461 g Lösungsmittel
- 39 g NaCl
-
- 4.3.2. Herstellen von Lösungen eines geforderten Massenanteiles der
- gelösten Komponente bei vorgegebenem Volumen der Lösung
- -------------------------------------------------------------------
-
- Fragestellung :
-
- Es sollen 3000 ml 12%-NaOH herstellt werden. Wieviel g NaOH und
- wieviel g Lösungsmittel braucht man ?
-
- Wichtig: Ihnen muß die Dichte der Lösung bekannt sein.
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe : %-Gehalt der Lösung : 12
- Dichte der herzustellenden Lösung g/ml : 1.1309
- ml der herzustellenden Lösung : 3000
- Ergebnis : 407.1 g NaOH
- 2985.6 g H2O
-
- 4.3.4. Herstellen von Lösungen einer geforderten Volumenkonzentration der
- gelösten Komponente und gefordertem Volumen der Lösung
- -------------------------------------------------------------------------
-
- Wieviel ml Methanol und wieviel ml Wasser braucht man zum Herstellen
- von 500 ml einer 46 Vol% Methanol-Lösung ?
-
- Dichte von reinem Methanol und Dichte von 46%-Methanol müssen bekannt
- sein.
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe : %-Gehalt der Lösung : 46%
- Dichte der herzustellenden Lösung g/ml : 0.9389
- Dichte der reinen Verbindung g/ml : 0.7968
- Dichte des Lösungsmittels : 1 (H2O)
- ml der herzustellenden Lösung : 500
- Ergebnis : 230 ml Methanol
- 286.7 ml Lösungsm.
-
- 4.4. Chemische Lösungen 3
- -------------------------
-
- Menü Umr
- -> Menüpunkt Chemische Lösungen 3 (Taste Control E)
-
- 4.4.1. Herstellen wäßriger Lösungen bei Einwaagen kristallwasserhaltiger
- Stoffe
- ------------------------------------------------------------------------
-
- Beispiel: Wieviel Gramm Na2CO3*10H2O benötigt man zur Herstellung
- von 750g 5% Na2CO3-Lösung ?
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe: Formel : Na2CO3*10H2O
- %-Gehalt der Lösung : 5
- Ergebnis : 101.24 g Na2CO3*10H2O
- 648.76 g Wasser
-
- 4.4.2. Massenanteil -> Molarität
- --------------------------------
-
- Beispiel: Wieviel molar ist eine 10% KNO3-Lösung ?
- Dichte der Lösung muß bekannt sein.
-
- Beispieleingabe:
-
- Eingabe : Formel : KNO3
- %-Gehalt der Lösung : 10
- Dichte der Lösung g/ml : 1.0627
- Ergebnis : 1.051 mol
-
- 4.4.4 Molarität -> Massenanteil
- -------------------------------
-
- Beispiel : Wieviel g NaCl sind in 400 ml 0.6 mol NaCl-Lösung ent-
- halten ?
-
- Eingabe: Formel / Molarität / ml der Lösung
-
- 4.4.5. Berechne Molalität / Molarität
- -------------------------------------
-
- 1. Molarität berechnen
-
- Eingabe Formel : KNO3
- Masse Substanz : 200g
- Volumen der Lösung : 2000 ml
-
- Ergebnis : Molarität = 0.9891 mol/l
-
- 2. Molalität berechnen
-
- Eingabe Formel : CaCl2
- Masse Substanz : 50g
- Masse der Lösung : 500g
-
- Ergebnis : Molalität = 1.0011 mol/kg
-
- 4.5. Mischungskreuz
- -------------------
-
- Menü Umr
- -> Menüpunkt Mischungskreuz
-
- Das Mischungskreuz ist eine elegante Methode sich recht simpel
- aus 2 verschiedenen Lösungen eine gewünschte Lösung zu mischen.
-
- Beispielaufgabe :
-
- 2500 ml 44% NaCl-Lösung sollen hergestellt werden.
- Sie besitzen dafür eine 35% NaCl-Lösung und eine 60% NaCl-Lösung.
-
- Wieviel müssen Sie von der 60%- und 35%-Lösung zusammenmixen, damit
- Ihre Wunschlösung entsteht ?
-
- Eingabe:
- Konzentration der 1.Lösung : 35
- Konzentration der 2.Lösung : 60
- Konzentration der Wunschlösung : 44
- Volumen bzw. Menge der Wunschlösung : 2500
-
- Ergebnis:
- Volumen bzw. Menge der 1.Lösung : 1600
- Volumen bzw. Menge der 2.Lösung : 900
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 5:
- ----------
- Übersichtstabellen
- -------------------
-
- 5.1. Konstanten und Tabellen
- ----------------------------
-
- Menü Spz2
- -> Konstanten/Tabellen (Taste Crtl K)
-
- 5.1.1. Dichte von Lösungsmitteln
- --------------------------------
-
- 5.1.1.1. Anorganische Lösungsmittel
- -----------------------------------
-
- 1. Standardlösungen :
-
- Übersicht über handelsübliche Lösungen in Gewichtsprozenten
- für HCl, H2SO4, HNO3 und H3PO4
-
- 2. Spezielle Lösungen mit H2O
-
- Tabellen für :
-
- HCl (5% - 40%) NaOH (5% - 40%)
- H2SO4 (5% - 100%) KOH (5% - 50%)
- HNO3 (5% - 40%) NH3 (5% - 30%)
- H3PO4 (5% - 40%)
-
- 5.1.1.2. Organische Lösungsmittel
- ---------------------------------
-
- 1. Standardlösungen:
-
- Tabelle der wichtigsten organischen Lösungsmittel mit den Dichten
- der reinen Substanzen
-
- 2. Spezielle Lösungen mit H2O
-
- Tabellen für :
-
- Methanol (5 - 100%)
- Ethanol (5 - 100%)
- 1-Propanol (5 - 100%)
- 2-Propanol (5 - 100%)
- Aceton (1 - 10%)
-
-
- 5.1.2. Kryoskopische Konstanten
- -----------------------------
-
- Diese Konstanten werden für die Gefrierpunkterniedrigung nach
- Beckmann benötigt.
-
- 5.1.3. Wichtige Spektrallinien
- ------------------------------
-
- Dieser Menüpunkt gibt eine Übersicht über die wichtigsten Spektral-
- linien bedeutender Elemente in der Flammenspektroskopie aus.
-
- 5.1.4. Naturkonstanten
- ----------------------
-
- Übersicht über die wichtigsten Naturkonstanten in der Chemie
-
- 5.2. PSE-/Ionen-Informationen
- -----------------------------
-
- Menü Spz2
- ->Menüpunkt PSE-Element-Info (Taste F7)
-
- Informationen über Elemente, Ionen und PSE-Gruppen.
-
- 5.2.1. PSE-Element-Information
- ------------------------------
-
- Hier kann man Elementdaten aus dem PSE (Periodensystem) erfragen.
-
- Am Anfang wird man gefragt, ob man ein Element nach Ordnungszahl oder
- per Abkürzung auswählen möchte.
-
- Ordnungszahl z.B. : 78 bzw.
- Abkürzung oder Elementname : Pt oder Platin
-
- Ausgegeben werden :
-
- Name des Elements, die Abkürzung, die relative Atommasse, die Dichte,
- der Schmelzpunkt, der Siedepunkt , die Gruppenzugehörigkeit und die
- Elektronegativität.
-
- Die PSE-Info ist ein Periodensystem im Kleinen und hilft beim Kennen-
- lernen der Elemente.
-
- Wer etwas über die Standardwertigkeiten der Elemente erfahren möchte,
- kann dies unter dem Menüpunkt Kationen-/Anionen-Info tun.
-
- 5.2.2. Kationen-Info
- --------------------
-
- Kation eingeben : z.B. Fe
- Ausgegeben werden die möglichen Standard-Wertigkeiten und der
- Name des Kations.
-
- 5.2.3. Anionen-Info
- -------------------
-
- Anion eingeben : z.B. HClO4
- Ausgegeben wird die Wertigkeit und der Name des Anions.
-
- 5.2.4. Gruppen-Informationen
- ----------------------------
-
- Neben der PSE-Info können hier Atomgruppen-Übersichten erstellt
- werden. Dazu muß man nur die Abkürzung der jeweiligen Gruppe per
- Maus anwählen :
-
- Hauptgruppen : 1H bis 8H
- Nebengruppen : 1N bis 7N
- 8.Nebengruppe: 8a oder 8b oder 8c
- Lanthanoide : La
- Actinoide : Ac
-
- Beispiel : 6. Nebengruppe
-
- Anklicken : 6N
-
- Aus Platzgründen wurde die Einheit der Dichte nicht mitangegeben,
- sie ist g/cm^3 (für Gase g/l).
- Atommassen und Ordnungszahlen können der PSE-Info entnommen werden.
-
- 5.2.5. PSE-Direktauswahl
- ------------------------
-
- Auf mehrfachen Wunsch hin, hat Laborant auch ein echtes Perioden-
- system bekommen. Die einzelnen Elemente können per Mausklick ange-
- wählt werden.
-
- Ausgegeben werden der Elementname, die Ordnungszahl, das relative
- Atomgewicht und die Elementabkürzung. Umfangreichere Elementdaten
- erhält man über den Menüpunkt PSE-Element-Info.
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 6:
- ----------
- Spezielle Berechnungen
- ----------------------
-
- 6.1. pH-Wert Berechnungen
- -------------------------
-
- Menü Spz1
- -> pH-Wert Berechnungen (Taste F5)
-
- Laborant Professional erlaubt eine ganze Reihe von pH-Wert-Berechnungen
-
- 6.1.1. pH-Wert einer starken Säure :
- ------------------------------------
-
- - Eingabe der Konzentration in mol/l
-
- 6.1.2. pH-Wert einer starken Base :
- ----------------------------------
-
- - Eingabe der Konzentration in mol/l
-
- 6.1.3. pH-Wert einer schwachen Säure
- ------------------------------------
-
- - Eingabe des pKs-Wertes
- - Eingabe der Konzentration in mol/l
-
- 6.1.4. pH-Wert einer schwachen Base
- -----------------------------------
-
- - Eingabe des pKb-Wertes
- - Eingabe der Konzentration in mol/l
-
- 6.1.5. pH-Wert einer 2-protonigen Säure
- ---------------------------------------
-
- - Eingabe des 1. pKs-Wertes
- - Eingabe des 2. pKs-Wertes
- - Eingabe der Konzentration in mol/l
-
- 6.1.6. pH-Wert eine Ampholyten
- ------------------------------
-
- - Eingabe des pKs-Wertes des Ampholyten (pKs 2 bis 14)
- - Eingabe des pKs-Wertes der korrespondierenden Säure
-
- 6.1.7. pH-Wert einer 1-wertigen Säure iterativ bestimmen
- --------------------------------------------------------
-
- Eingaben :
-
- Beispiel : pH-Wert einer 0.01 molaren Essigsäure
-
- - Eingabe des pKs-Wertes : 4.75
- - Eingabe der Konzentration in mol/l : 0.01
- - Eingabe des Start-pHs : 1 (Standardwert 1
- eingespiegelt)
-
- Ausgabe : Berechneter pH-Wert
-
- Der pH-Wert wird mittels des Newton-Näherungsverfahrens bestimmt.
- Sollte keine Nullstelle gefunden werden, muß man den Start-pH-Wert
- auf eine andere Zahl setzen (z.B. pH-Wert von 4).
-
- 6.1.8. pH-Wert einer n-wertigen Säure iterativ bestimmen
- --------------------------------------------------------
-
- - Eingabe der Anzahl der pKs-Werte
- - Eingabe der n verschiedenen pKs-Werte
- - Eingabe der Konzentration in mol/l
- - Eingabe des Start-pHs : 1 (Standardwert 1
- eingespiegelt)
-
- Ausgabe : Berechneter pH-Wert
-
- 6.1.9. pKs-Werte Übersicht
- -------------------------
-
- Tabelle mit wichtigen pKs-Werten
-
- 6.2. Gefrierpunkt-Erniedrigung
- ------------------------------
-
- Menü Spz1
- -> Menüpunkt Gefrierpunkterniedrigung
-
- Molmassenbestimmung durch Gefrierpunkterniedrigung
-
- 6.2.1 Verfahren nach Beckmann
- -----------------------------
-
- Messung mit dem Beckmann-Thermometer (relatives Thermometer)
-
- Eingaben :
-
- 1. ml des Lösungsmittels
- 2. Dichte des Lösungsmittels in g/ml
- 3. Kryoskopische Konstante des Lösungsmittels (s. Kapitel 5.1.2)
- 4. Masse der gelösten Substanz in Gramm
- 5. Thermometer-Skalenteile (Mittelwert) für Lösungsmittel
- 6. Thermometer-Skalenteile (Mittelwert) für Lösung
- 7. Korrekturfaktor des Thermometers
- Standardvorgabe: 0.987 (evtl. Änderungen mit Esc-Taste)
-
- Ausgabe: bestimmte Molmasse
-
-
- 6.2.2. Verfahren nach Rast
- --------------------------
-
- Das Verfahren von Rast basiert auf der hohen Gefrierpunkterniedrigung
- von Campher C10H16O von 40 Kkg/mol. Es ist relativ einfach, dafür
- aber nicht so genau wie das Beckmann-Verfahren.
-
- Eingaben :
-
- 1. Masse des Camphers C10H16O in Gramm eingeben
- 2. Masse der Substanz in Gramm eingeben
- 3. Gemessener Schmelzpunkt des Camphers unter Laborbedingungen
- (Standardvorgabe 178.7 Grad, evtl. Änderungen mit Esc-Taste)
- 4. Gemessener Schmelzpunkt des Gemisches (Campher+Substanz)
-
- Ausgabe: bestimmte Molmasse
-
- Gewünschte Mittelwerte der Messungen sollten vorher mit dem Menüpunkt
- Arithmetisches Mittel festgestellt werden, besonders bei Rast sind
- Mehrfachmessungen angeraten.
-
- 6.3. Biochemie
- --------------
-
- Menü Spz2
- -> Menüpunkt Biochemie (Taste Control Y)
-
- Molmassenbestimmungen für Polypeptide und DNA-/RNA-Sequenzen
-
- 6.3.1. Bestimmung der Molmasse und der Elementanteile in Polypeptiden
- ---------------------------------------------------------------------
-
- Mit dem Menüpunkt können auf sehr einfache Weise die Molmasse
- und die Elementanteile von Aminosäuresequenzen bestimmt werden.
-
- Die entsprechenden Aminosäure-Abkürzungen finden Sie unter der
- Eingabehilfe in der Biochemie-Dialogbox.
-
- Als Grundstruktur einer Aminosäure geht der Sequenzer von
- folgender Struktur aus :
-
- -NH-CH-CO-
- |
- R
-
- Die funktionellen Gruppen der Aminosäuren werden für die Berechnung
- als ungeladen angesehen.
-
- Neben der Eingabe der Aminosäure-Sequenz kann man zusätzlich
- Ausgleichsatome addieren bzw. subtrahieren. Hierfür stehen 2
- separate Formeleingabe-Zeilen zur Verfügung.
-
- Der sogenannte Formel-Scanner zur Untersuchung der Eingabe läßt
- dem Benutzer eine sehr große Eingabefreiheit. Jeder kann sich die
- für Ihn bequemste Eingabeform aussuchen.
-
- Eingabeformate: - Aminosäure-Abkürzungen sind stets 3 Zeichen
- lang, z.B. Ser, Val oder Pro.
-
- - es stehen 3 Zeilen zur Eingabe bereit, die
- mit Cursor runter ("Nicht mit Return")
- erreicht werden können.
-
- - sie dürfen direkt aneinander gehängt werden
- oder durch Minus- bzw. Punktzeichen getrennt
- werden.
-
- Beispiele: 1.) AsnProGluPhe
- 2.) Asn-Pro-Glu-Phe
- 3.) Asn.Pro.Glu.Phe
- 4.) AsnPro-Glu.Phe usw.
-
- - mehrfach vorkommende Aminosäuren dürfen zusammengefaßt werden
-
- Beispiel: Asn-Phe-Asn-Asn-Tyr-Phe
- z.B. in Asn3-Phe2Tyr
-
- Ausgleichsatome hinzufügen :
-
- 2 Eingabefelder erlauben die Addition und Subtraktion von
- Ausgleichsatomen als Summenformeln. Wichtig für Polypeptidenden
- und Cystin-Brücken.
-
- Beispiel: Ausgleichsatome addieren (Formel) : H4O2
- Ausgleichsatome subtrahieren (Formel) : H2
-
-
- Beispiel mit entsprechender Eingabe:
- ------------------------------------
-
- Phe-Leu-Cys-His-Ala-Leu
- |
- Gly-Cys-Glu-Val
-
- Eingabe: z.B. Phe-Leu2-Cys2-His-Ala-Gly-Glu-Val
-
- Ausgleichsatome addieren : H4O2 (2*H2O für Peptidenden)
- Ausgleichsatome subtrahieren : H2 (1 Cystinbrücke -2H)
-
- Ausgabe :
-
- Molmasse : 1107.3250
-
- Element Atomanzahl Elementanteil in %
-
- C 48 52.066
- H 74 6.736
- O 14 20.228
- N 12 15.179
- S 2 5.791
- P 0 0.000
-
- Beachten Sie :
- Polypeptide und Nucleotide benutzen die gleiche Eingabemaske, deren
- Inhalt auch beim Wechsel erhalten bleibt. Beachten Sie beide
- Abkürzungsformate dürfen nicht gemischt werden.
-
- 6.3.2. Bestimmung der Molmasse und der Elementanteile von Nucleotid-
- sequenzen (DNA/RNA)
- --------------------------------------------------------------------
-
- Mit dem Menüpunkt können auf sehr einfache Weise die Molmasse
- und die Elementanteile von Nucleotidsequenzen bestimmt werden.
-
- Die entsprechenden Nucleotid-Abkürzungen finden Sie unter der
- Eingabehilfe in der Biochemie-Dialogbox.
-
- Die funktionellen Gruppen sind in der Berechnung ungeladen, jede
- Phosphatgruppe einfach negativ geladen.
-
- Neben der Eingabe der Nucleotid-Sequenz kann man zusätzlich
- Ausgleichsatome addieren bzw. subtrahieren. Hierfür stehen 2
- separate Formeleingabe-Zeilen zur Verfügung.
-
- Der sogenannte Formel-Scanner zur Untersuchung der Eingabe läßt
- dem Benutzer eine sehr große Eingabefreiheit. Jeder kann sich die
- für Ihn bequemste Eingabeform aussuchen.
-
- Eingabeformate: - folgende Nucleotid-Abkürzungen stehen zur
- Verfügung :
-
- 1) RNA-Nucleotide
-
- AMP, GMP, CMP, UMP oder alternativ a,g,t,u
-
- 2) DNA-Nucleotide
-
- dAMP, dGMP, dCMP, dTMP oder alternativ A,G,C,T
-
- - es stehen 3 Zeilen zur Eingabe bereit, die mit Cursor runter
- ("Nicht mit Return") erreicht werden können
- - sie dürfen direkt aneinander gehängt werden oder durch Minus-
- oder Punktzeichen getrennt werden.
-
- Beispiele: 1.) AMP-CMP-GMP-UMP
- 2.) dAMP.dTMPdCMP
- 3.) a-g-c-u
- 4.) AGCT usw.
-
- - mehrfach vorkommende Nucleotide dürfen zusammengefaßt werden
-
- Beispiel: T-C-T-C-A-A-G-T oder A2T3C2G oder A2-T3-C2-G
-
- Ausgleichsatome hinzufügen :
-
- 2 Eingabefelder erlauben die Addition und Subtraktion von
- Ausgleichsatomen als Summenformeln.
-
- Beispiel: Ausgleichsatome addieren (Formel) : H4O2
- Ausgleichsatome subtrahieren (Formel) : H2
-
- Beispiel mit entsprechender Eingabe:
- ------------------------------------
-
- Eingabe: z.B. G-C5-A3-T
-
- Ausgleichsatome addieren : (hier mal nicht eingeben,
- Ausgleichsatome subtrahieren : einfach leer stehen lassen)
-
- Ausgabe :
-
- Molmasse : 2968.8705
-
- Element Atomanzahl Elementanteil in %
-
- C 94 38.030
- H 111 3.769
- O 58 31.257
- N 35 16.512
- S 0 0.000
- P 10 10.433
-
- Beachten Sie :
- Polypeptide und Nucleotide benutzen die gleiche Eingabemaske, deren
- Inhalt auch beim Wechsel erhalten bleibt. Beachten Sie beide
- Abkürzungsformate dürfen nicht gemischt werden.
-
-
- Anmerkung:
- Auf die Idee zu diesem Biochemieteil kam ich über das Programm
- ST-Element 2.0, welches ich beim Heim-Verlag unter SO-16 erworben hatte.
-
- Es ist allerdings nicht auflösungsunabhängig und so konnte ich in
- TT-VGA und auf dem Großbildschirm nichts damit anfangen. Die
- Eingabeprozedur erfolgt leider nicht über Dialogboxen und ist
- ziemlich umständlich.
-
- Nun, die Berechnungen sind relativ leicht durchzuführen, der Knackpunkt
- ist eine effektive Eingabe. Ich implementierte deshalb einen leistungs-
- starken Eingabe-Scanner, der dem Benutzer weite Freiheiten bei der
- Wahl des Eingabeformats läßt.
-
- Ich kann nur alle Programmierer auffordern:
- 'Haltet Euch an die GEM-Konventionen und spart nicht bei der Eingabe,
- ansonsten ist das Interesse an dem Programm nur von kurzer Dauer.'
-
- 6.3.3. Übersicht über die wichtigsten Aminosäuren
- -------------------------------------------------
-
- Entsprechende Aminosäuren-Auflistung
-
- 6.3.4. Übersicht über die DNA-/RNA-Nucleotide
- ---------------------------------------------
-
- Entsprechende DNA-/RNA-Nucleotidliste
-
- 6.3.5. Biochemische Eingaben sichern und laden
- ----------------------------------------------
-
- 1). Speichern
-
- Hier können Biochemie-Formeln gespeichert werden. Die Formeln werden
- im Ordner FORMELN abgelegt. Sie haben die Datei-Endung .BCH beim
- Abspeichern.
-
- 2.) Laden
-
- Hier können Biochemie-Formeln geladen werden. Die Formeln werden aus
- dem Ordner FORMELN geladen. Die Dateien haben die Datei-Endung .BCH
- zum Laden.
-
- 6.3.6. Hilfetext für biochemische Eingaberegeln
- ------------------------------------------------
-
- Laborant Professional stellt einen sehr leistungsfähigen Bioformelscanner
- für Eingabe zur Verfügung. In diesem Text werden die Eingabeformate noch
- einmal kurz angerissen.
-
- 6.4. Optische Methoden
- ----------------------
-
- Menü Spz2
- -> Optische Methoden
-
- Hinter diesen Menüpunkt verbergen eine ganze Reihe von Berechnungen
- aus dem Bereich Photometrie.
-
- 1. Umrechnung Extinktion <-> Transmission
- 2. Lambert-Beersches Gesetz
- 3. Beersches Gesetz
- 4. Molare Drehung
- 5. Molarer Extinktionskoeffizient
-
- 6.4.1. Umrechnung der Extinktion (optische Dichte) in die Transmission
- (Durchlässigkeit)
- ----------------------------------------------------------------------
-
- Beispiel:
-
- Eingabe : Extinktion E = 2
-
- Ergebnis:
- Transmission T = 0.01
- Transmission T% = 1%
-
- 6.4.2. Umrechnung der Transmission in Extinktion
- -----------------------------------------------
-
- Beispiel:
-
- Eingabe : Transmission in % = 10%
-
- Ergebnis:
- Extinktion = 1
-
- 6.4.3. Lambert-Beersches Gesetz (Berechnung der Konzentration c)
- ----------------------------------------------------------------
-
- Formel: c = E / e * d
-
- Beispiel:
-
- Eingabe: Extinktion : 0.2
- Molarer Extinktionskoeffizient e in l/mol*cm : 0.1
- Schichtdicke der Küvette in cm : 1
-
- Ausgabe: Konzentration c = 2 mol/l
-
- 6.4.4. Lambert-Beersches Gesetz (Berechnung der Masse m)
-
- Formel: m = E*V*M / e*d (M = Molmasse)
-
- Beispiel:
-
- Eingabe: Formel eingeben : NaCl
- Extinktion E : 0.2
- Molarer Extinktionskoeffizient in l/mol*cm : 0.1
- Volumen des Meßkolbens in ml : 10
- Schichtdicke der Küvette in cm eingeben : 1
-
- Ausgabe: Masse in g : 1.1688
-
- 6.4.5. Beersches Gesetz
- -----------------------
-
- Formel: c2 = c1 * d1 / d2
-
- Eingabe: Konzentration c1 in mol/l
- Schichtdicke d1 in cm
- Schichtdicke d2 in cm
-
- Ausgabe: Konzentration c2 in mol/l
-
- 6.4.6. Molare Drehung
- ---------------------
-
- Beispiel:
-
- Eingabe: Formel eingeben : C6H5OH
- Spezifische Drehung in Grad : 30
- Masse in g : 10
- Volumen der Lösung in ml : 10
-
- Ausgabe: Molare Drehung in Grad*mol/l : 3.6096
-
- 6.4.7. Molarer Extinktionskoeffizient
- -------------------------------------
-
- Eingabe: Formel eingeben : C2H5OH
- Extinktion E : 0.2
- Masse in mg : 10
- Volumen des Meßkolbens in ml : 10
- Schickdicke der Küvette in cm eingeben : 1
-
- Ausgabe: Molarer Extinktionskoeffizient e in l/mol*cm : 16.6225
- log(e) : 1.2207
-
- 6.5. Dichte mit Pyknometer
- --------------------------
-
- Menü Spz1
- -> Dichte mit Pyknometer
-
- Mit einem Pyknometer kann man durch Auswiegen die Dichte einer
- Substanz bestimmen. Laborant Professional kann die Dichte von
- Flüssigkeiten und Feststoffen mit dieser Methode berechnen.
-
- 6.5.1. Flüssigkeiten
- --------------------
-
- Eingaben:
- 1. Gewicht Pyknometer leer (in Gramm)
- 2. Gewicht Pyknometer + Lösungsmittel
- 3. Gewicht Pyknometer + gesuchte Flüssigkeit
- 4. Dichte Lösungsmittel ( hier wird Wasser bei 20 Grad mit einer Dichte
- von 0.9982 g/ml eingespiegelt, dies kann bei Bedarf geändert werden
- (Löschen mit Backspace))
-
- 6.5.2. Feststoffe
- -----------------
-
- Eingaben:
- 1. Gewicht der Probe (in Gramm)
- 2. Gewicht Pyknometer + Lösungsmittel
- 3. Gewicht Pyknometer + Lösungsmittel + Probe
- 4. Dichte Lösungsmittel (s.o)
-
- Ausgabe : Dichte der Substanz in g/ml
-
- 6.6. Elektrochemie
- --------------------------------
-
- Menü Spz1
- -> Elektrochemie
-
- 6.6.1. Berechnung der abgeschiedenen Masse aus einer elektrochemischen
- Reaktion
- ----------------------------------------------------------------------
-
- Beispiel :
-
- Formel : Ag
- Stromstärke in Ampere : 2
- Zeit in Sekunden : 30
- Elektronenanzahl : 1 (Ag+)
-
- Ergebnis Masse : 67.0784 mg
-
- 6.6.2. Elektrochemische Standard-Potentiale
- -------------------------------------------
-
- Hier sind in 4 Übersichten die elektrochemischen Standard-Potentiale
- der Elemente enthalten. Man kann Tabelle 1 - 4 anwählen und jeweils
- vorwärts blättern.
-
- 6.6.3. Aktivitäts-Koeffizient (Debye-Hückel), Ionenstärke
- ---------------------------------------------------------
-
- Berechnung des Aktivitäts-Koeffizienten nach dem Debye-Hückel-
- Grenzgesetz für starke Elektrolyte.
-
- Für Konzentrationen <= 0.001 mol/l gilt :
-
- log y(+/-) = -A * z[i]*z[i] * Wurzel(I);
-
- Für Konzentrationen 0.001 < I < 0.1 mol/l gilt :
-
- log y(+/-) = -A * z[i]*z[i] * Wurzel(I) / ( 1 + k*B*Wurzel(I))
-
- k = 3 (Angström)
-
- Die Konstanten A und B der Debye-Hückel-Näherung werden vom
- Programm für T (0-100 Grad) interpoliert.
-
- Teilberechnungen :
-
- z[i] = Anzahl des Ions
- n[i] = Betrag der Ladung des Ions
- c[i] = Konzentration in mol/l
-
- 1.) w = Summe(z[i]*n[i]*n[i])
-
- 2.) Ionenstärke I = 0.5 * Summe(c[i]*n[i]*n[i])
-
- 3.) Aktivitäts-Koeffizienten nach Debye-Hückel-Grenzgesetz :
-
- y+ für Kationen-Aktivitäts-Koeffizient
- y- für Anionen-Aktivitäts-Koeffizient
- y(+/-) für mittlere Aktivitäts-Koeffizient
-
- Beispiel :
-
- Eingabe: Formel = Al2(SO4)3
- Konzentration in mol/l = 0.0001 mol/l
- Temperatur in Grad C = 25
-
- Ausgabe: Al2(SO4)3 = Aluminiumsulfat
- Summe(z[i]*n[i]*n[i]) = 30
- Ionenstärke = 0.0021
- Kationen-Aktivitäts-Koeffizient = 0.61652
- Anionen-Aktivitäts-Koeffizient = 0.80657
- Mittlerer Aktivitäts-Koeffizient = 0.72437
-
- Normalweise würde man sich bei der Eingabe ziemlich abquälen, wenn
- Laborant Professional nicht einen sehr komfortablen Formel-Identifizierer
- hätte. Er ist nämlich in der Lage so gut wie jede anorganische Formel
- intern zu zerlegen und die richtigen Wertigkeiten herauszubekommen.
- Sollte die Formel falsch aufgestellt sein, so wird dies natürlich
- sofort erkannt. So kann man sich lästige Tippereien für z[i] und n[i]
- bequem einsparen. Sollte es exotische Ionen geben, die Laborant Pro-
- fessional nicht kennt, so teilen Sie mir bitte die Ionen incl. Wertigkeit
- mit (Komplexverbindungen sind bisher noch nicht implementiert).
-
- 6.7. Reaktionen / Kinetik
- -------------------------
-
- Menü Spz1
- -> Reaktionen / Kinetik (Taste Crtl Q)
-
- 6.7.1. Bestimmung der Reaktionsordung und Geschwindigkeitskonstanten
- --------------------------------------------------------------------
-
- Die Berechnungen leiten sich aus dem differentiellen Zeitgesetz her.
- Laborant Professional bietet eine schnelle Methode zur Identifika-
- tion einer Reaktionsordnung und der gehörigen Geschwindigkeits-
- konstante an. Ziel ist es, einen schnellen Anhalt über die
- Reaktionsart zu bekommen ohne sich tot zu tippen.
-
- Zur Berechnung wird eine Meßreihe aus Zeit- und Konzentrations-
- werten benötigt.
-
- Die Zeitwerte sind in Sekunden als X-Werte einzugeben.
- Die Konzentrationswerte sind in l/mol als Y-Werte einzugeben.
-
- Die Werte werden jeweils als .MSW-Datei vor der Berechnung geladen.
-
- Beispielaufgabe:
- ----------------
- (aus Chemische Kinetik AB6 S.20)
-
- Bestimmung der Reaktionsordnung und der Geschwindigkeitskonstanten
- mittels einer Konzentrations/Zeit-Kurve.
-
- Untersucht wird die Bildung von Essigsäureisobutylester aus Acetat-
- anhydrid und Isobutanol.
-
- (CH3CO)2O + C4H9OH = CH3COOC4H9 + CH3COOH
-
- Bei gleicher Konzentration der Ausgangsstoffe [A0] = 0.3 mol/l
-
- Meßreihe :
- ----------
-
- Zeitwerte (X-Werte) Konzentrationswerte (Y-Werte)
-
- 0 s 0.300 mol/l
- 600 s 0.218 mol/l
- 1200 s 0.166 mol/l
- 2400 s 0.138 mol/l
- 3600 s 0.115 mol/l
- 7200 s 0.054 mol/l
- 10800 s 0.037 mol/l
- 14400 s 0.029 mol/l
-
- Laborant Professional bestimmt die Geschwindigkeitskonstanten für
- die Ordnungen 1,2 und 3 aus der Konzentrations-Zeitkurve.
-
- 1. Ordnung -(10^4/[A])*(d[A]/dt)
- 2. Ordnung -(10^3/[A]*[A])*(d[A]/dt)
- 3. Ordnung -(10^2/[A]*[A]*[A])*(d[A]/dt)
-
- Aus den 9 Meßwerten ergeben sich so 8 Geschwindigkeitskonstanten.
- Hieraus wird der Mittelwert gebildet und für jede Ordnung die
- Standardabweichung bestimmt. Nur für die richtige Ordnung ist
- ist die Standardabweichung entsprechend klein.
-
- Für diese vermutete Ordnung gibt Laborant Professional, dann die
- entsprechend gemittelte Geschwindigkeitskonstante aus.
-
- Laborant Professional kümmert sich nur um ganzzahlige Ordnungen.
- Um aber auch gebrochenen Ordnungen auf die Spur zu kommen, be-
- rechnet Laborant die Ordnung noch einmal separat.
-
- n = (log(r1)-log(r2)) / (log(A1) - log(A2))
-
- r1 = d[A1]/dt1, r2 = d[A2]/dt2
-
- Die Berechnung erfolgt über Differenzen-Quotienten und erfordert
- deshalb eine genügend große Anzahl von Meßwertpaaren. n ist der
- Mittelwert aller n-Werte von nebeneinander liegenden Meßwerten.
- Das erste Meßwertpaar wird von Laborant nicht benutzt, da hier leicht
- größere Fehler(starke Steigung) in den Mittelwert eingehen könnten.
- Bei höherer Meßwertanzahl kann so noch auf gebrochenene Reaktions-
- ordnungen geschlossen werden.
-
- Ausgabe :
- ---------
-
- Bestimmung der Reaktionsordnung/Geschwindigkeitskonstante
-
- 1.Ordnung : Standardabweichung k = ±1.6531380271
- 2.Ordnung : Standardabweichung k = ±0.183993621
- 3.Ordnung : Standardabweichung k = ±1.9324846816
-
- Ordnung n = ((log(r1)-log(r2))/(log(A1)-log(A2))
-
- n = 2.08
-
- Vermute Reaktion von 2.Ordnung
-
- Geschwindigkeitskonstante k = 0.0021478481 l/(mol*s)
-
-
- 6.7.2. Aktivierungsenergie (Arrhenius-Gleichung)
- ------------------------------------------------
-
- Laborant Professional kann aus einer Tabelle von Temperaturen und
- Geschwindigkeitskonstanten die Aktivierungsenergie und mit der
- Arrhenius-Gleichung zusammenhängende Größen ermitteln.
-
- Arrhenius-Gleichung : logk = logA - EA/(R*T)
-
- 1. Laden einer gespeicherten Meßwert-Datei (.MSW)
-
- In ihr wurden vorher die Temperaturen (X-Werte) und die zugehörigen
- Geschwindigkeitskonstanten (Y-Werte) abgespeichert.
-
- Beispiel:
- ---------
- (entnommen aus Chemische Kinetik AB6 S.67)
-
- Methylierung von Pyridin mit Methyliodid zu N-Methylpyridinium-iodid
-
- Temperatur Geschwindigkeitskonstante
-
- 273 K 3.59E-5 l/(mol*s)
- 298 K 3.04E-4 l/(mol*s)
- 313 K 9.18E-4 l/(mol*s)
- 333 K 3.40E-3 l/(mol*s)
- 353 K 1.12E-2 l/(mol*s)
-
- Aus den 5 Werten werden 10 Wertepaare (Kombinationen) für den Mittel-
- wert der Aktivierungsenergie EA gebildet. Der Temperaturbereich sollte
- nicht allzu weit gewählt werden. In diesem Bereich ergibt die Auftragung
- log(k) über 1/T annähernd eine Gerade. Die Steigung der Geraden
- ist -EA/(R*T). Die Temperaturabhängigkeit von log(A) kann hier vernach-
- lässigt werden.
-
- Nachdem die Aktivierungsenergie EA bestimmt ist, wird der präexponen-
- tielle Faktor A für jeden k-T-Wert mit der mittleren Aktivierungsenergie
- berechnet und dann ein Mittelwert von A gebildet.
-
- Mit EA und A können dann die Aktivierungsenthalpie H# und die Akti-
- vierungsentropie S# für bestimmte Temperaturen bestimmt werden.
-
- Aktivierungsenthalpie : H# = EA - R*T
-
- Aktivierungsentropie : S# = 19.15*log(A/T)-205.9
-
- Laborant Professional berechnet für die Standardtemperatur 298K
- und für die mittlere Temperatur der Messung diese beiden Werte.
-
- Ausgabe des Beispiels:
- ----------------------
-
- Aktivierungsenergie (Arrhenius-Gleichung)
- -----------------------------------------
-
- Mittl. Aktivierungsenergie EA = 57.407910 ± 0.411371 kJ/mol
-
- Mittl. präexponent. Faktor A = 3.4793887826E+06 1/s
-
- Aktivierungsenthalpie H#(298K) = 54.930186 kJ/mol
- H#(mittl. Temperatur 313.0K) = 54.805468 KJ/mol
-
- Aktivierungsentropie S#(298K) = -128.011460 J/(mol*K)
- S#(mittl. Temperatur 313.0K) = -128.419892 J/(mol*K)
-
- Für ein genaueres Studium der Reaktions-Kinetik empfehle ich das oben
- angegebene Buch Chemische Kinetik AB6 und LB6, VEB Deutscher Verlag.
-
-
- 6.7.3. Aufstellen einer Reaktionsgleichung
- ------------------------------------------
-
- Reaktionsgleichungen aufstellen ist in vielen Fällen eine recht
- mühevolle Angelegenheit. Insbesondere Redox-Gleichungen von über-
- eifrigen Dozenten können schnell lästig werden, es sei denn man
- hat ein Werkzeug, wie Laborant Professional.
-
- Laborant Professional macht das Aufstellen einer Reaktionsgleichung
- zum Kinderspiel.
-
- Man braucht nur die koeffizientenlose Reaktionsgleichung Laborant
- Professional zum Grübeln geben und ab geht die Post.
-
-
- Beispieleingabe : Na2B4O7 + H2SO4 + H2O = H3BO3 + Na2SO4
- -----------------
-
- Ausgabe der Lösung: Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O = 4H3BO3 + Na2SO4
- -------------------
-
-
- Nun, leichter kann man es dem Anwender nicht machen. Welche
- Lösungsmethoden stecken hinter dieser bequemen Anwenderlösung ?
-
- 1. Die Reaktionsgleichung wird automatisch in ihre Bestandteile
- zerlegt und dann in eine Matrix-Form gebracht.
-
- Matrix-Form für unser obiges Beispiel :
- ---------------------------------------
-
- Na2B4O7 H2SO4 H2O H3BO3 Na2SO4
- -----------------------------------------------------
- H 0 2 2 -3 0
-
- B 4 0 0 -1 0
-
- O 7 4 1 -3 -4
-
- Na 2 0 0 0 -2
-
- S 0 1 0 0 -1
-
-
- Die Anzahl der Atome pro Formel wird in diese 2-dimensionale
- Matrix eingetragen. Edukte mit positiver Anzahl und Produkte
- mit negativer Anzahl.
-
- 2. Es können 3 Arten von Matrizen entstehen :
-
- - quadratische Matrizen
- - überbestimmte Matrizen
- - unterbestimmte Matrizen
-
- - quadratische und überbestimmte Matrizen werden nach dem Gauss-
- Algorithmus gelöst.
-
- - unterbestimmte Matrizen über die triviale Probiermethode
-
- 2.1. Quadratische Matrizen
- --------------------------
-
- Im obigen Fall ist die Matrix quadratisch, d.h. die Anzahl der
- Elemente entspricht der Summe der Edukte und Produkte. Sie kann
- nach dem Gauss-Algorithmus gelöst werden. Allerdings müssen
- Nullen auf der Hauptdiagonalen durch elementare Matrizenopera-
- tionen entfernt werden. Sollte dies nicht gelingen, so wird
- abgebrochen. Mit großer Wahrscheinlichkeit wurde bei der Ein-
- gabe der Gleichung ein Tippfehler gemacht.
-
- 2.2. Überbestimmte Matrizen
- ---------------------------
-
- In überbestimmten Matrizen gibt es mehr Elemente als die Summe
- von Produkten und Edukten. Hier müssen zufallsgenerierte Spalten
- von Laborant Professional hinzugefügt werden. Die Lösungen dieser
- Spalten werden dann in der Ausgabe unterdrückt. Sollte Laborant
- Professional trotzdem das Gleichungssystem für unlösbar erklären,
- so ist zuerst einmal die Gleichung auf Tippfehler zu checken. Sollte
- sie korrekt sein, so ist erneut die Reaktions-Aufstellroutine
- aufzurufen. Vermutlich hatte der interne Zufallsgenerator gerade
- eine unlösbare Kombination gewürfelt, statistisch gesehen dürfte
- so ein Fall eigentlich extrem selten auftreten.
-
- Beispiel: CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + HF
- ---------
-
- Lösung : CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HF
- --------
-
- Überbestimmte Matrizen sind im übrigen selten gegenüber den beiden
- anderen Matrizenarten.
-
-
- 2.3. Unterbestimmte Matrizen
- ----------------------------
-
- In unterbestimmten Matrizen ist die Summe von Produkten und
- Edukten größer als die Anzahl der Elemente. Diese Matrizen sind
- unglücklicherweise nicht mehr mit dem Gauss-Algorithmus lösbar.
- Laborant Professional wendet hier die triviale Probiermethode an,
- um trotzdem zu einem Ergebnis zu kommen.
-
- Die Geschwindigkeit der Probiermethode hängt von dem max. zugelas-
- sen Koeffizienten für die Gleichung stark ab.
-
- Laborant Professional gibt standardmäßig den max. Koeffizienten
- einer Reaktionsgleichung mit 5 vor. In 90% der Fälle reicht dies
- auch aus. Sollte Laborant Professional keine Lösung finden, so
- ist zuerst einmal die Gleichung zu checken. Danach ist die
- Reaktions-Aufstellung erneut aufzurufen und ein höherer Koeffizient
- als 5 einzugeben.
-
- Beispiel: K2MnO4 + H2SO4 = KMnO4 + MnO2 + K2SO4 + H2O
- ---------
-
- Lösung: 3K2MnO4 + 2H2SO4 = 2KMnO4 + MnO2 + 2K2SO4 + 2H2O
- -------
-
- Die Probier-Methode ist nicht langsam, die obige Gleichung wurde
- auf meinem ATARI TT innerhalb 1 Sekunde gelöst. Aber man täusche
- sich nicht, es gibt andere Extrembeispiele :
-
- 2 KMnO4 + 16 HCl = 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2
-
- Der extrem hohe Koeffizient 16 vor HCl läßt selbst ein Rennpferd
- wie den ATARI TT in die Knie gehen. Die Berechnung der Lösung
- dauerte rund 2 1/2 Minuten.
-
- Ab Koeffizienten der Größe 20 kann man getrost seinen alten ST
- eine ganze Nacht rechnen lassen und dem Dozenten am nächsten
- Morgen die Lösung vorlegen. Glücklicherweise gibt es recht wenige
- solcher Extremfälle und mit dem kommenden ATARI FALCON040 (33 MHz
- 68040) dürfte das obige Extrembeispiel in 20 Sekunden gelöst sein.
-
- Während der Gleichungsanalyse wird der Koeffizienten-Gesamtlevel
- angezeigt. Der Gesamtlevel ist der Koeffizient des 1. Edukts.
- Die Schleifen-Konstruktion zählt jeweils das rechteste Produkt
- bis zum eingegebenen Koeffizienten hoch, erhöht den Koeffizienten
- der Formel links von diesem Produkt um 1 und startet wieder mit
- dem Wert 1. Es handelt sich also um ineinandergeschachtelte
- Zählschleifen.
-
- Folgendes Beispiel läßt sich gut am Bildschirm verfolgen
- (max. Koeffizient = 6).
-
- Beispiel : KOH + I2 = KI + KIO3 + H2O
-
- Lösung : 6KOH + 3I2 = 5KI + KIO3 + 3H2O
-
- Leider sind unterbestimmte Matrizen gar nicht so selten, aber
- Laborant Professional dürfte in den meisten Fällen recht
- schnell zu einer Lösung kommen. Auf jeden Fall schneller als
- man selbst durch Herumprobieren.
-
- 3. Laborant Professional erlaubt max. 9*9 Matrizen, d.h. max. 9
- verschiedene Elemente bzw. 9 Edukte/Produkte. Dies dürfte im
- Allgemeinen ausreichen ("falls jemand unbedingt eine exotische
- Gleichung > 9 lösen muß, der schreibe mir"). Laborant Profes-
- sional arbeitet nicht mit Oxidationszahlen der einzelnen
- Reaktionspartner und läßt sich nicht von organischen Formeln
- schocken. Der Weg über Oxidationszahlen ist zwar löblich, aber
- wesentlich aufwendiger und langsamer und am Ende bekommen beide
- Verfahren das Gleiche heraus.
-
- Laborant Professional löst trotz des intern hohen Aufwandes der
- Gleichungsanalyse und Formelzerlegung fast jede Gleichung inner-
- halb einer Sekunde (TT). Hier wirken sich die geschwindigskeits-
- optimierten Zerlege-Algorithmen der alten Molmassen- und
- Gleichungsroutinen aus.
-
- Gleichungen sollte man sich vorher am besten mit 'Definiere
- Gleichung (Crtl Z)' setzen, um bei Fehlern sich eine Neueingabe
- zu sparen. Im Übrigen können auch die Formelmacros Za bis Zj
- benutzt werden, um evtl. die Matrix zu verkleinern.
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 7:
- ----------
- Meßwertverarbeitung
- -------------------
-
- Meßwerte fallen im Labor oft in großen Mengen an. Die Meßwertverwaltung
- beschäftigt sich mit der Erstellung von Meßwertdateien, der Fehler-
- rechnung, Interpolation und Integration von Meßwerten.
-
- 7.1. Meßwert-Eingabe
- --------------------
- Menü Mess
- -> Meßwerte eingeben (Taste F8)
-
- Ab Laborant Professional wurde die gesamten Meßwerteingabe komplett
- erneuert. Es dürfen bis zu 128 Meßwertpaare eingegeben werden.
-
- Die Eingabe erfolgt in einem sehr flexiblen Eingabe-Dialog.
-
- In der Editierzeile werden die Meßwerte eingetippt und mittels der
- RETURN-Taste übernommen. Die Eingabe wandert dann ein Element weiter
- in der Eingabe.
-
- Funktionen der Dialogbox:
-
- 'X <-> Y' : Wechselt zwischen X- und Y-Meßwerten
-
- 'X <-> Y TOP' : Wechselt zwischen X- und Y-Meßwerten und geht dabei
- auf den 1. Wert der Eingabespalte.
-
- 'START' : Eingabe geht auf den 1. Wert einer Spalte
-
- 'Ende' : Eingabe geht ein Element hinter den letzten Wert <> 0
- Eigentlich hätte man ja auf den letzten Meßwert gehen
- können, aber es hat sich gezeigt, daß diese Option
- meistens zum Anhängen von Meßwerten genutzt wird.
-
- '+' : 1 Eingabefeld weiter
- '++' : 10 Eingabefelder weiter
-
- '-' : 1 Eingabfeld zurück
- '--' : 10 Eingabefelder zurück
-
- 'Einfügen' : ein Leerelement über aktuellem Element einfügen
-
- 'Entfernen' : aktuellen Meßwert (X und Y) entfernen
-
- 'Alles neu' : alle Meßwerte auf Null setzen
-
- 'Fertig' : Eingabe wird abgeschlossen, der Dialog wird verlassen
- und die gewünschten Berechnungen können angewählt
- werden.
-
- Elemente : Sämtliche Werte im Dialog können angeklickt werden
- und werden sofort in die Eingabe eingespiegelt (eine
- sehr nützliche Funktion).
-
-
- 7.2. Meßwert-Anzeige
- --------------------
-
- Menü Mess
- -> Messwertanzeige (Taste Control A)
-
- Die Meßwerte werden in einem Meßwert-Fenster anzeigt und können mit
- den Fensterpfeilen bzw. Fensterschiebern gescrollt werden.
-
- Ebenso können die Cursor und ClrHome-Taste zur Steuerung eingesetzt
- werden (mehr dazu die Kapitel 13.3.).
-
- 7.3. Meßwert-Bearbeitung
- ------------------------
-
- Menü Mess
- -> Meßwertbearbeitung (Taste Control B)
-
- 7.3.1. Korrigiere / Ergänze Meßwerte
- ------------------------------------
-
- Die Korrekturroutine ist eng mit der neuen Eingaberoutine gekoppelt.
-
- - 1. Anwahl des zu korrigierenden Datensatzes
-
- - Anwahl per Datensatznummer oder
- Eingaberoutine auf 1. Datensatz setzen
-
- - 2. X- oder Y-Spalte anwählen
-
- Die Korrekturroutine arbeitet nun wie die Eingabe-Routine.
-
- 7.3.2. Drucke Meßwerte
- ----------------------
-
- Druckt eine einfache Liste der Meßwerte aus.
-
- Eingabemöglichkeiten :
-
- - Protokollüberschrift eingeben
- - Bezeichnung der X-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Y-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Maßeinheit für X-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Maßeinheit für Y-Werte eingeben
- - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der X-Werte anklicken
- - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der Y-Werte anklicken
- Die Eingabefeldsteuerung erfolgt über Cursortasten, beachten
- Sie, daß die RETURN-Taste den Dialog komplett abschließt.
-
- Abfrage, ob Drucker druckbereit (mit WEITER bestätigen)
-
- Ab Version Plus 1.18 wurde eine optimierte Druckroutine integriert.
- Ab sofort können alle deutschen und scandinavischen Umlaute, sowie
- das ß und die eckigen Klammern gedruckt werden.
-
- Voraussetzung ist allerdings ein Drucker, der sich an folgende
- Norm hält :
-
- Die Steuersequenz :
- ESC R selektiert den internationalen Zeichensatz.
- (gilt für Drucker im IBM-/ oder NEC P6-Mode)
-
- 7.3.3. Vertausche X-/Y-Werte
- ----------------------------
-
- Hier kann man die X-/Y-Meßwerte spiegeln und z.B. die Y-Werte den
- Menüpunkten "Arithmetisches Mittel, Standardabweichung und mittlerer
- Fehler" zu führen.
-
- Nochmaliges Vertauschen ergibt wieder die Ursprungs-Meßwerte.
-
- 7.3.4. Sortiere Meßwerte
- ------------------------
-
- Hier können entweder die X-Werte oder Y-Werte sortiert werden.
- Bei 2-dim. Meßwerten bleiben je nach Sortierung natürlich die
- alten X,Y-Paare erhalten.
-
-
- 7.4. Fehlerrechnung
- -------------------
-
- Menü Mess
- -> Menüpunkt Fehlerrechnung (Taste Control F)
-
- 7.4.1. Arithmetisches Mittel/Spannweite/Median
- ----------------------------------------------
-
- Arithmetisches Mittel aller X-Meßwerte wird berechnet. Zusätzlich
- werden die Spannweite und der Median mitbestimmt.
-
- Häufig müssen für Meßwertpaare auch das arithm. Mittel und die
- Standardabweichung berechnet werden. Hier kommt der Menüpunkt
- 'Tausche X,Y-Meßwerte' im Menü Meßwert-Bearbeitung zum Zuge.
- So kann man bequem auch von Y-Meßwerten diese Fehlerberechnungen
- durchführen lassen.
-
- 7.4.2. Standardabweichung/Varianz/Variationskoeffizient
- -------------------------------------------------------
-
- Standardabweichung der X-Meßwerte wird berechnet. Zusätzlich
- werden die Varianz und der Variationskoeffizient ausgegeben.
-
-
- 7.4.3. Mittlerer Fehler des Mittelwerts
- ---------------------------------------
-
- Vertrauensintervall (Meßgerätegenauigkeit / Wahrscheinlichkeit P)
- auswählen (für X-Meßwerte)
-
- P = 68%, P = 95%, P = 99%
-
- 7.5. Lineare Regression
- -----------------------
-
- Menü Mess
- -> Menüpunkt Lineare Regression
-
- Berechnet Ausgleichsgerade für Ihre Meßwerte
-
- z.B. f(x) = 4.5x - 6.4
-
- Lineare Regression berechnen :
- Gibt für jeden X-Wert den abgeglichenen Y-Wert aus.
-
- Zusätzlich wird die Summe der Fehlerquadrate und die Standard-
- abweichung der Fehler ausgegeben.
-
- Standard-Abweichung der Fehler = SQRT(FEHLER^2/(MESSWERTANZAHL-2))
-
- Diese Standardabweichung kann insbesondere bei allen Interpolationen
- bzw. Approximationen einen Hinweis auf die Qualität der Ausgleichs-
- kurve geben. Allerdings müssen auch genügend Meßwerte vorhanden sein,
- da insbesondere Polynome höheren Grades zum Überschwingen neigen und
- so eine gute Ausgleichs-Funktion vortäuschen.
-
- Anmerkung:
- Unter dem Punkt Meßwerte speichern, kann man direkt für alle X-Werte
- die entsprechenden Y-Werte abspeichern (Kapitel 8.3 Speichern von
- Meßwerten/Lineare Regression)
-
-
- 7.6. Polynom-Interpolation
- --------------------------
-
- Menü Mess
- -> Menüpunkt Polynom interpolation
-
- Laborant Professional erlaubt die Berechnung von Ausgleichs-Polynomen
- (2. - 5. Grades) aus einer X,Y-Meßreihe.
-
- Polynom 5.Grades : a*x^5 + b*x^4 + c*x^3 + d*x^2 + e*x + f
- Polynom 4.Grades : a*x^4 + b*x^3 + c*x^2 + d*x + e
- Polynom 3.Grades : a*x^3 + b*x^2 + c*x + d
- Polynom 2.Grades : a*x^2 + b*x + c
-
- Nach der Auswahl des Polynomgrades (2-5) berechnet das Programm die
- entsprechenden Koeffizienten (a - max. f).
-
- Zur graphischen Darstellung eignet sich, besonders Plotter.GFA 2.4.
-
- 7.7. Interpolation/Approximation
- --------------------------------
-
- Menü Mess
- -> Interpolation/Approximation
-
- Viele Meßreihen verlaufen nach exponentiellen bzw. logarithmischen
- Funktionen. Um dieser Kategorie von Graphen Rechnung zu tragen,
- bietet Laborant Professional folgende Möglichkeiten an:
-
- 1. Interpolation von Typ e-Funktion : a * e^bx
-
- 2. Interpolation von Typ exponentielle Funktion : a * x^b
-
- 3. Interpolation von Typ logarithm. Funktion : a + b * ln(x)
-
- 4. Rationale Approximation : a + b * 1/x
-
- Laborant Professional berechnet die Koeffizienten a und b.
-
- Desweiteren werden die Summe der Fehlerquadrate und die Standard-
- abweichung der Fehler bestimmt (Formel s. lineare Regression).
-
- Negative Meßwerte können je nach Art der gewählten Interpolation
- zum Abbruch führen (Negative Werte für ln-Funktion nicht erlaubt,
- der Wert Null wird durch das Programm auf 1E-12 gesetzt).
-
- Bevor man eine Interpolation aufruft, sollte man sich bereits
- Gedanken, um die Art der Funktion gemacht haben (z.B. hat die
- Funktion exponentielles Anstiegsverhalten usw.). Also nicht
- wild drauflos interpolieren. Den Graphen mit einem Meßwert-
- plotter-Programm (z.B. Plotter.GFA von Laborant Professional aufrufen)
- nachträglich optisch überprüfen (z.B. auf Polynom-Überschwingungen).
-
-
- 7.8. Newton-Interpolation
- -------------------------
-
- Menü Stat
- -> Newton Interpolation
-
- Das Newton-Polynom-Interpolations-Verfahren kann aus einer Folge
- 2-dimensionaler Meßwerte ein Polynom berechnen.
-
- Beispiel : 4 X,Y-Meßwerte
-
- 1. Meßwert : -1,-3
- 2. Meßwert : 0, 2
- 3. Meßwert : 1,-4
- 4. Meßwert : 2,-8
-
- Daraus wird folgendes Polynom P(x) berechnet :
-
- P(x) = 1.166*x^3 - 2.5*x^2 - 4.666*x + 2
-
- Das Newton-Verfahren sollte nicht mit mehr als 10 Meßwerten durchgeführt
- werden, da sonst sehr große Exponenten auftreten (z.B. 10 Meßwerte ->
- x^9).
-
- 7.9. Lagrange Interpolation
- ---------------------------
-
- Menü Stat
- -> Lagrange Interpolation
-
- Interpoliert nicht lineare Meßdaten.
- X-Wert wird eingeben und interpolierter Y-Wert ausgegeben.
-
- 7.10. Spline-Interpolation
- --------------------------
-
- Menü Stat
- -> Spline-Interpolation
-
- Interpolation mit kubischen Splines
-
- Eines der Hauptprobleme bei der Auswertung von nichtlinearen
- Meßwerten ist es, die Meßkurve zu glätten. Ein elegantes Verfah-
- ren ist die Glättung mit sogenannten kubischen Splines.
-
- (X-Werte müssen sortiert vorliegen !)
-
- Auswahl :
-
- 1) Einzelwerte berechnen
- 2) VIP und Drucker-Ausgabe
- 3) Datei im VIP-Format speichern
-
- 1.) Einzelwerte berechnen
-
- - eingeben, ob der Abstand zwischen den X-Werten konstant ist
- In diesem Fall wird die Berechnung beschleunigt.
-
- X-Wert eingeben, der interpolierte Y-Wert wird zurückgegeben.
-
- 2.) Drucker und VIP-Ausgabe
-
- - eingeben, ob der Abstand zwischen den X-Werten konstant ist
- In diesem Fall wird die Berechnung beschleunigt.
- Das Programm möchte die Anzahl der Zwischenwerte wissen,
- die über den gesamten Bereich berechnet werden sollen.
-
- - Druckerausgabe oder VIP-Datei anlegen
-
- 3.) Datei im VIP-Format speichern
-
- Hier können Meßwerte zur graphischen Auswertung der Tabellen-
- kalkulation VIP Professional übergeben werden. Die Speicherung
- erfolgt im komma-getrennten Format, d.h. viele andere Programme
- können dieses Format ebenfalls lesen (z.B. dBMan, XAct s. Menü
- 'Speichern im VIP-Format' Kapitel 8.3).
-
- Beispiel (Drucker oder VIP-Datei) :
-
- 6 Meßwerte : P(0,0), P(1,1), P(2,0), P(3,-1), P(4,0), P(5,1)
-
- Anzahl der Zwischenwerte : 12
-
- Ausgabe : (12 - 1) Werte
-
- x = 0.0000 y = 0.000
- x = 0.5000 y = 0.686
- x = 1.0000 y = 1.000
- x = 1.5000 y = 0.690
- x = 2.0000 y = 0.000
- x = 2.5000 y = -0.697
- x = 3.0000 y = -1.000
- x = 3.5000 y = -0.650
- x = 4.0000 y = 0.000
- x = 4.5000 y = 0.550
- x = 5.0000 y = 1.000
-
- 7.11. Numerische Integration
- ----------------------------
-
- Mit diesem Menüpunkt kann die Fläche unter allen Meßwerten bestimmt
- werden. Hierzu sind aber einige Dinge zu beachten :
-
- 1. Verboten sind negative Y-Meßwerte und Nulldurchgänge
- 2. Abstand b der X-Werte untereinander muß gleich sein
-
- Berechnungsverfahren nach Simpson-Formel
-
- 7.12. Newton-Raphson-Verfahren für Polynome
- -------------------------------------------
-
- Das Newton-Raphson-Verfahren wird zur Bestimmung von Nullstellen
- von Funktionen benutzt. Laborant Professional wendet dieses Ver-
- fahren zum Finden von Nullstellen in Polynomen an.
-
- Die Beschränkung auf Polynome (bis 9. Grades) hat folgende Begrün-
- dung. Laborant Professional verfügt in der aktuellen Versionen noch
- nicht über einen Funktions-Interpreter und kann somit noch nicht
- eingegebene beliebige Funktionen auswerten. Glückerweise werden aber
- hauptsächlich von Polynomen die Nullstellen gesucht.
-
- Newton-Raphson-Approximation für Nullstellen :
-
- x(n+1) = x(n) - f(x)/f'(x)
-
- x(n) bezeichnet man als Startwert der Approximation. Eine Nullstelle
- gilt als gefunden, wenn der Betrag von f(x)/f'(x) eine gewünschte
- Genauigkeit erreicht hat. Sollte keine Nullstelle vorhanden sein, so
- wird nach 100 vergeblichen Iterationen abgebrochen.
-
- Die Polynom-Routine verlangt am Anfang die Eingabe des zu untersuchen-
- den Polynoms.
-
- Beispiel-Eingabe : 0.1x^5 - x^3 - x^2 - x + 4
-
- Genauigkeit : 0.000001
-
- Startwert : 1
- Ausgabe : Nullstelle bei 1.18202
-
- Startwert : 10
- Ausgabe : Nullstelle bei 3.56497
-
- Startwert : -10
- Ausgabe : Nullstelle bei -3.03645
-
- Laborant Professional erzeugt aus dem eingegebenen Polynom automatisch
- die entsprechende Ableitung. Zugelassen sind Polynome bis 9. Grades
- (positive Exponenten incl. Null).
-
- Für genauere Untersuchungen von Nullstellen und Extremwerten beliebiger
- Funktionen empfehle ich das Public-Domain Programm Diskussion von Bruno
- Marx. Bei Interesse kann man es bei mir kostenlos gegen Rückporto und
- Leerdiskette erhalten. Das Programm kann problemlos von Laborant Pro-
- fessional gestartet werden, wenn man dessen .RSC-Datei auf die Ordner-
- ebene von LABORANT.PRG kopiert.
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 8:
- ----------
- Meßwert Lade- und Speicherroutinen
- ----------------------------------
-
- 8.1. Laden / Importieren von Meßwerten
- --------------------------------------
-
- Mit dieser Option kann man gespeicherte Meßwerte laden und mit den
- Funktionen des Menüs Mess auswerten.
-
- 8.1.1. Laden von Meßwerten im Standardformat
- --------------------------------------------
-
- Menü Datei
- -> Laden von Meßwerten (Taste F9)
-
- Standard-Meßwertdateien tragen die Datei-Extension .MSW.
-
- 2 Beispiel-Dateien : BEISPIEL.MSW und LINEARRG.MSW sind mit auf der
- Diskette
-
- 8.1.2. Importiere kommagetrenntes Format
- ----------------------------------------
-
- Menü Datei
- -> Importieren von Meßwerten
-
- Mit dieser Option kann man Meßwerte aus Fremdprogrammen importieren.
- Importiert werden Meßwerte, die im ASCII-Delimited-Format vorliegen.
-
- Dieses kommagetrennte Format ist wie folgt aufgebaut :
-
- Zeilenweise Speicherung in ASCII-Code mit CR/LF am Zeilenende
-
- Beispiel: 1.89,2.01
- 3.45,7.64
- usw.
-
- Alle großen Datenbanken, Meßwertprogramme und Tabellenkalkulationen
- können dieses Format exportieren. Ebenso kann man mit jedem ASCII-
- Editor (z.B. Tempus/Edison) die Meßwerte erstellen und dann einfach
- in Laborant Professional importieren.
-
- 8.1.3. Importiere Microsoft-EXCEL ASCII-Format
- ----------------------------------------------
-
- Das EXCEL-ASCII-Format ähnelt sehr dem kommagetrennten Format. Nur
- wird hier statt des Kommas das Semikolon als Trennzeichen benutzt.
-
- 8.1.4. Importiere Curfit 3.0 - Meßwerte
- ---------------------------------------
-
- Curfit 3.0-Dateien besitzen auch ein kommagetrenntes Format, aller-
- dings gibt Curfit einer Meßreihe als ersten Wert noch einen Gewich-
- tungsfaktor mit, der von Laborant Professional nicht genutzt wird.
-
-
- 8.2. Speichern Meßwerte
- -----------------------
-
- Menü Datei
- -> Meßwerte speichern
-
- Momentan arbeitet Laborant Professional noch ohne graphische Darstellungen,
- deshalb kann es seine Meßwerte an sehr viele Grafik-, Meßwert- oder
- Tabellenkalkulationsprogramme exportieren.
-
- Auf Grund seiner MultiTOS/MultiGEM-Fähigkeit kann Laborant Professional
- parallel zu solchen Programmen arbeiten. Insbesondere auf Großbild-
- schirmen können hier diverse Programme quasi gleichzeitig auf dem
- Bildschirm aktiv sein und Daten austauschen.
-
- Die Laborant Professional-Erweiterungen zielen deshalb weniger auf die
- graphische Darstellung von Meßwerten als vielmehr auf die Erhöhung
- der Leistungsfähigkeit im chemisch-technischen Bereich.
-
- Beim 'Meßwert speichern' erscheint eine Auswahlbox, die diverse
- Dateiformate zuläßt. In den nachfolgenden Unterkapiteln werden die
- umfangreichen Export-Formate explizit erklärt.
-
- 1. Standard-Format Extension: .MSW
- 2. Lineare Regression Extension: .MSW
- 3. DIF-Format Extension: .DIF
- 4. VIP-Format Extension: .VIP
- 5. ASCII-Format Extension: .TXT
- 6. Plotter.GFA Extension: .PLT
- 7. Curfit 3.0-Format Extension: .DAT
- 8. SCIGRAPH / XACT Extension: .CSV
- 9. LDW-POWER-CALC Extension: .LDP
- 10. TeX-Tabelle Extension: .TEX
-
- 8.2.1. Speichern im Standard-Format .MSW
- ------------------------------------------
-
- Mit dieser Option können Sie Ihre eingegebenen Meßwerte abspeichern.
- Beachten Sie, daß die Meßwert-Dateien mit .MSW enden.
-
- Wer mit ST-PASCAL Plus arbeitet, kann diese Meßwertdateien für eigene
- Zwecke auslesen. Sie haben folgendes Format :
-
- 1. Dateityp : FILE OF REAL
- 1. Eintrag = Anzahl Meßwerte
- 2. Eintrag = 1. X-Wert
- 3. Eintrag = 1. Y-Wert
- usw.
-
- Bei eindimensionalen Feldern werden alle Y-Werte als 0 mitabge-
- speichert.
-
- 8.2.2. Lineare Regression speichern .MSW
- ----------------------------------------
-
- Ordnet Ihren X-Werten, die ausgeglichenen Y-Werte zu und speichert
- diese auf dem Laufwerk ab. Meßwertdateien bitte immer mit .MSW
- enden lassen. Die originalen Y-Werte bleiben erhalten.
-
- Falls Sie ein DIF-Format erzeugen möchten, müssen Sie erst mit
- 'Lin. Regression' abspeichern, dann 'Meßwerte laden' und diese
- dann mit 'Speichern DIF-Format' für Programme, wie Logistix ST
- aufbereiten.
-
-
- 8.2.3. Speichern DIF-Format .DIF
- --------------------------------
-
- Das DIF-Format (Data Interchange Format) erlaubt den Austausch von
- Meßwerten mit anderen Programmen.
-
- Diese Programme sind z.B. Logistix ST, dbMan 5.3, Lotus 1-2-3 uvm.
-
- Grundsätzlich werden die Daten im Spaltenformat übergeben:
-
- In Spalte A stehen die X-Werte und in Spalte B die Y-Werte. Beachte,
- auch bei 1-dim. Feldern werden die Y-Werte (als 0) mit übertragen; man
- läßt sie dann bei der Auswertung einfach außer acht.
-
- DIF-Dateien haben immer die Endung .DIF !
-
- Eine Beispieldatei BEISPIEL.DIF ist mit auf der Diskette.
-
- In Version 1.20 wurde die DIF-Routine weiter optimiert, besonders
- auf Diskettenspeicherbedarf und Logistix ST-Anpassung.
-
- DIF-Dateien können grundsätzlich auch von IBM-kompatiblen Rechnern mit
- Programmen wie Logistix 1.2 oder LOTUS 1-2-3 gelesen werden. ATARI-
- Computer besitzen ab TOS 1.4 ein MS-DOS kompatibles Disketten- und
- Festplattenformat. So ist ein gleichzeitiger Betrieb von ATARI- und
- MS-DOS-Programmen auf einer Festplatten-Partition kein Problem.
-
- Datei in Logistix einladen :
-
- Folgende Tasten drücken :
-
- 1. / * bedeutet Befehl anrufen
- 2. L * laden
- 3. D * DIF-Format
- 4. BEISPIEL.DIF * BEISPIEL.DIF einladen
-
- 8.2.4. Speichern im VIP-Format .VIP
- -----------------------------------
-
- Dieser Menüpunkt speichert die Meßwerte im VIP-Professional-Format
- ab. Damit können Meßwerte mit VIP bearbeitet bzw. Meßwertdiagramme von
- VIP erzeugt werden. VIP-Dateien haben die Extension .VIP. Beim VIP-
- Format handelt es sich um ein komma-getrenntes Format, das viele Pro-
- gramme einlesen können (einfach probieren).
-
- Vorbereitungen zum Laden in VIP Professional Version 1.4 (deutsche
- Version):
-
- 1.) 4 Nachkommastellen einstellen :
- mit Menü Tab, Global, Fest : Hier 4 eingeben, Return
-
- 2.) Spaltenbreite auf 14 setzen
- mit Menü Tab, Global, Spaltenbreite : Hier 14 eingeben, Return
-
- 3.) Laden der Meßwertdatei in VIP
-
- mit Menü File, Import, Select,
- Dateiname eingeben : BEISPIEL.VIP, Return
-
- Meßwerte in die Datenbank dBMan/dBase übernehmen
-
- Vorbereitungen :
-
- Es muß eine Datei mit folgender Struktur existieren :
-
- Anlegen mit CREATE DBMAN.DBF
- X_Wert Numerisch 12.4
- Y_Wert Numerisch 12.4
-
- USE DBMAN.DBF
- APPEND DELIMITED FROM BEISPIEL.VIP
-
-
- Anmerkung :
- Das kommagetrennte VIP-Format von Laborant Professinal eignet sich
- besonders für selbstentwickelte Fremdprogramme, um Daten von
- Laborant Professional zu übernehmen.
-
- 8.2.5. Speichern im ASCII-Format .TXT
- -------------------------------------
-
- Ab der Version 1.20 kann Laborant ST auch Meßwertausgaben für Textver-
- arbeitungsprogramme erzeugen, d.h. man kann nun Meßwerte problemlos in
- eigene Dokumentationen übernehmen.
-
- Texte liegen im ASCII-Format vor und Dateien haben die Endung .TXT.
-
- X und Y-Werte werden spaltenweise ausgegeben.
- Nun sollte es möglich sein, sich problemlos die Meßwerte in eigene
- Texte einzubinden ('mergen').
-
- Eingabemöglichkeiten :
-
- - Protokollüberschrift eingeben
- - Bezeichnung der X-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Y-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Maßeinheit für X-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Maßeinheit für Y-Werte eingeben
- - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der X-Werte anklicken
- - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der Y-Werte anklicken
- Die Eingabefeldsteuerung erfolgt über Cursortasten, beachten
- Sie, daß die RETURN-Taste den Dialog komplett abschließt.
-
- Danach entsprechenden Dateinamen eingeben (.TXT-Endung).
-
- Anmerkung: Texteditoren TEMPUS 2.13 oder Edison 1.1
-
- 8.2.6. Speichern für PLOTTER.GFA
- --------------------------------
-
- PLOTTER.GFA ist ein sehr gut gemachtes Graphik-Programm zur Ausgabe
- von Meßwerten. Für viele ST-User sind Tabellenkalkulationen, wie LDW
- Power Calc oder KSpread 4 zu teuer. PLOTTER.GFA ist ein Public-
- Domain-Programm, das diese Probleme excellent löst.
-
- Laborant Professional kann für dieses Programm Meßwert-Dateien erstel-
- len. Die Dateien haben die Endung .PLT.
-
- - 1. Eingabe der Bezeichnung der Messung (Überschrift)
- - 2. Eingabe der X-Achsen-Beschriftung
- - 3. Eingabe der Y-Achsen-Beschriftung
- - 4. Dateinamen angeben
-
- Laborant Professional übergibt Meßwerte in voller Genauigkeit mit der
- PLOTTER.GFA-Einstellung: 3 Vorkommastellen, 2 Nachkommastellen. Die
- Genauigkeit kann aber von Plotter.GFA jederzeit erhöht werden.
-
- Außerdem können mit PLOTTER.GFA diverse graph. Darstellungen und Be-
- schriftungen jeder Zeit ergänzt werden.
-
- Da von PLOTTER.GFA mehrere Versionen existieren, sollte man sich die
- aktuelle Version direkt beim Autor bestellen (Laborant Professional
- arbeitet problemlos mit den Versionen 1.6, 2.01 und 2.4 zusammen).
-
- Adresse des Autors :
-
- Dr. Rainer Paape
- Paschenburgstr.67
- W-2800 Bremen 1
- Germany
-
- Wer die excellenten Graphen von Plotter.GFA weiter verarbeiten möchte,
- kann sich die Bilder mit dem SIGNUM-Accessory SCRCOP.ACC in das TOP-
- Programm für die wissenschaftliche Textverarbeitung SIGNUM 3 überneh-
- men. SCRCOP-Bilder können mittels des Zeichenprogramms PICCOLO geladen,
- bearbeitet und z.B. als Screenformat für das DTP-Programm Calamus SL
- gespeichert werden.
-
- 8.2.7. Speichern für Curfit 3.0
- -------------------------------
-
- Curfit 3.0 ist ein weiterer excellenter Meßwertplotter. Laborant
- Professional kann für X/Y-Meßwertpaare ein Curfit 3.0 kompatibles
- Dateiformat erzeugen. Die Dateien haben die Endnung .DAT und werden
- auf dem selben Dateipfad wie Plotter.GFA-Dateien abgespeichert. Die
- PD-Programme PLOTTER.GFA und Curfit 3.0 haben beide ihre spezifischen
- Stärken, am besten man besitzt beide.
-
- Curfit 3.0 erhält man bei der Zeitschrift ST-Computer unter der
- Public-Domain Disk-Nr. 317. Unter dieser Bezeichnung aber auch
- fast in jedem anderen PD-Service.
-
- 8.2.8. Speichern für SCIGRAPH / XACT
-
- XACT ist eines der leistungsfähigsten Präsentationsprogramme für
- den ATARI ST/TT (sehr empfehlenswert).
-
- - Laden über Titel Datei und den Menüpunkt
- Importieren Datei in SCIGRAPH/XACT einlesen
- (Datei-Extension .CSV).
-
- CSV-Dateien werden im gleichen Ordner wie VIP-Dateien gespeichert
- (Standardeinstellung : Ordner SPREAD).
-
- 8.2.9. Speichern für LDW POWER-CALC
- ----------------------------------
-
- LDW POWER-CALC 2.0 ist ein komfortables Tabellenkalkulations-Programm.
-
- - Laden über Titel Transfer und den Menüpunkt FREMD in LDW-POWER-CALC
- importieren (Datei-Extension .LDP).
-
- LDW-POWER-CALC-Dateien werden im gleichen Ordner wie VIP-Dateien ge-
- speichert (Standardeinstellung : Ordner SPREAD).
-
- 8.2.10. TeX-Tabellengenerierung
- -------------------------------
-
- TeX ist eine sehr mächtige Textgestaltungssprache und auf allen heutigen
- Computersystemen (ab 16-bit) verbreitet.
-
- Laborant Professional erlaubt die komfortable Generierung von TeX-
- Tabellen aus den Meßwerten. Diese Meßwert-Tabelle können sie dann
- in ein vorhandenes TeX-Dokument integrieren.
-
- Die Tabelle sieht wirklich erstklassig aus.
-
- Eingabemöglichkeiten :
-
- - Protokollüberschrift eingeben
- - Bezeichnung der X-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Y-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Maßeinheit für X-Werte eingeben
- - Bezeichnung der Maßeinheit für Y-Werte eingeben
- - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der X-Werte anklicken
- - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der Y-Werte anklicken
-
- Danach entsprechenden Dateinamen eingeben (.TEX-Endung).
-
- Übrigens, TeX-Dateien sind ASCII-Dateien und können mit jedem Editor
- ergänzt werden.
-
- 8.3. Speichern für MS-DOS Programme
- -----------------------------------
-
- Menü Datei
- -> Speichern für MS-DOS Programme
-
- Laborant Professional kann natürlich nicht nur Meßwerte für ATARI-
- Programme exportieren. Die große MS-DOS Welt kann natürlich ebenfalls
- bedient werden.
-
- Formate, wie .VIP, .LDP oder .CSV können bereits viele MS-DOS Programme
- lesen (einfachmal deren IMPORT-Funktionen versuchen).
-
- Aber für die großen MS-DOS Programme stellt Laborant Professional deren
- Spezialformate zur Verfügung.
-
- Damit IBM-kompatible Computer überhaupt ATARI ST-Disketten lesen können,
- müssen folgende Bedingungen eingehalten werden :
-
- - Besitzer von TOS 1.4 oder höher brauchen sich um nichts kümmern
- (MS-DOS kompatible Formatierung)
-
- - Besitzer vom alten TOS oder Blitter.TOS dürfen nur Disketten
- verwenden, die auf einem IBM-kompatiblen Computer oder mit
- MS-DOS Emulatoren formatiert wurden.
-
- Die Dateien werden gemäß der LABORANT.INF auf dem gleichen Pfad
- wie VIP-Dateien gespeichert (in der Standardeinstellung im Ordner
- SPREAD).
-
- 8.3.1. Speichern für dBASE IV/III+
- ----------------------------------
-
- Um in dBASE Daten überhaupt laden zu können, muß zuerst von dBASE
- eine entsprechende Datei erzeugt werden, dies geschieht mittels :
-
- CREATE TEST.DBF
-
- Diese Datei enthält folgende Definition :
-
- XWERT Numerisch 14.6
- YWERT Numerisch 14.6
-
- Laborant Professional selbst erzeugt für dBASE Dateien vom Typ Delimited
- mit der Endung .DEL
-
- Laden einer Delimited-Datei in dBASE :
-
- USE TEST.DBF
- APPEND FROM TEST.DEL DELITIMED
-
- 8.3.2. Speichern für Microsoft EXCEL
- ------------------------------------
-
- EXCEL benötigt ein spezielles ASCII-Format zum Laden. Laborant Pro-
- fessional erzeugt dafür ein Dateiformat mit der Endung .ASC.
-
- Laden von MS-EXCEL :
-
- Menü DATEI, Datei laden
- Dateinamen von *.XL* in *.ASC verändern
- Datei aussuchen und laden
-
- 8.3.3. Speichern für Microsoft CHART 3.0
- ----------------------------------------
-
- Die von Laborant Professional erzeugte Datei ist vom Typ DELIMITED .DEL.
-
- Laden von Microsoft CHART :
-
- XTERN TEXT DBASE
-
- 8.3.4. Speichern für Microsoft Multiplan 3.0
- --------------------------------------------
-
- Die von Laborant Professional erzeugte Datei ist von Typ DELIMITED .DEL.
-
- Laden in MS-Multiplan :
-
- ÜBERTRAGEN OPTIONEN anwählen
- ASCII-Option auswählen
- ÜBERTRAGEN LADEN
-
- 8.3.5. Speichern für LOTUS 1-2-3
- --------------------------------
-
- Die von Laborant Professional erzeugte Datei ist von Typ DELIMITED .DEL.
-
- Laden in LOTUS 1-2-3 :
-
- TRANSFER FREMD
- Option ZAHLEN aktivieren
- Dateinamen eingeben (z.B. TEST.DEL)
-
- 8.3.6. Speichern für LOTUS Freelance
- ------------------------------------
-
- Für das Graphik-Programm Lotus Freelance erzeugt Laborant Professional
- ein SYLK-Format mit der Endung .SYL.
-
- SYLK = Microsoft-Symbolic-Link-Format
-
- Laden in LOTUS Freelance :
-
- GRAFIK IMPORTIEREN
- Dateityp : SYLK
- Dateiname eingeben (TEST.SYL)
-
- 8.3.7. Laborant Professional mit PC-/AT Software koppeln
- --------------------------------------------------------
-
- Sollten Sie Besitzer des neuen TOS 1.4 oder höher sein, benutzen Sie
- die ST-Formatierroutine. Benutzer älterer TOS-Versionen müssen ein
- MS-DOS-Formatierprogramm benutzen z.B. FCOPY Pro. Allen ST-Benutzern
- sei wärmstens die neue TOS 2.06 Version ans Herz gelegt. Sie ist im
- Handel für 198 DM erhältlich (wer keine Löterfahrung hat, sollte sie
- beim Händler einbauen lassen).
-
- Die einseitige Formatierung benutzen Sie bitte bei 5 1/4 Zoll
- Disketten (360 KB). Die doppelseitige oder HD-Formatierung für
- 3 1/2 Zoll Disketten (720 KB oder 1,44 MB).
-
- Nach dem Sie Ihre Meßwerte im entsprechenden Format auf der ST-Disk
- gespeichert haben, können Sie sie in den PC-/AT einlegen und dort
- Ihre Daten aufbereiten.
-
- Anmerkung:
- Wer viel mit PC-/AT-Software arbeitet, sollte sich einen ent-
- sprechenden Hardware-Emulator zu legen, z.B. einen ATONCE 386SX
- oder AT-Speed C16. So bleiben Laborant Professional und die PC-Software
- auf einem Computer zusammen und man kann die besten Programme aus
- beiden Welten nutzen.
-
- 8.4. Übersicht über die alle Dateiformate von Laborant Professional
- -------------------------------------------------------------------
-
- Dateiendung:
-
- .MSW - Standarddateien für Meßwerte
- .TXT - Datei als ASCII-Text
- .DIF - Datei im Data Interchange Format
- .PLT - Datei im PLOTTER.GFA-Format
- .DAT - Datei im Curfit 3.0-Format
- .VIP - Datei im VIP Professional-Format
- .LDP - Datei im LDW Power Calc-Format
- .CSV - Datei im SCIGRAPH-/XACT Importformat
- .DEL - Datei im Delimited-Format (z.B. dBase)
- .ASC - Datei im MS-Excel Format
- .SYL - Datei im Microsoft Symbolic Link Format
- .TEX - Datei mit generierten TeX-Fragmenten
-
- Weitere Dateiendungen für Spezialdateien:
-
- .INF - Laborant Pfade in ASCII
- .EQU - Gleichungsdatei
- .FOR - Formelmacro-Datei
- .BCH - Biochemie-Formeln
- .LGS - Lineares Gleichsystem in ASCII
- .THC - Thermochemie-Datei
-
- 8.5. Speichern und Drucken von Multi-Dialogen
- ---------------------------------------------
-
- Ab Laborant ST/TT Plus 1.22 ist es möglich die Ergebnisse und Daten
- von Multi-Dialogen auszudrucken bzw. zu speichern. Multi-Dialoge
- sind variable Dialogboxen, die jenach Anzahl der Ausgaben ihre
- Größe variieren.
-
- So braucht man z.B. nicht mehr die Ergebnisse von Gleichungsanalysen
- oder Titrationen von Hand abzuschreiben.
-
- Die Speicherung erfolgt als ASCII-Datei in den Pfad der .TXT-Dateien.
-
- 8.6. Diskettenoperationen
- -------------------------
-
- Menü Datei
- -> Diskettenoperationen
-
- 8.6.1. Datei umbenennen
- -----------------------
-
- Datei durch Anklicken aussuchen
- Neuen Dateinamen entsprechend den GEM-Konventionen mit Pfad eingeben
- (eingespiegelt wird alter Pfad mit Namen (Wichtig: Pfad muß identisch
- bleiben)).
-
- Nützlich ist diese Funktion z.B. für die statistischen Funktionen
- von Laborant Professional (Datei-Endungen von .MS0 bis .MS9), wenn man
- sich mal vertippt hat.
-
- 8.6.2. Datei löschen
- --------------------
-
- Datei durch Anklicken löschen ('never come back !)
-
- 8.6.3. Speicherplatz auf Diskette oder Harddisk feststellen
- -----------------------------------------------------------
-
- - entsprechendes Laufwerk per Maus auswählen
-
- Ausgabe : Freier Speicherplatz
- Belegter Speicherplatz
- Belegungsgrad in %
-
- 8.6.4. Lade neue Laborant.INF
- -----------------------------
-
- In manchen Fällen möchte man während des Programms seine Meßwerte
- in andere Ordner oder auf andere Laufwerke abspeichern. Diese
- Funktion erlaubt es eine andere LABORANT.INF zu laden.
-
- Beispiel: Man benutzt die aktuelle LABORANT.INF, die alle Meßwerte
- in Unterordner des Laborant-Ordners legt. Man möchte aber
- nun eine Sicherheitskopie auf Laufwerk B machen. So kann
- man z.B. die Datei TWODRIVE.INF laden und die Dateien
- auf dieses Laufwerk umleiten.
-
- Warnung : Wer die DESKTOP.INF oder NEWDESK.INF lädt, fährt 100%ig
- beim Speichern zur 'Hölle'.
-
- 8.6.5. Systempfade LABORANT.INF festlegen
- -----------------------------------------
-
- Ab Version Laborant Professional können die 9 Systempfade bequem per
- Dialogbox eingegeben werden. Hier gelten die Regeln für GEM-Pfadnamen.
- Die Konventionen für Laborant Professional-Pfade finden Sie im Kapitel
- 14 (Installationshinweise).
-
- 'Sichern' schreibt die neue LABORANT.INF auf Festplatte/Diskette.
-
- **************************************************************************
-
- KAPITEL 9 :
- -----------
- Statistische Auswertung von Meßwerten
- -------------------------------------
-
- Menü Stat
- ->Menüpunkt Statistische Tests
-
- 9.1. Verwaltung von statistischen Daten
- ---------------------------------------
-
- Statistische Daten werden grundsätzlich von Diskette oder Festplatte
- geholt.
-
- Für den Q-, F- oder t-Test werden jeweils 2 Meßwertdateien von Typ
- .MSW benötigt.
-
- Der Bartlett-Test und die einfache Varianzanalyse können bis zu 10
- Meßwertdateien automatisch laden und auswerten. Diese Dateien sind
- vom Benutzer mit den Dateiendungen .MS0 bis .MS9 zu versehen
- (bereits beim Speichern der Meßwerte).
-
- Die Varianzanalyse bzw. der Bartlett-Test benötigen zur Berechnung
- nur die Anwahl einer .MS0-Datei.
-
- Beispiel:
- Eine Versuchreihe besteht aus 3 Meßwertreihen :
- - die 1. Meßwertreihe heiße PROBE.MS0
- - die 2. Meßwertreihe, dann PROBE.MS1
- und die letzte dann PROBE.MS2
-
- Nach der Anwahl von PROBE.MS0 werden PROBE.MS1 und PROBE.MS2
- automatisch nachgeladen. Die Anzahl wird automatisch erkannt,
- darum braucht der Anwender sich nicht zu kümmern.
-
-
- 9.2. Statistische Tests
- -----------------------
-
- 9.2.1. Q-Test
- -------------
-
- Der Q-Test ermöglicht es Ausreißer in einer Meßreihe festzustellen.
- Allerdings ist die Meßreihe auf max. 10 Werte begrenzt.
-
- - 1. Datei muß nach X-Werten sortiert sein
- - 2. Haben mehrere Meßwerte den gleichen Betrag, so darf nur
- ein Meßwert in den Test davon übernommen werden !
-
- Beispiel:
- 4 Meßwerte :
-
- 1.) 3.44
- 2.) 3.45
- 3.) 3.45 (Meßwert 3 doppelt, entfernen)
- 4.) 3.49
-
- Meßreihe für QTEST vorbereitet :
-
- 1.) 3.44
- 2.) 3.45
- 3.) 3.49
-
- Man kann zwischen einer Wahrscheinlichkeit P von 0.9, 0.95 und 0.99
- wählen.
-
- Ist Q > Q(P,n), so ist der Meßwert als Ausreißer identifiziert.
-
- 9.2.2. Ausreißertest (n > 10)
- -----------------------------
-
- Für Messungen mit mehr als 10 Werten wird ein Ausreißer nach
- folgender Defintion identifiziert. Ist der Abstand zwischen dem
- zu untersuchenden Wert und dem Mittelwert größer als 4x die
- Standardabweichung, dann gilt er als Ausreißer.
-
- Mittelwert und Standardabweichung wurden vorher neu berechnet,
- Der zu testende Meßwert wurde bei der Berechnung weggelassen).
-
- Eingabe: Nummer des X-Meßwerts in der Meßwert-Eingabe (vor der
- Ausreißer-Prüfung dort ablesen) eingeben.
-
- Literatur: s. Doerffel S. 116
-
-
- 9.2.3. F-Test
- -------------
-
- Vergleich zweier Varianzen
- (für unverbundene Stichproben (heterograd))
-
- Eingabe der Wahrscheinlichkeit P
-
- Laden der beiden Meßreihen mit der Endung .MSW.
-
- Ausgabe von F und F(P,n)
-
- 9.2.4. t-Test
- -------------
-
- Mit dem t-Test (Student-Test) kann man zwei Mittelwerte miteinander
- vergleichen.
- (für unverbundene Stichproben)
-
- Eingabe der Wahrscheinlichkeit P
-
- Laden der beiden Meßreihen mit der Endung .MSW
-
- Ausgabe von t und t(P,f)
-
- 9.2.5. Bartlett-Test
- --------------------
-
- Vergleich mehrerer Standardabweichungen (Chi^2-Verteilung)
-
- Es sind max. 10 Meßreihen zum Bartlett-Test zugelassen, diese
- Meßreihen müssen als Datei mit den Endungen .MS0 bis .MS9 vor-
- liegen.
-
- Vorbereitung :
-
- Beispiel: 5 Meßreihen, wie folgt abspeichern :
-
- z.B. TEST.MS0, TEST.MS1, TEST.MS2, TEST.MS3, TEST.MS4
-
- Die Endungen sind beim Menü 'Meßwerte speichern'
- mit einzugeben, ansonsten müssen die Dateien mit der
- Diskettenoperation "Umbenennen" umbenannt werden.
-
- Beachten Sie die Dateiendung : 5 Dateien = .MS0 bis .MS4
- 10 Dateien = .MS0 bis .MS9
-
- 1. Eingabe der Wahrscheinlichkeit P :
-
- Auswahl: P = 0.500
- P = 0.900
- P = 0.950
- P = 0.990
- P = 0.995
-
- 2. Startdatei laden
-
- In unserem Beispiel ist die Startdatei TEST.MS0, die restlichen
- Dateien werden automatisch nachgeladen.
-
- 3. Ausgabe :
-
- - Berechnetes Chi^2 der Meßreihen
- - Chi*^2 = Chi^2/C
- - Chi^2(P,f)
-
- f = Freiheitsgrad (Anzahl Meßreihen - 1)
- fg = Summe aller Einzelfreiheitsgrade
- fj = Freiheitsgrade der j.ten Meßreihe
-
- Σ(1/fj) - 1/fg
- C = -------------- + 1
- 3 * f
-
- Sollte Chi^2 den Wert Chi(P,f) nur geringfügig überschreiten, so
- kann man den korrigierten Wert Chi*^2 benutzen.
-
- Überschreitet Chi*^2 dennoch Chi(P,f), so ist ein signifikanter
- Unterschied zwischen den Standardabweichungen festgestellt worden.
-
- 9.2.6. Gamma-Funktion
- ---------------------
-
- Die Gamma-Funktion spielt in der Statistik bei Verteilungen eine
- große Rolle. Das Integral der Gamma-Funktion ist nicht analytisch
- lösbar und muß numerisch bestimmt werden. Laborant Professional
- approximiert die Funktion.
-
- Für ganzzahlige Werte von x-Werte ergibt die Gamma-Funktion die
- Fakultät, ein nützlicher Nebeneffekt. Die interne Rechnung wird
- logarithmisch durchgeführt, um x-Werte > 32 zu ermöglichen.
-
-
- 9.3. Einfache Varianzanalyse
- ----------------------------
-
- Menü Stat
- -> Varianzanalyse
-
- 1. Auswahl :
-
- Start = Beginn der Varianzanalyse
- Info = Erklärung zur Funktion der Varianzanalyse
-
- 2. Eingabe der Wahrscheinlichkeit P 95% oder 99%
-
- 3. Eingabe: wieviele Meßreihen verglichen werden sollen
- (max. 10). Alle Meßreihen müssen die gleiche Anzahl von
- Meßwerten enthalten (s. Barlett-Test).
-
- Ausgabe :
-
- 1. Barlett-Test Chi^2-Test
- 2. F-Test
- 3. Streuung zwischen den Meßreihen, Varianz
- 4. Streuung innerhalb der Meßreihen, Varianz
- 5. Streuung insgesamt
- 6. Arithmetisches Mittel und mittlerer Fehler des Mittelwerts
-
- 9.4. Korrelationskoeffizient
- ----------------------------
-
- Der Korrelationskoeffizient dient zur Prüfung der Abhängigkeit
- zweier Variablen.
-
- 1. Eingabe der Wahrscheinlichkeit P (95% oder 99%)
- 2. Meßwertdatei 1 von Typ .MSW laden
- 3. Meßwertdatei 2 von Typ .MSW laden
-
- Ausgabe : Betrag des Korrelationskoeffizienten, sowie den
- Vergleichswert r(P,f)
-
- Man beachte, daß beide Meßwertdateien die gleiche Anzahl an Meßwerten
- enthalten müssen.
-
- ****************************************************************************
-
- KAPITEL 10
- ----------
- Thermochemie
- ------------
-
- 10.1. Grundzüge der Thermochemie
- --------------------------------
-
- Laborant Professional stellt dem Benutzer eine große Anzahl von
- thermodynamischen Verfahren zur Verfügung. Eine ganze Reihe von
- Verfahren greifen auf vom Benutzer definierbare Thermochemie-
- Datenbanken zurück. Ich denke die Funktionssammlung kann sich
- sehen lassen.
-
- 10.2. Datenbank laden
- ---------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Datenbank laden (Taste F6)
-
- Für diverse thermodynamische Berechnungen kann auf Thermochemie-Daten-
- banken zurückgegriffen werden.
-
- Eine kleine Beispiel-Datenbank liegt im Ordner THERMOC vor. Thermochemie-
- Datenbanken haben die Datei-Extension .THC.
-
- Die Datenbank liegt im ASCII-Format, warum eigentlich ? Viele andere
- Programme erzeugen eigene Dateiformate, die dann leider nur vom Pro-
- gramm aus änderbar sind, d.h. es muß zusätzlich ein hoher Verwaltungs-
- aufwand getrieben werden.
-
- Laborant Professional verfolgt hier eine andere Strategie. Der Anwender
- soll selbst die Datei mit einem Editor erstellen. Oder was noch viel
- genialer ist, die Datenbank per eigenem Programm selbst erzeugen. Dazu
- muß der Anwender seine eigenen Datenbestände nur als Semikolon-
- getrennte Text-Datei speichern und mit einem #-Zeichen abschließen.
- Und schon kann Laborant Professional seine Daten übernehmen. Mit dem
- Aufruf eines externen Editor (Kapitel 13.3) kann man die .THC-Daten
- leicht editieren.
-
- Aufbau der Datenbank
- --------------------
-
- Jeder Formel-Eintrag besteht aus 8 Angaben.
-
- 1. Formel/Bezeichnung (max. 25 Zeichen lang)
- 2. Molare Standardreaktionsenthalpie dH in kJ/mol
- 3. Freie molare Standardreaktionsenthalpie (Gibbs) dG in kJ/mol
- 4. Molare Standardreaktionsentropie S in J/(Kmol)
- 5. Molare Wärmekapazität Cp in J/(Kmol)
- 6. Cp-Polynomkoeffizient a (optional)
- 7. Cp-Polynomkoeffizient b (optional)
- 8. Cp-Polynomkoeffizient c (optional)
-
- Die Werte gelten für 298,16 K.
-
- Die molare Wärmekapazität kann optional über ein Temperaturpolynom
- ausgerechnet werden.
-
- Cp(T) = a + b*1E-3*T + c*1E-6*T*T
-
- Die Koeffizienten a,b und c sind optional. Sollte man Sie nicht
- kennen, so brauchen sie nicht angegeben werden, d.h. fehlende Koeffi-
- zienten brauchen nicht als 0 angegeben werden. Die Laderoutine
- erkennt solche Fälle automatisch.
-
- Diese max. 8 Werte bilden eine ASCII-Zeile.
-
- Beispiel Datenbank mit 12 Einträgen
-
- CO; -110.5; -137.2; 197.55; 29.11
- CO2; -393.5; -394.4; 213.66; 37.23 ; 25.56 ; 7.58 ; -1.13
- CH4; -74.8; -109.1; 186; 35.34
- C2H6; -84.7; -32.9; 229.5; 52.6
- C2H4; 52.5; 68.4; 219.22; 50.48
- C2H2; 226.7; 209.2; 200.85; 44.06
- C3H8; -104; -23; 270; 74
- C6H6(g); 83; 130; 269; 82
- C6H6(l); 49; 124.5; 173.2; 136.11
- CH3Cl(g); -80.8; -57.4; 234.5; 40.8
- CS2(g); 117.4; 67.2; 237.7; 45.4
- CS2(l); 89.4; 65; 151.3; 79.99
- #
-
- Alle Verbindungen, außer CO2 in diesem Beispiel besitzen keine
- Cp-Temperaturkoeffizienten. Die Beispiel-Datenbank BEISPIEL.THC auf
- der Diskette enthält keine Cp-Koeffizienten. Hier ist jeder Anwender
- aufgefordert, sich bei Bedarf die Daten einmal mittels Editor
- nachzutragen.
-
- Die Datensätze sind jeweils durch ein Semikolon ! getrennt. Am Ende einer
- Zeile nach der molaren Wärmekapazität bzw. den Cp-Koeffizienten
- steht allerdings kein Semikolon.
-
- Die Datenbank endet mit einem #-Symbol.
-
- Die Aggregatzustände können, falls nötig, direkt an die Formel gekoppelt
- werden, z.B. :
- (s) = solid
- (l) = liquid
- (g) = gas
- usw.
-
- In der Beispiel-Datenbank wurden bei Substanzen, die nur in einem Aggre-
- gatzustand vorkommen, die Zustände zur vereinfachten Eingabe weggelassen.
-
- Welche Abkürzungen verwendet werden, kann vom Anwender frei festgelegt
- werden. Wichtig ist nur, daß die Formeln, die Aggregatzustände besitzen,
- in Berechnungen komplett angegeben werden müssen, sonst werden sie nicht
- gefunden !
-
- Eine Datei darf max. 500 Formeln enthalten. Allerdings sollte ein kluger
- Anwender seine Datei möglichst klein halten, das spart auf jeden Fall
- Suchzeit. Schließlich können von Diskette oder Festplatte jeder Zeit
- andere Thermochemie-Dateien (.THC) geladen werden. Eine Thermochemie-
- Datenbank wird im Speicher gehalten, um die Auswertungen schnell
- durchzuführen.
-
- Die Beispiel-Datenbank soll nur ein Beispiel sein, wie eine Thermochemie-
- Datenbank aussehen könnte. Dem Anwender ist es überlassen, sich eine ent-
- sprechende neue Datenbank nach seinen Wünschen zu erstellen.
-
- Anregung :
- Da man sich nicht an die Formelsyntax halten muß, kann man Formelnamen
- auch beliebig kurz angeben (z.B. X, Y, Z ...). Nur muß man später wissen,
- was sich wirklich dahinter verbirgt. Auf jeden Fall spart man z.B. bei
- Reaktionsgleichungen viel Tipparbeit.
-
- 10.3. Datenbank ansehen
- -----------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Datenbank ansehen (Crtl H)
-
- Die Funktion öffnet ein separates Fenster, um in der Thermochemie-Daten-
- bank zu blättern.
-
- 1. Zeilenweise Blättern
-
- Auf der rechten Seite des Fensters befinden sich 2 Pfeile. Klickt man
- den oberen mit der linken Maustaste an, so wandert man einen Datensatz
- zurück. Klickt man den unteren Pfeil an, so wandert man einen Datensatz
- nach unten.
-
- 2. Freies Blättern
-
- Zwischen den beiden Pfeilen befindet sich ein sogenannter Schieberegler
- (Slider). Diesen kann man frei zwischen den beiden Fenstern verschie-
- ben. Dazu klickt man mit der linken Mausstaste in dessen kleines weißes
- Rechteck und zieht diesen mit gedrückter Taste an die gewünschte Posi-
- tion. Ist der Schieberegler an der oberen Position, so sind wir am An-
- fang der Datenbank. Ist der Schieberegler am Ende (beim unteren Pfeil),
- so sind wir am Ende der Datenbank. Entsprechende Zwischenstellungen
- erlauben ein freies Bewegen in der Thermochemie-Datenbank.
-
- Ebenso können die Cursor und ClrHome-Taste zur Steuerung eingesetzt
- werden (mehr dazu die Kapitel 14.3.).
-
- Anmerkung:
- Die Cp-Temperaturkoeffizienten a,b und c werden aus Platzgründen nicht
- mit ausgegeben und müssen über die Datenbanksuche erfragt werden.
-
- 10.4. Menü Datenbanksuche
- -------------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Menüpunkt Datenbanksuche (Crtl W)
-
- Möchte man in einer größeren Thermochemie-Datei eine Substanz suchen, so
- kann man dies einfach durch Eingabe der Formel/Bezeichnung bewerkstel-
- ligen.
-
- Beispiel:
- Formeleingabe : CS2(g)
-
- Ausgabe:
- Molare Standardreaktionsenthalpie dH : 117.4 kJ/mol
- Standardwert der Gibbs-Funktion : 67.2 kJ/mol
- Molare Standardreaktionsentropie S : 237.7 J/(Kmol)
- Molare Wärmekapazität Cp : 45.4 J/(Kmol)
- Cp-Temperaturkoeffizient a : unbenutzt
- Cp-Temperaturkoeffizient b : unbenutzt
- Cp-Temperaturkoeffizient c : unbenutzt
-
- Zusätzlich ab Laborant Professional 1.01 ist das Suchen über Wildcards
- möglich. Wildcards ermöglichen das Suchen ähnlicher Abkürzungen. Es gibt
- wie unter MS-DOS die beiden Wildcard-Zeichen '*' und '?'.
-
- - '*' bedeutet : die restlichen Zeichen dürfen beliebig sein
- - '?' bedeutet : ein Zeichen, das beliebig sein darf
-
- Nun, das hört sich kompliziert an, ist aber eigentlich ganz simpel.
-
- Fall 1 : Suche alle Formeln, die mit C2 beginnen.
-
- Eingabe: C2*
-
- Fall 2 : Suche alle Formeln, die mit C beginnen, das 2.Zeichen sei
- egal, das 3. Zeichen sei ein H und der Rest beliebig
-
- Eingabe: C?H*
-
- Fall 3 : Suche alle Formeln, die 4 Zeichen lang sind und das 2.Zeichen
- sei eine 3.
-
- Eingabe: ?3??
-
- Beispielformel : (x = als richtig erkannt, - = keine Übereinstimmung)
-
- Fall 1: Fall 2: Fall 3:
-
- C2H2 x x -
- C2H4 x x -
- C2H6 x x -
- C3H7Br - x -
- C3H8 - x x
- C2F6 x - -
-
- Wird eine Formelübereinstimmung entdeckt, so kann man sie übernehmen
- oder weitersuchen. Hat man mal ein Formel oder Abkürzung nicht mehr
- ganz drauf, so kann man sie so sehr schnell entdecken.
-
- Ist die Suche fehlgeschlagen, hat man evtl. den Aggregatzustand nicht
- mit eingegeben.
-
- Wurden keine Temperaturkoeffizienten für die Verbindung gefunden, wird
- das Wort 'unbenutzt' ausgegeben.
-
- Anmerkung : In der README.DOC bzw. im Programm wurden teilweise Indices
- für dH, dG, dS nicht eintragen. Die Bedeutung der einzelnen
- Angaben kann aber der README.DOC entnommen werden.
- Gründe:
- Eine druckbare ASCII-README.DOC-Datei kann keine Indices
- enthalten. Das Delta-Zeichen können ST-PASCAL Dialoge
- nicht darstellen.
-
- 10.5. Gleichgewichtskonstante
- -----------------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Gleichgewichtskonstante
-
- Verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Gleichsgewichtskonstanten
-
- Menü wird erst aktiv, wenn bereits eine Thermochemie-Datenbank geladen
- wurde.
-
- 10.5.1. Berechnung von K = exp(-dH/RT)
- --------------------------------------
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Freie molare Standard-Reaktionsenthalpie : -237.2 kJ/mol
- Temperatur : 298.16 K
-
- Ergebnis : lnK = 95.6816
- K = 10^41.554
-
-
- 10.5.2. Berechnung von K aus der elektromotorische Kraft EMK
- ------------------------------------------------------------
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Standard-EMK : 1.56 Volt
- Temperatur : 298.16 K
- Molzahl der Elektronen : 2
-
- Ergebnis : lnK = 121.4311
- K = 10^52.7368
-
-
- 10.5.3. Berechnung von K aus Reaktionsgleichung unter Berücksichtigung der
- Temperatur.
- --------------------------------------------------------------------------
-
- Die Funktion setzt das Vorhandensein der entsprechenden Formeln
- in der Thermochemie-Datenbank voraus, ansonsten wird die
- Berechnung abgebrochen.
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Gleichung : 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O(l)
- Temperatur : 900 K
-
- Ergebnis : lnK = 107.0622
- K = 1O^46.49
-
- Anmerkung: Die Berechnung erlaubt auch gebrochene Molzahlen z.B.
- 0.25 H2(g) in der Gleichung.
-
-
- 10.6. Gibbs-Funktion dG
- -----------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Gibbs-Funktion
-
- Verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Gibbs-Funktion
-
- Menü wird erst aktiv, wenn bereits eine Thermochemie-Datenbank geladen
- wurde.
-
- 10.6.1. dG = -RTlnK
- -------------------
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Gleichgewichtskonstante als lnK : 45.0
- Temperatur : 298.16 K
-
- Ergebnis : dG = -111.557 kJ/mol
-
- Anmerkung: Die Verwendung in logarithm. Form ist zwingend notwendig,
- um den Rechenbereich nicht zu sprengen.
- Wer Werte als lgK verwendet, muß in den natürlichen Loga-
- rithmus umrechnen: lnK = lgK * 2.302585 (2.302585 = ln(10))
-
- 10.6.2. dG = dH - TdS
- ---------------------
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Molare Standardreaktionsenthalpie : 6.983 kJ/mol
- Temperatur : 298.16 K
- Entropieänderung : 25.42 J/(Kmol)
-
- Ergebnis : dG = -0.596 kJ/mol
-
-
- 10.6.3. dG = Summe(dH) - T*Summe(dS)
- ------------------------------------
-
- Berechnet aus Edukten und Produkten die freie molare Reaktionsenthalpie
-
- Eingaben :
- - Anzahl der Edukte
- - Anzahl der Produkte
- - Eingabe der Temperatur
-
- Entsprechend der Anzahl der Edukte und Produkte eingeben:
-
- - molare Reaktionsenthalpie dH in kJ/mol
- - Entropieänderung dS in J/(Kmol)
- - Anzahl der Mole
-
- Ergebnis : dG in kJ/mol
-
- 10.6.4. dG aus Elektromotorischer Kraft EMK
- -------------------------------------------
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Standard-EMK in Volt : 1.56 V
- Molzahl der Elektronen : 2
-
- Ergebnis : -301.034 kJ/mol
-
- 10.6.5. Berechnung von G aus einer Reaktionsgleichung unter Berücksichtigung
- der Temperatur
- ----------------------------------------------------------------------------
-
- Die Funktion setzt das Vorhandensein der entsprechenden Formeln
- in der Thermochemie-Datenbank voraus, ansonsten wird die Berechnung
- abgebrochen.
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Gleichung : C2H4 + H2 = C2H6
- Temperatur : 596 K
-
- Ergebnis : G = -62.42 kJ/mol
-
-
- 10.7. Entropieänderung dS
- -------------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Entropieänderung dS
-
- Berechnung der Entropieänderung dS in J/(Kmol)
-
- Menü wird erst aktiv, wenn bereits eine Thermochemie-Datenbank geladen
- wurde.
-
- 10.7.1. dS = (dH - dG) / T
- --------------------------
-
- Beispiel- Eingabe :
-
- Molare Reaktionsenthalpie dH : 6.983 kJ/mol
- Freie molare Reaktionsenthalpie dG : -0.596 kJ/mol
- Temperatur : 298.16 K
-
- Ergebnis : 25.42 J/(Kmol)
-
- 10.7.2. dS = (Summe(dH) - Summe(dG)) / T
- ----------------------------------------
-
- Berechnet aus Edukten und Produkten die Entropieänderung
-
- Eingaben :
- - Anzahl der Edukte
- - Anzahl der Produkte
- - Eingabe der Temperatur
-
- Entsprechend der Anzahl der Edukte und Produkte eingeben:
-
- - molare Reaktionsenthalpie dH in kJ/mol
- - freie molare Reaktionsenthalpie dG in kJ/mol
- - Anzahl der Mole
-
- Ergebnis : dS in J/(Kmol)
-
- 10.7.3. S(T2) = S(T1) + Cp * lnT - Cp * lnT1
- --------------------------------------------
-
- Berechnung der Reaktionsentropie mittels der Wärmekapazität
-
- Die Berechnung erlaubt entweder über eine mittlere Wärmekapazität
- zu rechnen oder über die wesentlich genauere Methode mit einem Cp-
- Temperaturpolynom.
-
- Eingaben :
-
- - Auswahl der Standard-Temperatur T1 (298.16K oder selbst definiert)
- - Auswahl Cp : Als mittlere Wärmekapazität oder Temperaturpolynom
- - Eingabe der Reaktionstemperatur T
-
- - Falls T1 = 298.16K kann die molare Reaktionsentropie S298 entweder
- per Formel aus der Datenbank übernommen werden oder manuell einge-
- geben werden (S in J/(Kmol)).
-
- Ist T1 <> 298.16 K, so muß die Angabe von S manuell in J/(Kmol)
- erfolgen. Man beachte, daß in diesem Fall die der entsprechenden
- Temperatur zugeordnete molare Reaktionsentropie einzusetzen ist.
-
- - Eingabe der molaren Wärmekapazitäten
-
- 1. Mittlere molare Wärmekapazität über den Temperaturbereich T1
- bis T
- - Eingabe von Cp in J/(Kmol) oder falls Formeleingabe Übernahme
- aus der Datenbank.
-
- 2. Eingabe über Temperaturpolynom Cp(T)
-
- Eingabe der 3 Polynomkoeffizienten a,b,c (Polynom 2. Grades)
-
- Ergebnis : Entropie S(T2) in J/(Kmol)
-
- Nach einer Berechnung ist es möglich, beliebig oft eine neue Berechnung
- mit geänderter Reaktionstemperatur zu wiederholen bis entsprechend
- abgebrochen wird (BEENDEN).
-
-
- Beispiel : S(T2) von Pb bei 600 K
-
- Eingaben : Standard-Temperatur : 298.16 K
- Auswahl Cp als : Temperaturpolynom
- Reaktionstemperatur : 600 K
- Molare Standardreaktionsentropie : 64.91 J/(Kmol)
- (Formeleingabe mit Datenbankzugriff möglich)
- Temperaturpolynom : a = 23.5
- : b = 9.74 T/K
- : c = 0 T^2/K^2
-
- Ergebnis : S(600) = 78.40 J/(Kmol)
-
- Anmerkung:
- Man hat die Möglichkeit bei der Eingabe der Standardreaktions-
- entropie eine Formel, statt des Wertes einzugeben. Ist diese
- Formel in der Datenbank, so wird die Standardreaktionsentropie
- aus ihr geladen. Sind für die Verbindung auch die Temperatur-
- koeffizienten in der Datenbank, so werden diese übernommen
- und ihre Eingabe beim Cp-Temperaturpolynom entfällt.
-
- 10.7.4. Berechnung von S aus Reaktionsgleichung unter Berücksichtigung der
- Temperatur.
- --------------------------------------------------------------------------
-
- Die Funktion setzt das Vorhandensein der entsprechenden Formeln
- in der Thermochemie-Datenbank voraus, ansonsten wird die
- Berechnung abgebrochen.
-
- Eingaben :
-
- - Gleichung : CaCO3 = CaO + CO2
- - Temperatur : 596 K
-
- Ergebnis : S = 159.61 J/(Kmol)
-
- 10.8. Reaktionsenthalpie dH
- ---------------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Menüpunkt Reaktionsenthalpie dH
-
- Menü wird erst aktiv, wenn bereits eine Thermochemie-Datenbank geladen
- wurde.
-
- Berechnung der Reaktionsenthalpie dH in kJ/mol
-
- 10.8.1. dH = dG + TdS
- ---------------------
-
- Beispiel- Eingabe :
-
- Freie molare Reaktionsenthalpie dG : -0.596 kJ/mol
- Molare Reaktionsentropie dS : 25.42 J/(Kmol)
- Temperatur : 298.16 K
-
- Ergebnis : dH = 6.983 kJ/mol
-
- 10.8.2. dH = Summe(dG) + T*Summe(dS)
- ------------------------------------
-
- Berechnet aus Edukten und Produkten die Reaktionsenthalpie dH.
-
- Eingaben :
- - Anzahl der Edukte
- - Anzahl der Produkte
- - Eingabe der Temperatur
-
- Entsprechend der Anzahl der Edukte und Produkte eingeben:
-
- - Entropieänderung dS in J/(Kmol)
- - freie molare Reaktionsenthalpie dG in kJ/mol
- - Anzahl der Mole
-
- 10.8.3. H(T) = H(T1) + (T - T1) * Cp
- ------------------------------------
-
- Berechnung der molaren Reaktionsenthalpie mittels der Wärmekapazität
-
- Die Berechnung erlaubt entweder über eine mittlere Wärmekapazität
- zu rechnen oder über die wesentlich genauere Methode mit einem Cp-
- Temperaturpolynom.
-
- Eingaben :
-
- - Auswahl der Standard-Temperatur T1 (298.16K oder selbst definiert)
- - Auswahl Cp : Als mittlere Wärmekapazität oder Temperaturpolynom
- - Eingabe der Reaktionstemperatur T
-
- - Falls T1 = 298.16K kann die molare Reaktionsenthalpie H298 entweder
- per Formel aus Datenbank übernommen werden oder manuell eingegeben
- werden (H in kJ/mol).
-
- Ist T1 <> 298.16 K, so muß die Angabe von H manuell in kJ/mol
- erfolgen. Man beachte, daß in diesem Fall die der entsprechenden
- Temperatur zugeordnete molare Reaktionsenthalpie einzusetzen ist.
-
- - Eingabe der molaren Wärmekapazitäten
-
- 1. Mittlere molare Wärmekapazität über den Temperaturbereich T1
- bis T
- - Eingabe von Cp in J/(Kmol) oder falls Formeleingabe Übernahme
- aus der Datenbank.
-
- 2. Eingabe über Temperaturpolynom Cp(T)
-
- Eingabe der 3 Polynomkoeffizienten a,b,c (Polynom 2. Grades)
-
- Ergebnis : Reaktionsenthalpie H(T) in kJ/mol
-
- Nach einer Berechnung ist es möglich, beliebig oft eine neue Berechnung
- mit geänderter Reaktionstemperatur zu wiederholen bis entsprechend
- abgebrochen wird (BEENDEN).
-
- Beispiel : H(T) von CH4(g) bei 1000 K
-
- Eingaben : Standard-Temperatur : 298.16 K
- Auswahl Cp als : Temperaturpolynom
- Reaktionstemperatur : 1000 K
- Molare Standardreaktionsenthalpie : -74.85 kJ/mol
- (Formeleingabe mit Datenbankzugriff möglich)
- Temperaturpolynom : a = 14.3
- : b = 74.4 T/K
- : c = -17.4 T^2/K^2
-
- Ergebnis : H(1000) = -31.62 kJ/mol
-
- Anmerkung:
- Man hat die Möglichkeit bei der Eingabe der Standardreaktions-
- enthalpie eine Formel, statt des Wertes einzugeben. Ist diese
- Formel in der Datenbank, so wird die Standardreaktionsenthalpie
- aus ihr geladen. Sind für die Verbindung auch die Temperatur-
- koeffizienten in der Datenbank, so werden diese übernommen
- und ihre Eingabe beim Cp-Temperaturpolynom entfällt.
-
- 10.8.4. Berechnung von H aus Reaktionsgleichung unter Berücksichtigung der
- Temperatur.
- --------------------------------------------------------------------------
-
- Die Funktion setzt das Vorhandensein der entsprechenden Formeln
- in der Thermochemie-Datenbank voraus, ansonsten wird die Berechnung
- abgebrochen.
-
- Eingaben :
-
- - Gleichung : CO + 0.5O2 = CO2
- - Temperatur : 596 K
-
- Ergebnis : H = -284.94 kJ/mol
-
- 10.9. Reaktionsauswertung
- -------------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Menüpunkt Reaktionsauswertung (Taste Crtl R)
-
- Menü wird erst aktiv, wenn bereits eine Thermochemie-Datenbank geladen
- wurde.
-
- Berechnung von H,G,S und K aus Reaktionsgleichung unter Berücksichtigung
- der Temperatur
-
- Die Funktion setzt das Vorhandensein der entsprechenden Formeln in
- der Thermochemie-Datenbank voraus, ansonsten wird die Berechnung ab-
- gebrochen.
-
- Anmerkung: Die Berechnung erlaubt auch gebrochene Molzahlen z.B.
- 0.25 H2(g) in der Gleichung.
-
- !! Gleichungsformat :
-
- Um Doppeldeutigkeiten mit Ionen beim Pluszeichen zu vermei-
- den, gilt folgende Regelung bei der Eingabe :
-
- Ein Pluszeichen eingerahmt von 2 Leerzeichen trennt Edukte
- bzw. Produkte, ansonsten wird es als Ionenausdruck interpre-
- tiert.
-
- Beispiel:
-
- Richtig : 2Ag+ + Zn = Zn2+ + 2Ag
- Falsch : 2Ag++Zn = Zn2++Ag
-
- Eingaben :
-
- - Gleichung
- - Temperatur
-
- Ergebnis : Molare Reaktionsenthalpie dH in kJ/mol
- Freie molare Reaktionsenthalpie dG in kJ/mol
- Entropieänderung dS in J/(Kmol)
- Gleichgewichtskonstante K und lnK
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Gleichung : NO + 0.5O2 = NO2
- Reaktionstemperatur : 596 K
-
- Ergebnis : Molare Reaktionsenthalpie H : -59.46 kJ/mol
- Freie molare Reaktionsenthalpie G : -12,62 kJ/mol
- Reaktionsentropie S : -78.58 J/(Kmol)
- Gleichgewichtskonstante lnK : 2.5487
- Gleichgewichtskonstante K : 10^1.1067
-
-
- Anregungen :
- Wer Gleichungen häufiger braucht, kann diese mit Definiere Gleichung
- vorbesetzen lassen bzw. sie mit Gleichung laden/speichern für späteren
- Gebrauch konservieren.
-
- Sollten Cp-Temperaturkoeffizienten a,b und c vorhanden sein, so
- wird Cp(T) für die angebene Reaktionstemperatur berechnet und ver-
- wendet, ansonsten Cp(298K). Sollten aus irgendwelchen Gründen, die
- Cp(T)-Polynomwerte nicht erwünscht sein, so müssen sie aus der
- Datenbankzeile entfernt werden. Man kann sich aber auch für den
- jeweiligen Fall 2 Formeln zurecht basteln, einzige Bedingung der
- Formelname muß unterschiedlich sein (Beispiel: CH4 und CH4T).
-
- "Schluß mit der Taschenrechner-Quälerei, da macht selbst die Thermo-
- dynamik wieder Spaß"
-
-
- 10.10. Chemische Thermodynamik 1
- -------------------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Menüpunkt Thermodynamik 1
-
- 10.10.1. Berechnung der Elektromotorische Kraft E0 = -dG / nF
- ------------------------------------------------------------
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Freie molare Reaktionsenthalpie dG : -301 kJ/mol
- (Formeleingabe erlaubt Datenbankzugriff für dG)
- Anzahl der Elektronen : 2
-
- Ergebnis : EMK E0 = 1.56 Volt
-
- 10.10.2. Berechnung der Elektromotorischen Kraft E0 = RTlnK / nF
- ---------------------------------------------------------------
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Gleichgewichtskonstante als lnK : 52
- Temperatur : 298.16 K
- Molzahl der Elektronen : 2
-
- Ergebnis : 0.668 Volt
-
- 10.10.3. Nernst-Gleichung 1 E = E0 - RTlnQ / nF
- -----------------------------------------------
-
- Q entspricht dem Quotienten aus dem MWG.
-
- Beispiel-Reaktion :
-
- Zn(s) + 2Ag+(aq) = Zn2+(aq) + 2Ag(s)
-
- Welche Spannung herrscht, wenn die Lösung 0.01 mol Zn(2+)-Ionen
- und 0.1 mol Ag(+)-Ionen enthält ?
-
- Q = [Zn(2+)] / [Ag(+)]^2
-
- Eingabe:
-
- Temperatur : 298,16 K
- Standard-EMK E0 : 1.56 V
- Molzahl Elektronen : 2
- Anzahl der Edukte : 1 (nur Ionen zählen)
- Anzahl der Produkte : 1
-
- - Edukt 1 :
- Konzentration c in mol/l : 0.1
- Anzahl der Mole : 2
- - Produkt 1 :
- Konzentration c in mol/l : 0.01
- Anzahl der Mole : 1
-
- Ergebnis : E = 1.4713 Volt
-
- 10.10.4. Nernst-Gleichung 2 E0 = E + RTlnQ / nF
- -----------------------------------------------
-
- Entsprechend umgestellte Form der Nernst-Gleichung 1
-
- 10.11. Chemische Thermodynamik 2
- --------------------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Menüpunkt Thermodynamik 2
-
- 10.11.1. Clausius-Clapeyron dp/dT = dH / TdV
- ---------------------------------------------
- Beispiel-Eingabe :
-
- Enthalpie dH : 6.007 kJ/mol
- Temperatur : 273.16 K
- Molares Volumen : -1.6154 ccm/mol
-
- Ergebnis : dp/dT = -13613.2 kPa/K
- dT/dp = -7.3458E-05 K/kPa
-
- 10.11.2. Clausius-Clapeyron dlnp/dT = dvH/RT^2
-
- Eingabe :
-
- - mittlere molare Verdampfungsenthalpie dvH in kJ/mol
- - Temperatur in K
-
- Ergebnis : dlnp/dT in Pa/K
- dT/dlnp in K/Pa
-
- 10.11.3. Mittlere molare Verdampfungsenthalpie dvH
- --------------------------------------------------
-
- (abgeleitet aus Clausius-Clapeyron)
-
- Beispiel :
-
- Ethyljodid : Dampfdruck bei 34.5 Grad = 26666 Pa
- Dampfdruck bei 53.0 Grad = 53320 Pa
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Temperatur 1 : 307.65 K
- Temperatur 2 : 326.15 K
- Dampfdruck 1 : 26666 Pa
- Dampfdruck 2 : 53320 Pa
-
- Ergebnis : dvH = 31.248 kJ/mol
-
- 10.11.4. Clausius-Clapeyron Dampfdruck p
- ----------------------------------------
-
- Beispiel-Eingabe :
-
- Temperatur 1 : 307.65 K
- Temperatur 2 : 326.15 K
- Dampfdruck 1 : 26666 Pa
- Mittlere molare Verdampfungsenthalpie : 31.248 kJ/mol
-
- Ergebnis : Dampfdruck p2 = 53320 Pa
-
- 10.11.5. Cp(T) über Temperaturpolynom bestimmen
- -----------------------------------------
-
- Um die molare Wärmekapazität Cp bei verschiedenen Temperaturen
- besser bestimmen zu können, benutzt man oft ein Temperatur-Polynom.
- In Tabellenwerken findet man die entsprechenden Polynomkoeffizienten
-
- Cp(T) = a + b*1E-3*T + c*1E-6*T*T
-
- Eingabe : Temperatur in K
- Eingabe der Formel, falls vorhanden
- Koeffizient a
- Koeffizient b
- Koeffizient c
-
- Ergebnis : Cp(T)
-
- Anmerkung :
- Sollte die Formel in der Datenbank mit Temperatur-Koeffizienten
- vorhanden sein, so werden diese automatisch benutzt, ansonsten
- muß man die Koeffizienten eingeben. Sollte diese Formel nicht in
- der Datenbank sein, so drückt bei deren Eingabe einfach nur
- RETURN und gibt dann das Temperaturpolynom ein. Beachten Sie,
- daß alle 3 Einträge mit Ziffern besetzt werden (auch Nullen
- müssen eingeben werden).
-
- 10.12. Chemisches Gleichgewicht
- -------------------------------
-
- Menü Thermochemie
- -> Chemisches Gleichgewicht
-
- 10.12.1. Berechnung von K aus Massenwirkungsgesetz MWG
- ------------------------------------------------------
-
- Eingabe : Anzahl der Edukte
- Anzahl der Produkte
-
- Edukt 1 bis n :
- Konzentration c
- Molanzahl
-
- Produkt 1 bis n
- Konzentration c
- Molanzahl
-
- Ergebnis : Gleichgewichtskonstante K und lnK
-
- 10.12.2. Berechnung des chemischen Gleichgewichts aus K
- -------------------------------------------------------
-
- Angewendet wird hier ein iteratives Verfahren, das in Schritten die
- Konzentrationsverhältnisse verschiebt, um sich K anzunähern.
-
- Eingabe : - lgK (muß logarithmisch sein, um den Rechenbereich der
- Fließkommaroutinen nicht zu überschreiten)
-
- - Reaktionsgleichung
- - Eingabe der Konzentrationen der Edukte
-
- Ergebnis : Gefundene Lösung der Konzentrationsverhältnisse
-
- Beispiel-Eingabe : lgK = -4.7569
-
- Reaktionsgleichung : HAc = Ac- + H+
-
- Konzentration HAc : 0.1 mol/l
-
- Ergebnis : 0.098685 mol/l HAc
- 0.001315 mol/l Ac-
- 0.001315 mol/l H+
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 11:
- -----------
-
- 11.1. Formel-Identifier
- -----------------------
-
- Menü Spz1
- -> Menüpunkt Formel-Identifier
-
- Dieser Menüpunkt versucht Ihre anorganische Formel zu testen. Er prüft
- die anorganische Formel auf korrekte Aufstellung, falls er die Kationen
- und Anionen identifizieren kann. Ob diese Verbindung dann energetisch
- bestehen kann, darüber kann dieses Programm keine Aussage machen.
-
- Stellt der Formel-Identifier fest, daß die Formel korrekt aufgestellt
- wurde, so versucht er ihr einen Namen zu geben.
-
- Testen Sie mal, ob Sie ihn austricksen können, viel Spaß.
-
- Bedingung :
- Organische Verbindungen sind über eine Summenformel natürlich nicht
- identifizierbar (z.B. Isomerie).
- Komplexe Verbindungen sind noch nicht vorgesehen.
-
- In der Version 1.08 werden nun auch die Kristallwasseranteile mit
- ausgegeben: z.B. Al2(SO4)3*18H2O = Aluminiumsulfat-18-hydrat
-
- 11.2. Formel-Exerciser
- ----------------------
-
- Viele einfache Chemie-Programme besitzen Übungsteile zum Abfragen von
- Elementen. Laborant ST dagegen besitzt eine wesentlich schwierigere
- Variante eines anorganischen Übungsprogrammes.
-
- Der Formel-Exerciser ist ein Übungsprogramm der besonderen Art. Per
- Zufallsgenerator werden Kationen und Anionen ausgewürfelt.
- Der Formel-Exerciser generiert nun daraus einen anorganischen
- Formelnamen.
-
- Nun möchte der Formel-Exerciser von Ihnen eine stöchiometrisch korrekt
- aufgestellte Formel für diesen Namen haben.
-
- Es gibt 2 Schwierigkeitsstufen (mittel und schwer), damit man nicht
- gleich das Handtuch wirft ('ich muß zugeben, ich bin verdammt ins
- Schwitzen gekommen').
-
- Sinn des Exercisers ist es, sich die Vielfalt von Anionen und Kationen auf
- spielerische Weise einzuprägen. Ich glaube kaum ein anderes Medium bringt
- dieses eigentlich trockene Thema so gut rüber. Man glaubt gar nicht wie-
- viele Kationen und Anionen es gibt.
-
- Der Formel-Exerciser generiert per Zufall Formeln. Dieses sagt aber nichts
- darüber aus, ob diese Formeln überhaupt energetisch existieren können.
- Dies zu testen, wäre extrem schwierig.
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 12 :
- -----------
-
- Menü Gleichung
- -> Lineares Gleichungssystem lösen (Taste Crtl G)
-
-
- 12.1. Eingabe eines linearen Gleichungs-Systems
- ------------------------------------------------
-
- Mit diesem Programm können Sie lineare Gleichungssysteme mit bis zu 9
- Unbekannten lösen.
-
- Die Eingabe erfolgt in einem speziellen Eingabe-Dialog spaltenweise.
-
- Beispiel : 5x1 + 3x2 = 27
- 2x1 + 6x2 = 30
-
- In Koeffizienten-Schreibweise :
-
- A(1,1)x1 + A(1,2)x2 = B(1)
- A(2,1)x1 + A(2,2)x2 = B(2)
-
- Das Gleichungssystem bzw. die Matrix wird wie folgt eingegeben :
-
- Zuerst alle Koeffizienten A(x,1), die zu x1 gehören (Spalte 1)
- eingegeben. Dann wechselt man mit 'Spalte->' in die Spalte 2 und
- gibt die Koeffizienten A(x,2) ein usw.
-
- Zuletzt gibt man die rechte Seite des Gleichungssystems b[i]
- ein. Dorthin gelangt man mittels des Knopfes 'Spalte b[i]'.
-
- Möglichkeiten des Eingabe-Dialogs für lineare Gleichungssysteme :
- -----------------------------------------------------------------
-
- Der Dialog stellt immer eine ganze Spalte eines linearen Gleichungs-
- systems dar (max. 9*9 Matrizen). Die Koeffizienten A der Spalte werden
- per Tastatur eingeben. Nach dem Drücken der RETURN-Taste wandert man
- ein Element tiefer in der jeweiligen Spalte.
-
- 'Spalte->' : wandert man eine Spalte nach rechts im Gleichungssystem
-
- '<-Spalte' : wandert man eine Spalte nach links
-
- 'Spalte b[i]' : zur rechten Gleichungsseite mit den Konstanten b[i]
-
- 'START' : Eingabe geht auf den 1. Wert einer Spalte
-
- 'Ende' : Eingabe geht ein Element hinter den letzten Wert <> 0
-
- '+' : 1 Eingabefeld weiter
-
- '-' : 1 Eingabfeld zurück
-
- 'Alles neu' : gesamtes Gleichungssystem (9*9) auf 0 setzen
-
- 'Fertig' : Eingabe wird abgeschlossen, der Dialog wird verlassen
- und die gewünschten Berechnungen können angewählt
- werden.
-
- Elemente : Sämtliche Werte einer Spalte können angeklickt werden
- und werden sofort in die Eingabe eingespiegelt (eine
- sehr nützliche Funktion).
-
- Das LGS wird nur bei Additionen/Multiplikationen und der inversen
- Matrix durch das Ergebnis ersetzt, in allen anderen Fällen verändert
- es sich nicht. Möchte man die Gleichung längerfristig sichern,
- so kann man dies auf Diskette/Festplatte über 'Gleichung sichern'
- erledigen.
-
- Der aktuelle Wert eines Matrix-Elements wird vom System stets
- automatisch eingespiegelt. Mittels ESC-Taste kann man ihn bequem
- komplett löschen. Ansonsten gelten die Editfunktionen des GEM (Delete,
- Backspace oder Cursortasten). Ist eine Eingabe Null, so braucht man
- diese nicht explizit einzugeben, sondern drückt nur die Return-Taste.
-
- 12.2. Lineares Gleichungssystem berechnen
- -------------------------------------------
-
- Nachdem man das lineare Gleichungssystem eingegeben hat, kann man
- mittels des Knopfes 'Ausrechnen' den Lösungsvektor x[i] bestimmen
- lassen. Die Berechnung erfolgt nach dem Gauss-Jordan-Verfahren.
-
- Beispiel : 5x1 + 3x2 = 27
- 2x1 + 6x2 = 30
-
- Lösung (in diesem Beispiel) :
-
- x1 = 3
- x2 = 4
-
- Die Dimension eines linearen Gleichungssystems wird automatisch bestimmt.
- Das System orientiert sich an der Besetzung der Zeilen. Im oberen Fall
- wäre die Dimension 2*2 + b[i]-Vektor. Unterbestimmte LGS werden
- ignoriert, d.h. wenn jemand im obigen LGS z.B. x3-Koeffizienten mit
- angibt, so werden diese nicht beachtet.
-
- Hat ein lineares Gleichungssystem keine eindeutigen reelen Lösungen, so
- wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben.
-
- 12.3. Determinate bestimmen
- -----------------------------
-
- Laborant Professional ist in der Lage Determinaten bis zur Größe 9*9
- zu bestimmen. Determinaten müssen die gleiche Anzahl Zeilen und
- Spalten besitzen, ansonsten wird abgebrochen.
-
- Kleinere Determinaten werden direkt z.B. nach Sarrus bestimmt. Für
- die höherwertigen Determinaten wird das Gauss-Eliminations-Verfahren
- angesetzt. Sollten sich Nullen auf der Hauptdiagonalen befinden, so
- versucht Laborant diese durch elementare Zeilenadditionen zu ent-
- fernen, sollte dies nicht gelingen so wird abgebrochen.
-
- 12.4. Hadamardsches Konditionsmaß
- -----------------------------------
-
- Die Kondition ist ein Maß für die numerische Stabilität einer Matrix.
- Ist die Kondition schlecht, so ändern bereits kleine Koeffizienten-
- änderungen a(i,k) das Ergebnis stark. Die Lösung eines LGS ist also
- numerisch instabil. Man muß bei diesen Systemen versuchen durch Nach-
- Iteration die Lösungen zu verbessern bzw. die Matrix normieren.
-
-
- 12.5. Laden eines linearen Gleichungssystem
- ---------------------------------------------
-
- LGS sind im kommagetrennten ASCII-Format aufgebaut, um einen externen
- Import zu erleichtern (fremdgenerierte LGS-Dateien). Die Dateien haben
- die Endung .LGS. Natürlich kann man auch die LGS per Editor eingeben und
- als LGS-Datei speichern.
-
- Beispiel: 2x1 + 3x2 = 56
- 3x1 + 7x2 = 134
-
- Dateiaufbau (ASCII):
-
- 2, 3, 56
- 3, 7, 134
-
- 12.6 Speichern eines linearen Gleichungssystems
- -------------------------------------------------
-
- LGS werden im kommagetrennten Format gespeichert (s. Kapitel 12.1.5).
- Die Dateiendung ist .LGS.
-
- Die Größe eines LGS wird automatisch erkannt, d.h. daß leere Zeilen
- und Spalten nicht mitabgespeichert werden. Der b[i]-Vektor ist stets
- die letzte Zahl in einer gespeicherten LGS-ASCII-Zeile. Ein interner
- Algorithmus kürzt überflüssige Nullen an Ziffernenden weg.
-
- Beispielkürzungen : 12.5000 wird zu 12.5
- 1.4300E-12 wird zu 1.43E-12
-
- LGS-Dateien können aufgrund ihrer ASCII-Struktur direkt in viele
- Tabellenkalkulationen importiert werden.
-
- 12.7. TeX-Ausgabe von Matrizen, Determinanten und LGS
- -------------------------------------------------------
-
- TeX erlaubt die Darstellung sehr komplexer mathematischer Ausdrücke.
- Das Dumme ist nur, daß es Einiges an Aufwand kostet, diese Darstellun-
- gen zu erzeugen.
-
- Laborant Professional ist in der Lage, Matrizen, Determinanten und
- ganze lineare Gleichungssysteme im TeX-Format zu erzeugen. Ein Blick
- in die erzeugte TeX-ASCII-Datei dürfte schnell zeigen, was für einen
- Tipaufwand man sich erspart hat. Für die Ausgabe wird das aktuelle
- Gleichungssystem in der LGS-Eingabe verwendet.
-
-
- 1. Eingabe der Ausgabetypen :
-
- Typ 1 : Determinante im TeX-Format erzeugen
- Typ 2 : Matrix im TeX-Format erzeugen
- Typ 3 : Lineares Gleichungssystem im TeX-Format erzeugen
- Typ 4 : Lösung des LGS im TeX-Format erzeugen
-
- 2. Anzahl der Nachkommastellen der Matrix/Determinante bzw. des LGS
- festlegen
-
- Von 0 bis 5 Nachkommastellen werden ausgegeben.
-
- 3. Anzahl der Nachkommastellen einer Lösung eines LGS
-
- 1. Vollformat (alle möglichen Nachkommastellen nutzen)
- Überflüssige Nachkomma-Nullen werden automatisch entfernt.
-
- 2. oder 1 bis 5 feste Nachkommastellen ausgeben
-
- 4. Für den Typ 3 und Typ 4 (LGS-Typen) wird zusätzlich der Name
- der Unbekannten abgefragt. Standardmäßig wird hier 'x' eingespie-
- gelt, aber man kann auch jeden anderen Namen wählen.
-
- 5. Auswahl der Ziel-TeX-Datei (Pfad standardmäßig der Ordner TEXTE)
-
- Die Datei-Extension ist .TEX für TeX-Dokumente.
-
- 12.8. Eigenwerte von symmetrischen Matrizen
- ---------------------------------------------
-
- Matrizen werden genau, wie LGS eingeben. Nur, daß hier der Vektor b[i]
- nicht angegeben wird.
-
- Das System geht von einer symmetrischen Matrix aus und nutzt diese
- Symmetrie-Eigenschaften auch aus. Die Berechnung erfolgt nach dem
- Jacobi-Verfahren (näheres s. Bronstein, Taschenbuch der Mathematik)
-
- Das Verfahren nähert sich mit Hilfe sogenannter Jacobi-Rotationen
- einer gewünschten Genauigkeit an.
-
- Standardmäßig sind 250 Transformationsversuche eingestellt und eine
- Genauigkeit von 1E-7. Beide Werte kann man beliebig ändern.
-
- Die Berechnung kann durchaus einige Zeit kosten. Sollte die Genauig-
- keit nach der angebenen Anzahl von Transformationen nicht erreicht
- worden sein, gibt es eine Fehlermeldung. Versuchsweise kann man dann
- die Anzahl der Transformationen erhöhen bzw. die Genauigkeit absenken.
- Sollte man immer noch keinen Erfolg haben, muß man versuchen, die
- Kondition seiner Matrix zu verbessern (Normierung).
-
- Ausgegeben werden die bestimmten Eigenwerte der Matrix.
-
- 12.9. Inverse Matrix berechnen
- --------------------------------
-
- Die inverse Matrix : A(-1) = 1/detA * transpon. A-Matrix
-
- Die Berechnung zerstört die Orginalmatrix und ersetzt sie durch die
- inverse Matrix A(-1).
-
- Nicht jede Matrix ist invertierbar (nur wenn det A <> 0). Laborant
- Professional meldet dies, die Originalmatrix bleibt dabei erhalten.
-
- 12.10. Addition und Multiplikation von Matrizen
- -------------------------------------------------
-
- Am Anfang muß man sich zwischen Addition oder Multiplikation der
- Matrizen entscheiden.
-
- 1. Addition : A = A + B
-
- Es wird die interne Matrix mit einer externen Matrix von der Diskette
- bzw. Harddisk addiert und das Ergebnis in der internen Eingabe einge-
- spiegelt. Die vorherige interne Matrix wird überschrieben.
-
- 2. Multiplikation : A = A * B
-
- Die Operation läuft ähnlich der Addition (s.o.) ab. Nur daß die
- Matrizen multipliziert werden und dabei auf die Matrix-Dimensionen
- geachtet wird.
-
- Die Matrizen müssen nicht unbedingt quadratisch sein, aber sie müssen
- den Gesetzen der Matrix-Multiplikation entsprechen. Die Zeilenanzahl
- der Matrix A muß der Spaltenanzahl der Matrix B entsprechen, ansonsten
- gibt es eine Fehlermeldung.
-
- Beide Matrizen-Operationen zerstören die interne Matrix A und über-
- schreiben diese mit dem Ergebnis der Matrix-Operation.
-
- Die externe Matrix muß als .LGS-Datei bereits mit 'Gleichung sichern'
- auf der Festplatte/Diskette existieren. Wer .LGS-Dateien von Hand per
- Editor eingibt, darf den b[i]-Vektor nicht vergessen (auf 0 setzen).
- Die letzte Spalte einer gesicherten .LGS-Datei wird automatisch als
- b[i]-Vektor aufgefaßt. Der geladene b[i]-Vektor spielt allerdings für
- die Berechnung keine Rolle.
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 13 :
- ------------
-
- 13.1. Hilfstexte
- ----------------
-
- Menü Spz2
- -> Menüpunkt Hilfstexte
-
- 13.1.1. Funktionstasten-/Sondertasten-Belegung
- ----------------------------------------------
-
- Ab Laborant ST/TT Plus 1.19 werden die Funktionstasten unterstützt.
- So kann man bequem ohne Maus schnell Menüpunkte aufrufen. Die
- Funktionstasten wurden mit den am häufigsten benutzten Menüpunkten
- belegt.
-
- F1 = Molmasse bestimmen F6 = Thermo-Datenbank laden
- F2 = Menge aus Formel bestimmen F7 = PSE-/Ionen-Info
- F3 = Gleichungs-Analyse F8 = Meßwert-Eingabe
- F4 = Empirische Formel F9 = Meßwerte laden
- F5 = pH-Werte berechnen F10 = Quit
-
- Um die Maus-Kurverei bei anderen Menüpunkten zu vermeiden, wurde
- die UNDO-Taste eingeführt. Sie erlaubt es, das zuletzt verwendete
- Menü beliebig oft erneut aufzurufen.
-
- Die HELP-Taste spiegelt den Menüpunkt Hilfstexte ein.
-
- Spezielle Tastaturbelegungen :
-
- - Mehrere Menüpunkte lassen sich Control-Sequenzen anwählen :
-
- Control A = Meßwerte anzeigen
- Control B = Meßwerte bearbeiten
- Control C = Chemische Lösungen 1
- Control D = Chemische Lösungen 2
- Control E = Chemische Lösungen 3
- Control F = Fehlerechnung
- Control G = Lineare Gleichungssysteme
- Control H = Thermochemie-Datenbank ansehen
- Control I = Einheiten-Umrechnung
- Control J = Statistische Tests
- Control K = Konstanten/Tabellen
- Control L = Lineare Regression
- Control M = Menge in Mol umrechnen
- Control N = Mol in Menge umrechnen
- Control O = Diskettenoperationen
- Control P = Benutzerprogramm aufrufen
- Control Q = Reaktionskinetik
- Control R = Reaktionsauswertung
- Control S = Meßwerte speichern
- Control T = Titration auswerten
- Control U = Urtiterlösung herstellen
- Control V = Gleichungs-Verwaltung
- Control W = Suchen in Thermochemie-Datenbank
- Control X = Externer Editor
- Control Y = Biochemie
- Control Z = Formelmacros
-
- 13.1.2. Formel-/Gleichungs-Struktur
- -----------------------------------
-
- Welche Formelklassen das System mag, was nicht und wie eine
- Gleichung eingegeben werden muß, zeigt diese Übersicht.
-
- Ab Laborant ST/TT Plus 1.22 existiert ein neuer noch leistungsfähigerer
- Formel- und Gleichungsscanner. Ab sofort sind bis zu 10 ungeschachelte
- Klammern erlaubt. Neben Kristallwasseranteilen (*H2O) sind jetzt be-
- liebige Formeln (z.B. *24MoO3) zugelassen.
-
- Beispiele: CH3(CH2)5CO(CH2)3SO3H
- UO2(NO3)2*12H2O
- P2O5*24MoO3
- (NH4)2PtCl6 usw.
-
- Beachten Sie, daß keine anderen Sonderzeichen außer Klammern und *
- zugelassen sind.
-
- 13.1.3. Statistik-Info
- ----------------------
-
- Kurzer Überblick über die Meßwertverwaltung der Statistik-Funktionen
-
- 13.2. Benutzer-Programm
- -----------------------
-
- Menü Spz2
- -> Benutzer-Programm (Taste Crtl P)
-
- Mit der Version 1.20 kann Laborant ST beliebige Benutzerprogramme ausfüh-
- ren und nach Laborant ST zurückkehren ("Hier danke ich besonders dem ST-
- PASCAL Plus Hersteller CCD für seine excellente Benutzerunterstützung").
-
- Per Fileselektorbox wird das gewünschte Programm ausgewählt und dann aus-
- geführt. Hier kann der Benutzer eigene Spezial-Programme aufrufen, die
- Laborant Professional noch nicht beherrscht ( z.B. Graphik, Statistik
- oder spezielle Anwendungen).
-
- Laborant Professional verweigert sich, wenn :
-
- - Programm benötigt zuviel Speicherplatz
- - Programm hält sich nicht an die Konventionen von TOS bzw. GEM und
- manipuliert z.B. Speicherplätze die zu Laborant Professional gehören.
-
- - Manche Programme haben beim Fremdstart Probleme mit ihren RSC-Dateien
- und Systemdateien. Sie suchen sie dann auf dem Pfad von Laborant Pro-
- fessional und finden sie natürlich nicht. Bei solchen hartnäckigen
- Fällen hilft nur eins, die RSC-Dateien mit in die LABORANT.PRG-Ebene
- legen.
-
- Nützlich sind z.B. Editoren, wie z.B. EDISON 1.1 oder TEMPUS 2.13 ,
- mit denen man schnell mal einen Laborbericht schreiben kann.
-
- Mit dem Programm CHEMPLOT 2.1C (148 DM, Chemo-Soft, Lindenhofsgarten 1,
- W-2900 Oldenburg) kann man hervorragend organische Strukturformeln
- zeichnen. CHEMPLOT 2.1C läßt sich problemlos von Laborant Professional
- starten (RSC in Laborant.PRO -Ordner).
-
- So lassen sich Kombinationen wie :
-
- Laborant Professional, EDISON 1.1 und Chemplot 2.1C
- Laborant Professional, EDISON 1.1 und Plotter.GFA 2.4
- problemlos nutzen.
-
- Als wissenschaftliche Textverarbeitung empfehle ich Tempus Word Pro
- von CCD oder SIGNUM 3.3. Beides sind mächtige Textverarbeitungen der
- Extraklasse mit viel Komfort.
-
- Aber alle diese Programme werden vom Klassiker TeX geschlagen,
- nicht im Komfort, sondern in der Flexibilität. Die Textgestaltungs-
- sprache TeX sollte jeder Wissenschaftler beherrschen. Im sehr
- interessanten Kapitel 15.1. finden Sie mehr über die 2. Anleitung
- von Laborant Professional und den Features von TeX.
-
- Sollten Sie eine eigene Datenbank benötigen, empfehle ich :
- Phoenix 2.1 von Application Systems, Heidelberg
- - diese Datenbank ist schnell, sehr komfortabel und vorallem
- programmierbar.
-
- Als Zeichenprogramm empfehle ich Arabesque Pro von Shift, Flensburg.
-
- 13.3. Externen Editor aufrufen
- ------------------------------
-
- Menü Spz2
- -> Externer Editor (Taste Crtl X)
-
- Mit einem ASCII-Editor können schnell Text-Dateien jeder Art editiert werden.
- Laborant Professional bietet die Möglichkeit, einen eigenen ASCII-Text-
- editor an Laborant zu koppeln. Ich selbst benutze den hervorragenden
- Edison 1.10-Editor von Kniss-Soft.
-
- Ruft man den eigenen Editor auf, so kann man z.B. die Thermochemie-
- Datenbank problemlos editieren oder die README.DOC schnell mal lesen.
- Der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt. Allerdings muß genügend
- RAM-Speicher vorhanden sein (2 MByte wären günstig).
-
- Standardmäßig wird der Editor im Ordner Laborant unter der Bezeichnung
- EDITOR.PRG gesucht. Text-Editor, Pfadangabe und Name können, aber jeder-
- zeit mit 'Systempfade LABORANT.INF festlegen' geändert werden. Diesen
- Menüpunkt finden Sie unter Disketten-Operationen (Menü Datei). Hier
- ist es der System-Pfad 9.
-
- Nun, nicht jeder braucht einen ASCII-Editor. Dieser Menüpunkt kann
- auch 'mißbraucht' werden, um Fremdprogramme ohne Klickerei zu laden.
- Z.B. das PD-Programm Mathcalc als komfortabler Taschenrechner. Aller-
- dings verlangen einige Programme beim externen Start ihre RSC-Datei
- auf der LABORANT.PRG Ebene (näheres Kapitel 13.2.). Die Idee zum
- Mißbrauch dürfte Früchte tragen.
-
- 13.4. Programm verlassen
- ------------------------
-
- Menü Datei
- -> Menüpunkt Quit (Taste F10)
-
- Nun, so schnell sollte man Laborant Professional nicht verlassen.
- Schließlich hat man nicht jeden Tag eine solche chemische Fundgrube
- vor sich. Aber irgendwann muß es ja mal sein.
-
- Neben diesem Menüpunkt kann man auch das Laborant Hauptfenster
- mittels des Fenster-Closers (links oben im Fenster) verlassen.
-
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 14 :
- ------------
-
- 14. Installation und Multitasking
- ---------------------------------
-
- 14.1. Installation
- ------------------
-
- Um Laborant Professional optimal an die jeweiligen Disketten- bzw. Hard-
- disk-Konfigurationen anpassen zu können, wurde die Datei LABORANT.INF
- eingeführt.
-
- LABORANT.INF legt die Zugriffspfade für die verschiedenen Dateiklassen
- und den Zugriff auf einen externen Editor fest.
-
- Die Systempfade können bequem mit der Operation 'Systempfade' im Menü
- Diskettenoperationen geändert werden.
-
- LABORANT.PRG
- LABORANT.DAT
- LABORANT.INF
-
- Wichtig, diese Dateien/Programme müssen in der gleichen Ordnerebene
- liegen (Normalerweise im Ordner Laborant).
-
- Grundeinstellung von LABORANT.INF
-
- Falls Sie nichts an den Zugriffspfaden von Laborant Professional ändern
- wollen, brauchen Sie sich nicht um die weitere Installation kümmern.
-
- Die LABORANT.INF legt die Zugriffspfade für insgesamt 8 Datei-Typen
- + Editor-Pfad fest :
-
- 1. Pfad für Messwertdateien von Typ .MSW
- 2. Pfad für VIP-Dateien von Typ .VIP
- 3. Pfad für Plotter.GFA-Dateien von Typ .PLT
- 4. Pfad für Gleichungen von Typ .EQU
- 5. Pfad für Formelmacros von Typ .FOR
- 6. Pfad für Data-Interchange-D. von Typ .DIF
- 7. Pfad für ASCII-Dateien von Typ .TXT
- 8. Pfad für Thermo-Datenbank von Typ .THC
- 9. Pfad für externen Editor
- 10. Endezeichen #
-
- Grundaufbau der Datei LABORANT.INF
-
- \LABORANT.PRO\MESSWERT\*.MSW
- \LABORANT.PRO\SPREAD\*.VIP
- \LABORANT.PRO\PLOTTER\*.PLT
- \LABORANT.PRO\FORMELN\*.EQU
- \LABORANT.PRO\FORMELN\*.FOR
- \LABORANT.PRO\SPREAD\*.DIF
- \LABORANT.PRO\TEXTE\*.TXT
- \LABORANT.PRO\THERMOC\*.THC
- \LABORANT.PRO\EDITOR.PRG
- #
-
- Das bedeutet z.B. daß die Meßwertdateien in einem Ordner namens MESSWERT
- gesucht bzw. abgelegt werden usw.
-
- Die Verwendung eines externen Editors finden Sie im Kapitel 13.3.
-
- Arbeiten mit 2 Floppies
-
- Viele Anwender benutzen zwei Laufwerke. Die Laborant Professional-
- Version liegt z.B. in Laufwerk A, während alle Ordner mit den
- Meßwerten in Laufwerk B liegen.
-
- Hierzu dient die Datei TWODRIVE.INF :
-
- B:\MESSWERT\*.MSW
- B:\SPREAD\*.VIP
- B:\PLOTTER\*.PLT
- B:\FORMELN\*.EQU
- B:\FORMELN\*.FOR
- B:\SPREAD\*.DIF
- B:\TEXTE\*.TXT
- B:\THERMOC\*.THC
- B:\EDITOR.PRG
- #
-
- Man beachte, daß für den Laufwerkswechsel auch die Laufwerksbezeichnung
- z.B. B: mit in die LABORANT.INF gehört !
-
- Möchte man mit 2 Laufwerken arbeiten, muß die alte LABORANT.INF gelöscht
- und die Datei TWODRIVE.INF in LABORANT.INF umbenannt werden. Die ent-
- sprechenden Ordner müssen auch auf der Datendiskette B angelegt bzw.
- draufkopiert werden.
-
- Warnung: Wer dies vergißt oder Ordnernamen angibt, die nicht
- der LABORANT.INF entsprechen, produziert Chaos^3 !
-
- Anmerkung: Ab Version ST/TT Plus 1.20 merkt sich das Programm evtl.
- Pfadwechsel.
-
- 14.2. Laborant Professional und Multitasking
- --------------------------------------------
-
- Laborant Professional ist grundsätzlich in Multitasking-Betriebssystemen
- einsetzbar. Welche Möglichkeiten bieten sich hier dem Anwender gegenüber
- dem bisherigen Singletask-Betrieb ?
-
- Laborant Professional setzt stark auf den Export von Meßdaten in leistungs-
- starke Graphikprogramme, wie z.B. Data Professional 4.0 von Wirtz oder
- XAct von Scilab. Im Multitasking-Betrieb arbeiten diese Programme parallel
- zu Laborant Professional. Ein einfacher Klick in ein Fenster des jeweils
- anderen Programms und schon wird in diesem Programm weitergearbeitet.
-
- Nun, Multitasking erfordert eine hohe Rechenleistung und dafür konzipierte
- Prozessoren. Unter 68000-Systemen, wie ATARI ST oder MEGA STE, ist ein
- schnelles Multitasking nur schwer möglich. Erst ab dem ATARI FALCON und
- erst recht auf dem ATARI TT wird der Multitasking-Betrieb zur Freude.
- Am Besten ist natürlich ein Großbildschirm, um möglichst viele Programme
- direkt im Blick zu haben.
-
- Laborant Professional selbst besitzt max. 3 Fenster zur Verwaltung. Das
- Laborant-Hauptfenster besitzt momentan nur die Funktion, für die anderen
- beiden Fenster einen schnellen Hintergrund-Redraw zu gewährleisten. Dazu
- muß man wissen, daß in Multitasking-Systemen zerstörte Fensterinhalte
- von Fremdprogrammen sich automatisch restaurieren. Ist der Inhalt des
- Fremdprogramm-Fensters nur zeitaufwendig wiederherstellbar, so dauert
- es entsprechend lang. Das Laborant Hauptfenster dagegen ist absolut
- schnell wiederhergestellt, teilweise schneller als der Desktop. Die beste
- Versicherung gegen langwierige Redraw-Zeiten ist es, einmal gesetzte
- Fenster nicht laufend über andere Fenster zu schieben und möglichst
- nur wirklich relevante Fenster offenzuhalten. Wer zu viele Programme
- gleichzeitig startet, dem wird die Rechenzeit in die Knie gehen. Das
- Laborant-Hauptfenster wird in einer der nächsten Versionen noch eine
- sehr bedeutende Rolle bekommen, dazu zu gegebenem Zeitpunkt mehr.
-
- Laborant Professional ist in der Lage Fremdprogramme direkt zu starten,
- dies ist in Multitasking-Umgebungen normalerweise unüblich. Denn normaler-
- weise müßte das gestartete Programm zusätzlich alle Laborant-Fenster auch
- mit restaurieren, was es natürlich nicht kann. Da diese Option, aber
- trotzdem manchmal ganz nützlich ist, schließt Laborant Professional
- vorher alle seine Fenster und meldet seine Menüleiste ab. Somit stehen
- dem gestarteten Programm noch weitere Fenster zur Verfügung. Nach Beendi-
- gung des Programms meldet sich Laborant mit seinem Hauptfenster wieder
- und es kann weitergehen. Trotzdem ist diese Art von Programmstart in
- Multitasking-Umgebungen nicht üblich, hier werden Programme über den
- Desktop oder die erweiterte Accessory-Leiste aktiviert, so sollten Sie
- auch handeln. Beachten Sie das Programme viel Speicher fressen und das
- Ihnen nicht die Fenster ausgehen.
-
- Manche Fremdprogramme sind nur bedingt multitaskingfähig. Sie
- reservieren grundsätzlich den gesamten Restspeicher für sich. So
- daß beim Start oder bei kleineren Speicheranforderungen und Programmen
- der Computer sofort INTERNAL MEMORY OUT meldet und hängt. Die
- Programme kann man sehr leicht erkennen. Unter Multitasking darf man
- jedes beliebige Programm mehrfach starten. Läßt sich ein Programm
- nicht 2x starten, so ist etwas mit dessen Speicherverwaltung im Argen.
- Manche Programme erlauben deshalb den eigenen Speicherhunger zu
- limitieren, hier sollte man in deren Handbüchern mal 'graben'.
- Manche Programme legen außerhalb stat. Dialoge mit auf den Schirm.
- So kann es dann bei der Überlagerung von Fremdfenstern zu bösen
- REDRAW-Effekten kommen (z.B. KSPREAD4 V4.19 Eingabedialog). Laborant
- Professional kann man bei genügend Speicher z.B. 10 MB ST-RAM im TT
- mehr als 10x auf dem Bildschirm haben. Außerdem nutzt Laborant ST/TT
- Plus bei dynamischen Speicheranforderungen das TT-RAM, wenn vorhanden.
-
- Laborant Professional wurde unter MultiGEM2 und MultiTOS im Multitasking-
- Betrieb getestet.
-
- 14.3. Fenstersteuerung
- ----------------------
-
- Mit der neuen Professional-Version kann Laborant mit mehreren Fenstern
- gleichzeitig arbeiten. Das Meßwertfenster kann nach der Eingabe von
- Meßwerten oder dem Menüpunkt 'Meßwert laden' geöffnet werden.
-
- Das Meßwertfenster wird mit Control A oder über den Menüpunkt 'Meßwert
- anzeigen' auf den Bildschirm gebracht.
-
- Das Thermochemie-Fenster wird erst nach dem Laden einer Thermochemie-
- Datenbank aktiv. Es wird mit Control H oder über den Menüpunkt
- 'Datenbank ansehen' auf den Bildschirm gebracht.
-
- Zwischen dem Laborant Hauptfenster und den beiden anderen Fenstern kann
- man durch einfaches Anklicken des jeweiligen Fensters sofort in dieses
- Fenster gelangen.
-
- Desweiteren kann man das Meßwertfenster über Control A und das Thermo-
- chemiefenster über Control H jeder Zeit in den Vorgrund holen. Das
- momentan aktive Fenster erkennt man an der grauen Titelleiste.
-
- Sollte jemanden das Laborant Hauptfenster stören, so kann man es durch
- einen Klick auf den FULL-Button im rechten oberen Fenster stark
- verkleinern lassen. Ein erneuter Druck auf den Full-Button ergibt
- wieder die maximale Fenstergröße auf dem Bildschirm.
-
- Fenster werden über den CLOSER-Button geschlossen, dieser sitzt in der
- oberen linken Ecke eines Fensters. Ein Druck auf diesen Closer-Button
- beim Meßwert- oder Thermochemie-Fenster schließt diese Fenster. Beim
- Hauptfenster dient der Closer-Button zum Beenden des Laborant Profes-
- sional-Programms !
-
- In der jetzigen Professional-Version sind das Meßwert- und Thermoche-
- miefenster in der Größe nicht veränderbar. Nur das Hauptfenster kann
- bis zu einer vom GEM vorgebenen Größe verkleinert werden. Hierzu
- wird der SIZE-Button in der unteren rechten Fensterecke benutzt. Der
- Size-Button wird angeklickt und die Maus mit gedrückter linker Maus-
- taste bewegt. Hat das Fenster die gewünschte Größe erreicht, so wird
- die linke Maustaste losgelassen.
-
- Das Meßwertfenster und das Thermochemie-Fenster besitzen auf der
- rechten Seite je 2 Pfeilsymbole und einen grauen Balken mit kleinem
- weißen Rechteck. Die Pfeile dienen zum zeilenweisen Blättern im
- Fenster. Den grauen Balken nennt man SLIDER, er dient zum schnellen
- Wandern durch die Fensterinhalte. Dazu klickt man das kleine weiße
- Kästchen per Maus an und verschiebt es per gedrückter linker Maustaste.
- Schiebt man das Rechteck ganz nach oben, so ist man am Anfang der
- Meßwerttabelle bzw. Datenbank. Schiebt man es ganz nach unten, so
- ist man entsprechend auf dem letzten Datensatz. Alle anderen
- Positionen des Rechtecks erlauben die ungefähre Anwahl eines Daten-
- satzes, z.B. in der Mittelstellung wird die Umgebung mittleren
- Datensatzes eingespiegelt.
-
- Achtung, unter TOS 2.06 und 3.06 existiert ein GEM-Fehler. Ein Druck
- auf ein Pfeilsymbol führt zu einer 2-fachen Verschiebung, außerdem
- sind die Pfeilsymbole im Accessorybetrieb nicht ansprechbar. Hier hilft
- nur das PD-Programm ARROWFIX13.
-
- Mit der Professional-Version kann man jetzt aber auch die Tastatur
- zum Blättern in Meßwert- und Thermochemie-Fenstern benutzen.
-
- Folgende Tasten stehen zur Verfügung :
-
- - Cursor hoch = einen Datensatz zurückblättern
- - Shift Cursor hoch = 10 Datensätze zurückblättern
- - Cursor tief = einen Datensatz vorblättern
- - Shift Cursor tief = 10 Datensätze vorblättern
- - ClrHome = ab 1. Datensatz anzeigen
- - Shift ClrHome = letzten Datensatz anzeigen
- - Insert = Hauptfenster verkleinern/vergrößern
-
- Mir persönlich gefällt die Tastatur-Lösung besser, als ständig mit
- der Maus zu klicken, aber dies ist Geschmackssache.
-
- Laborant Professional selbst nutzt noch keine fliegenden Dialoge. Wer
- unbedingt, welche benutzen möchte, sollte das Shareware-Programm
- Let'Em Fly 1.19 verwenden. Dies hat zusätzlich den Vorteil, daß
- die Auswahlknöpfe auch per Tastatur angewählt werden können. Ich
- selbst bin bis jetzt immer ohne fliegende Dialoge über die Runden
- gekommen.
-
- Anmerkung:
- Sollte plötzlich das Meßwertfenster oder Thermochemiefenster vom Bild-
- schirm verschwunden sein, ohne daß man vorher den CLOSER-Button selek-
- tiert hat, dann hat man zufällig das Hauptfenster angeklickt. Dieses
- überlagert durch seine Größe die beiden anderen Fenster. Mit Control A
- bzw. Control H holt man sich seine verlorengeglaubten Fenster zurück
- oder man klickt auf den Full-Button des Hauptfensters. Man kann die
- Fenster aber auch absichtlich hinter dem Hauptfenster verstecken, um
- REDRAW-Zeiten zu sparen.
-
- 14.4. Speicherverwaltung
- ------------------------
-
- Laborant Professional ist ein sehr großes Programm, deshalb muß man
- beim Betrieb mit 1 MByte Speicher einiges beachten.
-
- Laborant besitzt rund 573 KB Programmgröße
- + 150 KB internes Datenmanagement
- + Sicherung von Dialogen und Fensterinhalten
- + Resource-Datei
-
- Für 1 MByte-Besitzer heißt dies, möglichst keine Accessories benutzen.
- Gegebenenfalls NVDI (insbesondere Fonts) und Harddisk-Cache entfernen.
-
- Laborant geht sehr sparsam mit Fenster- und Dialogspeicher um. Der
- Speicher wird stets dynamisch angefordert und nach Benutzung sofort
- wieder freigegeben. Man sollte also nicht unbedingt Meßwert- und
- Thermochemiefenster gleichzeitig offen halten, da sie miteinander
- eigentlich nichts zu tun haben.
-
- Wer sich nicht bei 1 MByte um die obengenannten Regeln kümmert, den
- weist Laborant Professional gnadenlos auf den Speichermangel hin.
- Danach ist dann kein ordnungsgemäßer Bildschirmaufbau mehr möglich.
-
- Garantiert wird ein ordnungsgemäßer Ablauf bei 1 MB , wenn keine
- Accessories und NVDI geladen sind. NVDI sollte bei 1 MB ohne ASSIGN.SYS
- getestet werden, die Fontkapazität muß ggfs. ausgetestet werden.
-
- Falls ein TT mit FAST-RAM vorhanden ist, so wird Laborant Professional
- komplett dort benutzt, ebenso werden dann dynamische Speicher-
- anforderungen im TT-RAM abgewickelt. So daß sich im ST-RAM alle
- nicht TT-RAM stabilen Programme noch besser ausbreiten können.
-
- Vorteil: mehr Platz für andere Programme im ST-RAM und Laborant
- Professional wird ca. 40% schneller.
-
- Einige Interna von Laborant Professional :
-
- - Programmzeilen ohne GEM-Includes : 23887 PASCAL-Zeilen
- - Laborant Unterprogramme : 377
- - Laborant Funktionen : 21
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 15 :
- ------------
-
- Anmerkungen, Anleitungen und Weiterentwicklungen
- ------------------------------------------------
-
- 15.1. TeX-Anleitung
- -------------------
-
- Ab Laborant Professional Version 1.00 ist das Programm mit einer
- kompletten Anleitung in der Textgestaltungssprache TeX mit auf
- der Diskette (gepackte Datei LAB_TEX.TOS => LAB_TEX.DVI).
-
- Warum eigentlich TeX und nicht mehr die alte SIGNUM2-Anleitung ?
-
- Hierfür gibt es mehrere Gründe :
-
- - TeX ist standardisiert und existiert für alle heutigen
- Computersysteme (vom AMIGA bis zum Großrechner)
- - TeX stellt mächtige Funktionen für Chemiker und Mathematiker
- zur Verfügung, die in SIGNUM 2 nur sehr schwer realisierbar
- sind
- - TeX ist eine Art Textprogrammiersprache und kann von
- beliebigen Programmen mit generierten TeX-Makros
- versorgt werden. Laborant Professional generiert z.B.
- erstklassige Meßwerttabellen für TeX
- - Die gesamte Verwaltung und Gliederung von Handbüchern
- kann mit TeX-Befehlen bequem erledigt werden
- - SIGNUM 2 ist allerdings in der Bedienung TeX haushoch
- überlegen, aber in Flexibilität geradezu ein Zwerg
- gegenüber TeX
- - TeX ist PD-/Shareware und als Weltstandard für alle Systeme
- zur Zeit auf dem Markt. Wie lange noch SIGNUM 2 produziert
- wird, kann ich nicht sagen, aber viele neue Programme
- sind bereits mächtiger.
-
- Nun, TeX ist kein WYSIWYG-Programm ('What you see is what you get'),
- sondern eine Textgestaltungssprache. Der Text mit seinen Gestaltungs-
- befehlen wird mit einem ganz normalen Texteditor (z.B. Edison)
- als ASCII-Datei erstellt.
-
- Da die normalen TeX-Befehle nur elementare Funktionen beinhalten,
- werden heutige TeX-Dokumente mit LaTeX erstellt. Dies ist ein großes
- TeX-Makro-Paket, um die Seitengestaltung möglichst einfach zu
- gestalten. Daneben können aber auch fachspezifische Makropakete, wie
- z.B. Chemie-Makropakete benutzt werden.
-
- TeX ist eine faszinierende Programmiersprache. Jeder, der sich
- mit wissenschaftlichen Dokumenten befaßt, sollte sie eigentlich
- nutzen. Nun, um einen schönen Einblick in die Welt von LaTeX zu
- geben, empfehle ich folgendes Buch :
-
- Literatur zu TeX :
- LaTeX - Eine Einführung
- Helmut Kopka
- Addison-Wesley Verlag
-
- Die Laborant Professional TeX-Anleitung wurde erstellt mit :
-
- MultiTeX 5.1
- Sonderdisk SD 78
- (8 Disketten 75.-DM)
- Maxon Computer
- Industriestraße 26
- W-6236 Eschborn
-
- MultiTeX sollte auf einem schnellen ST oder besser auf einem FALCON
- bzw. ATARI TT eingesetzt werden. 4 MByte RAM und mind. 16 MByte
- freier Festplattenplatz sind einzuplanen. Ordentliche Handbücher
- druckt man am besten mit einem Laserdrucker aus.
-
- Die TeX-Datei liegt in gepackter Form auf der Diskette vor, da sie
- aufgrund Ihrer enormen Größe sonst nicht mehr drauf gepaßt hätte.
- Die Datei LAB_TEX.TOS ist entweder auf einer Festplatte/RAM-Disk
- zu entpacken oder auf eine separate Diskette zu kopieren. Die
- Anleitung entpackt sich selbst nach dem Anklicken (Dank des
- PD-Programms SFX-LZH 1.6 von Stefan Gross).
-
- Die Anleitung liegt als LAB_TEX.DVI dann vor. DVI-Dateien sind
- übersetzte TeX-Dateien, die unabhängig vom jeweiligen Drucker-
- treiber sind (DVI = Device independent). DVI-Dateien sind kodiert
- und kein ASCII-Text. Sie können direkt über die Shell des MultiTeX
- ausgedruckt werden.
-
- Folgendes muß Ihre beliebige TeX-Version erfüllen. Sie muß kompa-
- tibel zur neuesten TeX-Version 3.14 und LaTeX 2.09 sein. Außerdem
- müssen die Standardfonts in 11pt Größe vorhanden sein. Dann
- steht dem Ausdruck nichts mehr im Wege.
-
- Aufgrund der Standardisierung von TeX kann man natürlich die
- DVI-Datei z.B. auch von einem Uni-Rechner verarbeiten und drucken
- lassen. Mit TeX steht Ihnen die gesamte professionelle Welt
- vom ATARI, PC, Mac bis zur Workstation zur Verfügung.
-
- Auf Wunsch liefere ich auch die Original-ASCII TeX-Datei aus.
- Die ist aber nur von Interesse, wenn jemand die Anleitung
- verbessern (sehr löblich) oder TeX lernen möchte. Auf einem
- ATARI TT dauert die komplette Neuübersetzung rund eine halbe
- Stunde. Während die übersetzte DVI-Datei natürlich sofort mit
- dem Ausdruck beginnt (rund 140 DIN A4-Seiten).
- Auf Wunsch ist die ASCII-TeX-Datei bei mir gegen Leerdiskette
- und Rückporto zu erhalten.
-
- 15.2. Fremdsprachenversionen
- ----------------------------
-
- Laborant Professional ist natürlich nicht nur für den deutschsprachigen
- Anwenderkreis sehr interessant, was mir viele Anfragen aus dem
- Ausland beweisen.
-
- Bisherige fremdsprachige Versionen von Laborant Professional :
-
- - Laborant Professional 1.02 (USA) englische Version mit 164 KB Doku
- - Laborant ST/TT Plus 1.24 (Schwedische Version)
-
-
- 15.2.1. Schwedische / englische Vollübersetzung
- -----------------------------------------------
-
- Stand: Laborant Professional 1.02 (USA) englische Version
-
- Die englische Version von LP entspricht dem Stand der deutschen
- LP Version. Sie beinhaltet eine 164 KB große englische ASCII-
- Dokumentation.
-
- Momentan wird die Übersetzung für das englische TeX-Handbuch
- nochmals in Kanada gecheckt. Das engl. TeX-Handbuch folgt
- dann in einer der nächsten Versionen.
-
- Die Überarbeitung der engl. Anleitung erfolgt in Kanada durch :
-
- Marek Bilinski
- 8, Pagnuelo ave.
- OUTREMONT, QUEBEC
- H2V 3B9
- Canada
-
- Die engl. Version ist direkt bei mir und in weltweiten Mailbox-
- Systemen verfügbar.
-
-
- Stand: Laborant ST/TT Plus 1.24 (Schwedisch)
-
- Dank des unermüdlichen Einsatzes meines Freudes Tasso Miliotis, einem
- schwedischen Chemiestudenten, ist auch eine schwedische Version ent-
- standen.
-
- Im September 1989 besuchte ich Schweden. Ich danke, neben Tasso,
- insbesondere Anniqa Andersson und der chemischen Fakultät der tech-
- nischen Hochschule in Kristianstad für Ihre Gastfreundschaft.
-
- Am 17.Mai 1992 wurde die schwedische Vollübersetzung abgeschlossen.
- Jeder, der Interesse hat, kann sie bei Tasso oder mir gegen Porto-
- erstattung und Leerdiskette beziehen.
-
- Tasso Miliotis, Möllegatan 1, S-28063 Sibbhult, Schweden
-
-
- 15.2.2. Erstellung einer Fremdsprachenversion
- ---------------------------------------------
-
- Wie kann man sich nun eine Fremdsprachen-Übersetzung vorstellen. Der
- Quelltext von Laborant Professional ist nicht frei zugänglich, daran
- wird sich auch nichts ändern.
-
- Als Erstes müssen die ASCII-Dokumentation und danach die TeX-
- Dokumentation komplett übersetzt werden. Alle Bildschirm-Dialoge
- erhält der Benutzer als Hardcopy. Die Übersetzungen werden dort
- eingetragen und an mich zurückgesandt. Nach den Änderungen der
- Quelltexte und Neuübersetzungen werden die Teile vom Übersetzer
- im Programm nochmals gecheckt. Fehlerhafte Texte werden schriftlich
- oder per Hardcopy gemeldet.
-
- Nun, nach einigen Wochen bis Monaten ist dann eine neue Fremdsprachen-
- Version fertig und kann frei weitergeben werden. Die Übersetzung
- eines PD-Programms muß natürlich kostenlos sein, hier bedarf es
- des Enthusiasmus eines absoluten Chemie-Freaks.
-
- Nun, die Mühen mit der schwedischen Übersetzung haben sich tausendmal
- gelohnt. Laborant Professional ist wohl das mächtigste schwedisch-
- sprachige Chemie-Programm in ganz Schweden. Zusätzlich konnte ich
- viele schwedische Laborant-User in Schweden persönlich kennenlernen.
-
- Wo stecken die genialen Chemie-Enthusiasten in Frankreich, Spanien,
- Italien, Holland, Portugal, Skandinavien, im Ostblock oder Übersee ?
-
- Je exotischer eine Sprache ist, desto größer ist natürlich auch die
- Resonanz im Heimatland und natürlich die Anerkennung für den
- Übersetzer.
-
- 15.3. Entwicklungs-Software
- ---------------------------
-
- Zur Entwickung von Laborant Professional wurde folgende Software einge-
- setzt:
-
- ST-PASCAL Plus 2.10 von CCD
- Kuma Resource Construction Set 2.1
- Interface 2.2 von Shift
- Quick-Dialog von CCD
- Edison-Editor 1.10 von Kniss-Soft
- PFXPAK+ 1.4 von Thomas Quester
- NVDI von Bela Computer
- GEMPLUS SD 46 von Maxon
- MultiTeX 5.1 SD 78 von Maxon
-
- 15.4. Fehlermöglichkeiten
- -------------------------
-
- Es gibt einige Möglichkeiten, dem System den "Garaus" zu machen.
-
- Laborant Professional prüft sehr viel, um so 'Eingabemüll' zu erkennen.
- Ein sogenannter 'Bug-Recall'-Modus ist bei 95% aller Routinen eingebaut,
- d.h. tritt ein Fehler auf, wird die fehlerhafte Eingabe erneut einge-
- spiegelt. Man kann nun sehr angenehm die Tippfehler entfernen.
-
- Dialogboxen mit mehreren Eingabefeldern sollten korrekt bedient
- werden, ansonsten fehlen Werte zur Berechnung. Im GEM werden solche
- Felder mit Cursor tief bzw. Cursor hoch angewählt. Wer zu früh
- die RETURN-Taste drückt, wird erneut zur korrekten Eingabe angemahnt.
-
- Bei Gleichungen sollte die Anzahl der Verbindungen 8 nicht überschreiten
- und bei Titrationen nicht mehr als 7 Messungen. Mehr würde irgendwann die
- Dialogboxen überlaufen lassen. Indizes von Formeln sollten den Wert
- 32000 nicht überschreiten.
-
- Beachte, es gibt Harakiri-Fehler, die aus Labortiefschlaf entstehen
- können. Das System fängt sehr viel "Schrott" ab, aber man kann nicht
- für jeden "Datenmüll" eigens Fehlerroutinen schreiben.
-
- Also stets konzentriert ans Werk gehen.
-
- 15.5. Bisher veröffentlichte Versionen
- --------------------------------------
-
- Laborant ST 1.00 - 1.06
- Laborant ST 1.07 (4136 Pascal-Zeilen, 110 KByte)
- Laborant ST 1.08 - 1.24
- Laborant ST Plus 1.00 - 1.24
- Laborant Professional 1.00 - 1.01b
-
- Laborant Professional 1.02 (23887 Pascal-Zeilen, 575 KByte)
-
- Laborant Professional wurde mit dem Programm PFXPAK+ 1.4
- in ein selbstentpackendes Programm komprimiert.
-
- Ursprungsgrösse : 575 KByte
- durch PFXPAK+ komprimiert auf : 231 KByte
- Platzersparnis : 60 %
-
- PFXPAK+ ist erhältlich bei Thomas Quester, Lampenland 9
- 2000 Hamburg 80 für 20 DM.
-
- Auf Wunsch gibt es eine ungepackte Version für ST-Benutzer, die
- über schnelle Festplatten (<20 ms Zugriffszeit) verfügen. TT-
- Benutzer brauchen diese Version nicht, da der TT schon sehr
- schnell ist !
-
- (Bei Interesse, Diskette und frankierten Briefumschlag an mich
- senden)
-
- 15.6. Geschichte von Laborant Professional
- ------------------------------------------
-
- Laborant Professional ist aus meiner JUGEND FORSCHT-Arbeit 1984 hervor-
- gegangen, damals noch auf einem PC (SIRIUS 1) in BASIC geschrieben.
-
- Dieses Chemie-Paket bestand aus einem Formelscanner, einem Graphikpaket
- und einem Editor. Laborant ST basiert auf dem Formelscanner EFA (Extended
- Formula Analysator). Allerdings wurden ca.95% der Algorithmen völlig neu
- aufgebaut und sehr viele neue Routinen integriert.
-
- Laborant Professional wurde in ST-PASCAL Plus Vers. 2.10 geschrieben und
- ist für sich ein kleines chemisches Juwel. Ich habe sehr viel Zeit und
- Enthusiasmus in dieses Programm gesteckt, um das Programm immer weiter
- zu verbessern.
-
- Ich möchte mit meinem Programm die Verbreitung der excellenten ATARI ST-
- bzw. TT-Computer fördern. Deshalb wird Laborant Professional auch in
- Zukunft Public-Domain bleiben. Allerdings lebt Laborant Professional
- insbesondere von den Anregungen seiner Benutzer, also scheuen Sie sich
- nicht, mir Ideen bzw. Verbesserungsvorschläge zu unterbreiten.
-
- Laborant Professional ist deshalb zuerst auf dem ATARI ST entstanden. Dies
- ist nicht nur auf die hervoragende Benutzeroberfläche zurückzuführen,
- sondern im Besonderen darauf, daß der ST excellente Programmiersprachen
- zur Verfügung stellt. Nach Meinung vieler Fachleute ist der ATARI ST,
- der am unkompliziertesten zu programmierende Personalcomputer. Mit
- meinem 32 MHz ATARI TT mit Großbildschirm macht das Programmieren
- natürlich noch mehr Spaß.
-
- Nun, in welcher Programmiersprache man seine Programme schreibt, ist
- sicherlich Geschmackssache. BASIC sollte man nur in kleinen Projekten
- einsetzen, wo schnell Lösungen erzeugt werden müssen. Mit Pure Pascal
- und Pure C stehen dem ATARI-Benutzer mächtige Werkzeuge zur Verfügung.
-
- Ich selbst programmiere am liebsten in Assembler. Aber Anwendungen,
- wie Laborant Professional, sind sinnvollerweise in einer strukturier-
- ten Hochsprache zu schreiben.
-
- Die Qualität und die Auswahl der Programmiersprachen für die ATARI
- Computer ist excellent. So sollte es eigentlich jedem Naturwissen-
- schaftler möglich sein, sein Programmprojekt sehr benutzerfreundlich
- in seiner Lieblingssprache zu erstellen. Ich würde mich freuen, wenn
- ich einige dieser Programme auch einmal im PD-Service finden würde.
-
- Momentan hat ein kleiner RUN von Labors auf den ATARI ST/TT eingesetzt.
- In vielen UNI's und Labors arbeiten heute ATARI ST-Computer. Vorbild
- sind hier die UNI Stuttgart/München/Bochum, die FH Hamburg, die Max-
- Planck-Institute uva. Von Laborant Professional wird hier viel Gebrauch
- gemacht, was mir die vielen Reaktionen der User beweisen. Die Möglich-
- keiten des FALCON Motorola 56001-DSP Chips in der chemischen
- Meßtechnik und Analytik sind sehr groß. Hier könnten sehr interessante
- Ansätze für Diplom-Arbeiten entstehen.
-
- 15.7. Andere Betriebssysteme
- ----------------------------
-
- Laborant Professional wurde speziell für die ATARI ST/FALCON/TT-Computer
- geschrieben.
-
- 15.7.1. MS-DOS und Windows
- --------------------------
-
- Ob es je eine Anpassung mittels C++ für Windows geben wird, steht noch
- nicht fest, die Entwicklungskosten incl. leistungsfähiger Hardware
- sind sehr hoch (mehr dazu in Kapitel 15.13). Eine Version mit DOS-Ober-
- fläche lehne ich als Menschenfreund grundsätzlich ab.
-
- Neuerdings gibt es einen ST-Emulator für 486er Computer unter Windows.
- Der Anwender sollte mind. 8 MB RAM und einen 50 MHz 486DX oder 66 MHz
- 486DX2 besitzen, sonst wird es tierisch langsam. Allerdings bekommt man
- einen echten ST bereits billiger als die Emulationhardware. Außerdem
- läuft sehr vieles leider nicht, ob Laborant Professional läuft, kann
- ich nicht sagen. Aufgrund der sauberen Programmierung müßte es klappen.
- Die Hardware und das Programm heißen GEMulator 3.0 von Branch Always,
- USA.
-
- Also lieber einen ATARI FALCON mit 486SX-Emulator, da stimmt wenigstens
- die Power und Laborant Professional geht ab, wie 'Schmidt's Katze'.
- Der Datenaustausch vom ST auf PC's ist kein Problem. Beide benutzen
- das gleiche Diskettenformat. Wer einen PC-Emulator sein eigen nennt,
- kann problemlos ATARI- und PC-Programme auf der Festplatte mischen,
- z.B. Laborant Professional und LOTUS Freelance auf einer Festplatten-
- Partition. Ab TOS 1.4 oder höher klappt dies völlig problemlos.
-
- (zu einer evtl. WINDOWS-Version mehr im Kapitel 15.13)
-
- 15.7.2. Laborant Professional und AMIGA
- ---------------------------------------
-
- Nun, ich bin kein besonderer Freund der AMIGA-Computer, aber trotzdem
- läuft Laborant Professional auf dem AMIGA. Voraussetzung ist ein ST-
- Emulator bzw. Medusa. Das Programm sollte in der mittleren Auflösung
- (640*200) benutzt werden, damit die Augen nicht vom Interlace-Modus
- gequält werden. Wer Laborant Professional häufiger benutzt, sollte sich
- überlegen, ob er nicht zum ATARI wechselt und die wesentliche besser
- Bildschirmqualität genießt.
-
- 15.8. Neuerungen
- ----------------
-
- Was ist neu seit der letzten großen Änderung der Version 1.20 ?
-
- - Anpassung an MultiTOS/MultiGEM2
- - ST/TT/FALCON-Lauffähigkeit
- - Nutzung mehrerer Fenster gleichzeitig
- - auflösungsunabhängig ab 640*200 (Farbe und Schwarzweiß)
- - Farbunterstützung bei den Farbauflösungen
- - Zusätzlich komplettes TeX-Handbuch auf Diskette
- - TeX-Tabellengenerierung für Meßwerte
- - TeX-Formel-/Gleichungsgenerierung
- - neue Eingaberoutine für lineare Gleichungssysteme
- - TeX-Generierung für lineare Gleichungssysteme
- - Eigenwerte von Matrizen
- - Determinatenbestimmung
- - Kondition (numer. Qualität) eines LGS nach Hadamard
- - Addition und Multiplikation von Matrizen
- - Speichern und laden von LGS
- - neue Eingaberoutine für Meßwerte (jetzt max. 128 Meßwerte)
- - rationale Approximation
- - lineare Regression mit Korrelationskoeffizient
- - Varianz, Variationskoeffizient
- - externer Editor-Aufruf
- - Aktivitätskoeffizient nach Debye-Hückel/Ionenstärke
- - Berechnung der Reaktionsordnung und Geschwindigkeit
- - Arrhenius-Gleichung für Aktivierungsenergie
- - Aufstellen einer Reaktionsgleichung
- - komfortable Einheiten-Umwandlung
- - neuer Formel- und Gleichungsscanner
- - Molmassen-/Elementanteilebestimmungen von Polypeptiden
- und DNA-/RNA-Nucleotidsequenzen
- - echtes Periodensystem zum Auswählen
- - diverse optische Methoden (Photometrie)
- - Cp-Koeffizienten in der Thermochemie-Datenbank
- - Wildcard-Suche in Thermochemie-Datenbank
- - fensterunterstützte Meßwertanzeige
- - neue Druckroutine für Meßwerte
- - Drucken und Speichern von Berechnungsergebnissen
- - neue ASCII-Text Speicherroutine
- - Gasgesetze und Umrechnungen
- - neue Diskettenspeicherplatz-Routine
- - editierbare Systempfade für LABORANT.INF
- - Importieren von Meßwerten (Curfit, Excel, ASCII-delimited)
- - Ausreißertest (n > 10)
- - Newton-Raphson-Verfahren für Polynome
- - Gamma-Funktion berechnen
- - Diverse Optimierungen und Entfernung kleinerer Fehler
-
- 15.9. Benutzer-Anregungen
- -------------------------
-
- - Wünsche müssen programmtechnisch ohne riesigen Aufwand realisierbar
- sein
- - Spezialanwendungen sind nichts für Laborant Professional
- - das Problem sollte allgemein gebraucht werden
-
- - Die Vielzahl der chemischen Berechnungen strebt sicherlich gegen
- Unendlich. Ziel von Laborant Professional ist es nicht soviel wie
- möglich zu können, sondern sich auf die wesentlichen Berechnungs-
- verfahren der Chemie zu konzentrieren. Wenn Sie Ihre Berechnung gerne
- in Laborant Professional haben möchten, überlegen Sie zuerst wieviele
- andere chemische Anwender überhaupt Ihr Problem auch haben. Sollte
- sich herausstellen, daß Sie mit hoher Wahrscheinlichkeit der Einzige
- sind, dann hilft nur eins, die Software selbst erstellen und als exter-
- nes Programm von Laborant Professional aufrufen lassen.
-
- - Wenn Sie eine nützliche Idee haben, tun Sie bitte Folgendes :
-
- 1. Idee beschreiben und Beispielberechnungen (bitte ausführlich kommen-
- tieren (evtl. Tabellen als Kopien)).
- 2. Überlegen Sie, inwieweit der Computer Arbeit erspart, was eingegeben
- und was ausgeben werden muß.
- 3. Ideen per Post an mich senden. Falls ich Zeit finde, werde ich das
- Problem integrieren.
-
- Wer an Updates interessiert ist, rufe mich bitte vorher an. Vielleicht
- habe ich dann schon eine neue Version "geschnitzt". Wenn ja, bitte einen
- frankierten Briefumschlag (1.70 DM, Absender bitte drauf, Leerdiskette)
- an mich schicken.
-
- 15.10. Haftung
- --------------
-
- Laborant Professional ist Public-Domain, jeder kann es frei kopieren
- und nutzen. Für evtl. Programmfehler übernehme ich keinerlei Haftung.
- (Änderungen am Programmcode sind untersagt)
-
- 15.11. Literaturhinweise
- ------------------------
-
- In Laborant Professional wird ein große Anzahl von Algorithmen verwendet.
- Zum tieferen Studium sind folgende Bücher zu empfehlen :
-
- Chemie, Fakten und Gesetze
- Buch- und Zeit Verlagsgesellschaft, Köln
-
- Einführung in die Stöchiometrie
- Nylen/Wigren, Steinkopff-Verlag
-
- Grundlagen der quantitativen Analyse
- Udo R. Kunze, Thieme-Verlag
-
- Einführung in das chemische Rechnen
- Hübschmann/Links, Verlag Handwerk und Technik HT 1231
-
- Laborpraxis 4 Analytische Methoden
- Verlag Birkhäuser
-
- Logarithmische Rechentafeln
- Küster/Thiel/Fischbeck, de Gruyter-Verlag
-
- pH-Wert Berechnungen
- Claus Bliefert, Verlag Chemie
-
- Biochemie Band 187
- Gernot Grimmer, BI-Verlag
-
- Statistik in der analytischen Chemie
- Klaus Doerffel, Verlag Chemie
-
- Mathematisch-statistische Methoden in der
- praktischen Anwendung
- Edmund Renner, Verlag Paul Parey
-
- Grundlagen der Statistik II
- Schwarze, Verlag Neue Wirtschafts-Briefe
- Herne/Berlin
-
- Fehlerrechnung
- J. Topping, Verlag Chemie
-
- Taschenbuch der Mathematik
- Bronstein, Verlag Harry Deutsch
-
- Lineare Algebra Band 13
- Manteuffel, Verlag Harri Deutsch
-
- Numerische Mathematik für Ingenieure
- Engeln-Müllges/Reutter, BI-Wissenschaftsverlag
-
- Datenanalyse
- Sigmund Brandt, BI-Wissenschaftsverlag
-
- Chemische Thermodynamik, Band LB4 und AB4
- VEB Deutscher Verlag für Grundstoff, Leipzig
- VLN 152-915/29/85
-
- Elektrolyt-Gleichgewichte, Band LB5 und AB5
- VEB Deutscher Verlag für Grundstoff, Leipzig
- VLN 152-915/45/88
-
- Physikalische Chemie
- Clyde. R. Metz, Schaum-McGrawHill-Verlag
-
- Einführung in die physikalische Chemie
- Bernhard Harder, Westrap Wissenschaften
- ISBN 3-89432-021-4
-
- Zum Verständnis der chemischen Thermodynamik
- Pimentel/Spratley
- Steinkopff-Verlag, Darmstadt
-
- Einführung in LaTeX
- Helmut Kopka, Addison-Wesley Verlag
-
- 15.12. Wissenschaftliche ATARI PD-Software
- ------------------------------------------
-
- Für die ATARI ST/TT/FALCON-Serie existieren eine große Anzahl wissen-
- schaftlicher PD-/Shareware-Programme. Der gemeinnützige Computerclub
- Elmshorn e.V. hat sie in einer sehr großen ATARI-PD-Sammlung (> 700
- Disketten) zusammengetragen. Bei Interesse schicke ich ihnen eine
- Liste der Programme auf Diskette gegen Leerdiskette und Rückporto zu.
-
- Falls Sie dort für Sie interessante PD-/Sharewareprogramme finden soll-
- ten, dann senden Sie mir bitte die entsprechende Anzahl Leerdisketten
- und entsprechendes Rückporto zu. Die Kopien sind natürlich kostenlos,
- allerdings wählen Sie bitte sorgsam aus, damit ich mich nicht 'Dumm
- und Dämlich' kopiere. Kopieren und Zusammenstellen von PD's ist nämlich
- verdammt zeitraubend.
-
- Man weiß gar nicht, was für PD-Schätze für den ATARI ST/TT/FALCON
- bereits heute existieren, Sie werden erstaunt sein.
-
-
- 15.13. Die Zukunft von Laborant Professional
- --------------------------------------------
-
- Laborant Professional wird natürlich weiter gepflegt, wie die letzten
- 5 Jahre auch. Die Entwicklungen hängen stark von den Wünschen und
- Anregungen der Benutzer ab und somit die Richtung in die sich
- Laborant Professional bewegt.
-
- Für die nächsten Versionen sind ersteinmal ein Funktions-Interpreter
- und eine graphische Anzeige von Meßwerten und Funktionen geplant.
- Laborant hätte dies eigentlich nicht nötig, da es für den Multitasking-
- Betrieb konzipiert ist, d.h. Spezialprogramme, wie DATA 4.0 Profes-
- sional übernehmen die graphische Auswertung von Meßdaten aus Laborant
- Professional.
-
- Nun, Laborant Professional wird demnächst auch Meßwerte entsprechend
- graphisch aufbereiten, um die Taskwechsel zu anderen Programmen zu
- vermindern. Umfangreichere und revolutionäre Ideen im Bereich Chemie-
- Software sind bereits angedacht, über die Art möchte ich mich vorerst
- ausschweigen, um nicht der kommerziellen Software-Industrie als
- Ideengeber zu dienen. Die User werden nach Fertigstellung dieses
- eng an Laborant Professional gekoppelten Projekts entsprechend infor-
- miert.
-
- Die ATARI ST/TT/FALCON-Anwender sollten sich darauf gefaßt machen, daß
- Laborant Professional mehr Speicherplatz benötigt. Mindestens 2 MByte
- RAM sind rechtzeitig einzuplanen, um in den Genuß der nächsten Fea-
- tures zu kommen.
-
- Die nächsten Laborant Professional Versionen sollen einmal komplett
- in C++ entstehen, umso evtl. UNIX, Windows oder Mac-Versionen zu
- ermöglichen. Eine Windows-Version ist geplant. Grundsätzlich kann man
- von mind. 1 Jahr Entwicklungszeit pro Hardware-Plattform ausgehen.
- Der C++ Code soll die Portabilität steigern.
-
- Laborant Professional bleibt nur für den ATARI ST/TT/FALCON grund-
- sätzlich Public-Domain, für andere Hardwareplattformen gilt dann
- ein entsprechender Shareware-Status.
-
- ***************************************************************************
-
- KAPITEL 16 :
- ------------
- Schlußwort
- ----------
-
- Nun, irgendwann geht jede Anleitung einmal zu Ende, auch eine solche
- Mammut-Anleitung. Sicherlich hätte man so manches noch ausführlicher
- beschreiben können, aber dann wäre ich wohl immer noch am Schreiben.
- Versuchen Sie sich einmal vorzustellen, Sie hätten die ASCII- und TeX-
- Anleitung geschrieben, dann könnten Sie vielleicht ermessen, wieviele
- Monate ich daran gesessen habe. Wieviel innere Disziplin man aufbringen
- muß, um so ein Public-Domain-Projekt zu erstellen. Wo die Entwicklungs-
- software mehr gekostet hat, als es wahrscheinlich jemals einbringen wird.
- Laborant Professional ist vielleicht ein Versuch, ähnlich wie die
- Gedankenansätze des GNU-Projekts, der häufig völlig überteuerten und
- teilweise schnell gestrickten kommerziellen Software eine Chance
- weniger zu geben. Ich hoffe, Sie persönlich gehören nicht dieser
- trägen Masse von PD-Benutzern von Typ PC-WASA ('program collector
- without any scientific ambition'). Ich würde mir wünschen, Sie
- würden die Ideen, eine Fremdsprachenübersetzung und die
- Weiterverbreitung von Laborant Professional aktiv fördern.
-
- Mein Dank gilt allen Laborant Professional Benutzern, die mir tatkräftig
- bei der Weiterentwicklung des Programms geholfen haben, insbesondere
- Tasso Miliotis und der chemischen Fakultät der Technischen Hochschule
- in Kristianstad, Schweden. Marek Bilinski für die Überarbeitung der
- englischen LP-Fassung. Günter Naumann als ß-Tester und natürlich
- meiner Freundin Uta für Ihre unendliche Geduld mit diesem 'verrückten'
- Chemie- und Programmierfreak.
-
- Jens Schulz 2. Februar 1994
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