4NNNNNTp NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNONNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNk/#o'+-/1 3@5`79;=?A C@E`GIKMOQ S@U`WY[]_a c@e`gikmoq s@u`wy{} @` @ ` @ ` @ ` @ ` ǀ ɠ @ ` ׀ ٠  @` @`!Aa   !Aa!!#A%a')+-/1!3A5a79;=?A!CAEaGIKMOQ!SAUaWY[]_a!cAeagikmoq!sAuawy{}!Aa!Aa!Aa!Aa!Aaǁɡ!Aaׁ١!Aa!Aa " B b  !"!B!b!!!!!"!""#B"%b"'")"+"-"/#1"#3B#5b#7#9#;#=#?$A"$CB$Eb$G$I$K$M$O%S"%O%Ub%W%Y%[%]%_&a"&cB&eb&g&i&k&m&o'q"'sB'ub'w'y'{'}'("(B(b((((/#o'+-/1 3@5`79;=?A C@E`GIKMOQ S@U`WY[]_a c@e`gikmoq s@u`wy{} @` @ ` @ ` @ ` @ ` ǀ ɠ @ ` ׀ ٠  @` @`!Aa   !Aa!!#A%a')+-/1!3A5a79;=?A!CAEaGIKMOQ!SAUaWY[]_a!cAeagikmoq!sAuawy{}!Aa!Aa!Aa!Aa!Aaǁɡ!Aaׁ١!Aa!Aa " B b  !"!B!b!!!!!"!""#B"%b"'")"+"-"/#1"#3B#5b#7#9#;#=#?$A"$CB$Eb$G$I$K$M$O%S"%O%Ub%W%Y%[%]%_&a"&cB&eb&g&i&k&m&o'q"'sB'ub'w'y'{'}'("(B(b((((A244 LABORANTPROQ1LEES DIT ]QH. Q1.. FORMELN R1MESSWERT ]1 PLOTTER e1SPREAD i1TEXTE p1THERMOC v1 HANDBUCHTEXz1$LABORANTPRG /v0LABORANTDAT lV5TWODRIVEINF oREADME DOC w|yLABORANTINF eo. S1.. Q1BEISPIELFOR F DBEISPIELEQU NoRTHERMOCHEQU RDETERMINLGS QN/BEISPIELBCH ^(BEISPIELLGS U 0AUFSTEL1EQU Řv RAUFSTEL2EQU )v R7Phenyl C6H56EBenzyl C6H5CH2~WO߇Naphthyl C10H7H2'lCFuran C4H4OH2$5\Pyran C5H6O52*~܈Chinolin C9H7N523:^5?Acridin C13H9N2p;dZPurin C5H4N42B2nCoffein C8H10N4O24+Theobromin C7H8N4O2203K2MnO4 + 2H2SO4 = 2KMnO4 + MnO2 + 2K2SO4 + 2H2O2 H2ON2 + 3H2 = 2NH3 C6H5CH2~WO߇Naphthyl C10H7H2'lCFuran C4H4OH2$5\Pyran C5H6O52*~܈Chinolin C9H7N523:^5?Acridin C13H9N2p;dZPurin C5H4N42B2nCoffein C8H10N4O24+Theobromin C7H8N4O222,9,9,4,0 2,-3,12,8,0 4,8,3,-5,0 1,2,6,4,0 AGTU C5P H2 Os.. HsEISPIELDIF &\[ JEISPIELVIP ,\[ 3,0,-1,0,0 2,0,0,-1,0 0,2,-2,-3,0 0,1,0,0,2 "" DATA 0,0 "" -1,0 BOT 1,0 "X-WERTE" 1,0 "Y-WERTE" -1,0 BOT 0,4.000000 V 0,8.030000 V -1,0 BOT 0,5.000000 V 0,10.100000 V -1,0 BOT 0,6.000000 V 0,11.950000 V -1,0 BOT 0,7.000000 V 0,14.010000 V -1,0 BOT 0,8.000000 V 0,16.040000 V -1,0 EOD KOH + I2 = KI + KIO3 + H2O 4.0000 , 7.9900 5.0000 , 10.0200 +K2MnO4 + H2SO4 = KMnO4 + MnO2 + K2SO4 + H2O[[ BINEARRGMSW \[ B. ]1 .. Q1BEISPIELMSW [9 BLINEARRGMSW BDEBYE MSW yIZREAKGESCMSW uPrAKTIVITKMSW QB Q@?\(Ãz Q `AQ!@@1&z1& ISPIELPLT \[`y" G{HM $/p 1& H"a0 5.0000000000E+00 2.0300000000E+00 1.0020000000E+01 0 0 0 -1 0 2 0 5 1 5 2 10 10 10 50 50 50 1.0000000000E+00 -1 2.0300000000E+00 -1 2.0000000000E+00 -1 4.0100000000E+00 -1 3.0000000000E+00 -1 5.9800000000E+00 -1 4.0000000000E+00 -1 7.9900000000E+00 -1 5.0000000000E+00 -1 1.0020000000E+01 -1 _;dZ~)l~a O;e~kR}a49Xc}a]/|(O<|amhr{ Trb0vup2v&^҈px074mz2; 79.1; 232.9; 56.4 Br2(l); 0; 0; 152.21; 71.55 Br2(g); 30.91; 3.14; 245.35; 36.04 Br(g); 111.8; 82.4; 174.9; 20;79 C(s,Gr); 0; 0; 5.74; 8.51 CO; -110.5; -137.2; 197.55; 29.11 CO2; -393.5; -394.4; 213.66; 37.23 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 CaCO3; -1207; -1129; 93; 81.9 CaO; -634; -603; 40; 43.16 Cl2; 0; 0; 223; 33.78 Cl; 121.29; 105.32; 165.07; 22.03 F2; 0; 0; 203; 31.47 F; 78.9; 61.9; 158.64; 22.86 H2; 0; 0; 130.6; 28.82 H2O(g); -241.81; -228.58; 188.72; 33.57 H2O(l); -285.9; -237.2; 70; 75.3 H2O2(g); -136.3; -105.6; 233; 43 H2O2(l); -188; -120; 110; 89.33 HF(g); -272.5; -274.6; 173.67; 29.15 HCl(g); -92.31; -95.29; 186.79; 29.12 HBr. f1.. Q1BEISPIELPLT tTEST DAT 5A1.7-870108 Test X-Achse Y-Achse ### ## ### ## ### ## 1 0 4 1.0000000000E+00 5.0000000000E+00 2.0300000000E+00 1.0020000000E+01 0 0 0 -1 0 2 0 5 1 5 2 10 10 10 50 50 50 1.0000000000E+00 -1 2.0300000000E+00 -1 2.0000000000E+00 -1 4.0100000000E+00 -1 3.0000000000E+00 -1 5.9800000000E+00 -1 4.0000000000E+00 -1 7.9900000000E+00 -1 5.0000000000E+00 -1 1.0020000000E+01 -1 0 1.0000000000E+00, 2.0300000000E+00 2.0000000000E+00, 4.0100000000E+00 3.0000000000E+00, 5.9800000000E+00 4.0000000000E+00, 7.9900000000E+00 5.0000000000E+00, 1.0020000000E+01 . i1.. Q1BEISPIELDIF "F JBEISPIELVIP $F TEST DEL ATEST ASC ALTEST CSV KAQTABLE 0,1 "" VECTORS 0,2 "" TUPLES 0,56 "" DATA 0,0 "" -1,0 BOT 1,0 "X-WERTE" 1,0 "Y-WERTE" -1,0 BOT 0,4.000000 V 0,8.030000 V -1,0 BOT 0,5.000000 V 0,10.100000 V -1,0 BOT 0,6.000000 V 0,11.950000 V -1,0 BOT 0,7.000000 V 0,14.010000 V -1,0 BOT 0,8.000000 V 0,16.040000 V -1,0 EOD Autor Jens Schulz Rosenstrae 5 W-2207 Kiebitzreihe Germany 04121/5885 ************************************************************************** Laborant ST/TT Plus (Kurzinfo) Mit Laborant ST/TT Plus liegt ein einzigartiges Chemiepaket vor Ihnen. Es ist in seiner Universalitt und seinem Leistungsspektrum sicherlich eines der umfangreichsten PD-/Shareware-Chemiepakete. Vergleichbares gibt es leider noch nicht im PC-/ Macintosh oder AMIGA-Bereich. Bei Laborant ST/TT Plus liegt die Betonung eindeutig auf dem Begriff Universalitt ber den gesamten chemischen Bereich. Whrend es eigent- lic 1.0000 , 2.0300 2.0000 , 4.0100 3.0000 , 5.9800 4.0000 , 7.9900 5.0000 , 10.0200 dung der Chemie. Die sehr umfangreiche Dokumentation (README.DOC) und der Programmumfang drften Ihnen im Laufe der Zeit einen Einblick in die Vielfalt dieses Chemiepaket vermitteln. Nun, seien sie gewi, Laborant ST/TT Plus wird weiter gepflegt und vielleicht ist demnchst auch eine Ihrer Anregungen integriert. Hier ein kleiner berblick : - Mengen aus Formeln und Gleichungen bestimmen - Titrationen auswerten, - Umrechnungen vornehmen - Lsungen berechnen - Labormewerte auswerten - Fehlerrechnungen durchfhren - Mewerte interpolieren und statistisch auswerten - Biochemische Berechnungen - Photometrische Berechnungen - pH-Wert Berechnungen - Vielfltige Berechnungen der chemischen Thermodynamik - Zugriff auf Thermochemie-Datenbank mglich - Chemisches Gleichgewicht uvm. - Formeln 1.0000 , 2.0300 2.0000 , 4.0100 3.0000 , 5.9800 4.0000 , 7.9900 5.0000 , 10.0200 ********* ************************************************************************** Anleitungen Die Dokumentation liegt im ASCII-Format und im SIGNUM2-Format vor. Die SIGNUM2-Anleitung von Laborant ST/TT Plus finden sie im Ordner SIGNUM.DOC. Neben dem Programm SIGNUM2 werden die SIGNUM-Standardfonts GROTFE und ANTIKRO bentigt. Das Seitenlayout ist auf Einzelblatt-DIN A4-Format angepat. Fr die berarbeitung der Dokumentation danke ich insbesondere meiner Freundin Uta, die mit unendlich viel Mhe und Geduld die alte Dokumenta- tion korrigiert und mit Ihren SIGNUM2-Programm neu gesetzt hat. Die Dokumentation liegt im SIGNUM2.DOC-Ordner unter LABORANT.SDO Warnung : Die Dokumentationen besitzen eine enorme Lnge. Ein neues Farbband knnte insbesondere beim SIGNUM2-Ausdruc1.0000;2.0300 2.0000;4.0100 3.0000;5.9800 4.0000;7.9900 5.0000;10.0200 n mehrere Versionen fr die internationalen Mailboxen, sie enthalten keine SIGNUM 2-Dokumentation. Damit sollen die bertragungskosten geringer gehalten werden. Folgende Formate gibt es dort : Gepackt als : LABORANT.LZH (LHARC-Format) LABORANT.TAR (CTAR/DTAR-Format) LABORANT.UUE (UUE 7-Bit ASCII-Format) ************************************************************************** ************************************************************************** Rechner-Konfiguration Laborant ST/TT Plus luft auf ATARI ST und TT-Computern. Bentigt werden mindestens 1 MByte Speicher. Folgende Bildschirmauflsungen werden untersttzt : ATARI ST : 640 * 200 Farb1.0000 ,2.0300 2.0000 ,4.0100 3.0000 ,5.9800 4.0000 ,7.9900 5.0000 ,10.0200 chirm SM194 Overscan-Erweiterung ATARI TT : 640 * 480 Farbe 1280 * 960 Grobildschirm TTM194 sowie die obengenannten ST-Auflsungen TOS-Versionen : ab Blitter-TOS 1.2 (je hher desto besser) NVDI und Laborant ST/TT Plus harmonieren sehr gut und geben den GEM-Routinen noch mehr Speed. Accessories machen im Allgemeinen keine Probleme. Tip: man sollte sich ein Public-Domain Taschenrechner- und Notiz- block-Accessory mit auf die Diskette kopieren. Sie erweisen sich im Laboralltag als recht ntzlich. Meine Konfiguration : ATARI TT-Computer 4 MByte Grobildschirm Proscreen TT VGA-Farbmonitor ATARI PTC 1426 105 MB Quantum-Festplatte ************************************************. p1.. Q1BEISPIELTXT Z7M_DIALOGTXT $QLGS TEX Ym@TEX_GEN TXT K Beispiel-Eingabe X-Achse Y-Achse 1.) 1.0000 m 2.0300 s 2.) 2.0000 m 4.0100 s 3.) 3.0000 m 5.9800 s 4.) 4.0000 m 7.9900 s 5.) 5.0000 m 10.0200 s ST-PASCAL Plus 2.10 von CCD Kuma Resource Construction Set 2.1 Quick-Dialog von CCD Edison-Editor 1.10 von Kniss-Soft PFXPAK+ 1.4 von Thomas Quester NVDI von Bela Computer ************************************************************************** berblick Laborant ST/TT Plus ist ein Programm, das besonders im Studium bzw. im Laboralltag sehr ntzlich sein kann. Im Gegensatz zu vielen anderen Chemieprogrammen, die sich nur mit speziellen Problemen befassen, ist Laborant ST/TT Plus ein mehr Aktivierungsenergie (Arrhenius-Gleichung) Mittl. Aktivierungsenergie EA = 57.407910 0.411371 kJ/mol Mittl. prexponent. 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) Herstellen von chemischen Lsungen. Wer hat sich nicht schon im Labor damit geqult: ab jetzt Null Problemo. Die Thermochemie spielt in der Chemie eine ganz groe Rolle. Laborant ST/TT Plus bietet hier eine groe Anzahl von Berechnungsverfahren. Zusam- men mit der Thermochemie-Datenbank knnen hier bequem komplexe Reaktionen thermodynamisch ausgewertet werden. Die Fehlerrechnung war bisher ein Stiefkind im Labor (mit mehreren ein- fachen Fehlerrechnungsverfahren soll dies beendet werden). Auerdem knnen die Mewerte von anderen Programmen (z.B, Tabellenkalkulatio\[ \left( \begin{array}{rrrr} 2.00 & 9.00 & 9.00 & 4.00\\ 2.00 & -3.00 & 12.00 & 8.00\\ 4.00 & 8.00 & 3.00 & -5.00\\ 1.00 & 2.00 & 6.00 & 4.00\\ \end{array} \right) \left( \begin{array}{c} x_1 \\x_2 \\x_3 \\x_4 \end{array} \right) = \left( \begin{array}{r} 1.00 \\2.00 \\3.00 \\4.00 \end{array} \right) \] T/TT Plus verfgt ber umfangreiche Tabellen aus vielen Bereichen, die Tabellenwerke hoffentlich berflssiger machen. Der Formel-Exerciser ist das ultimative Programm zum Erlernen anorganischer Formeln. Am Ende des Programms steht der Formel-Identifier, dessen Algorithmus fast jede anorganische Verbindung auf korrekte Aufstellung testen und deren Name ausgeben kann. Nun dies ist nur ein kleiner Einblick in die Leistungsfhigkeit des Programms, die sich spter konkret an vielen kleinen Details beweisen wird. Laborant ST/TT Plus ist natrlich kein Allesknner, deshalb kann man be- liebige eigene Programme von Laborant ST/TT Plus jederzeit aufrufHCO3<-> + H2O & H3O<+> + CO3<2-> 2C17H35COONa + Ca(HCO3)2 = (C17H35COO)2Ca! + 2NaHCO3 [C6H5-NH3]<+>Cl<-> + HO-NO = [C6H5-N%N]<+>Cl<->+2H2O CaCO3 = CaO + CO2 . w1 .. Q1BEISPIELTHC !B; 0; 0; 5.87; 11.07 BF3; -1136.6; -1119.3; 254; 49.99 B2H6; 28.2; 79.1; 232.9; 56.4 Br2(l); 0; 0; 152.21; 71.55 Br2(g); 30.91; 3.14; 245.35; 36.04 Br(g); 111.8; 82.4; 174.9; 20;79 C(s,Gr); 0; 0; 5.74; 8.51 CO; -110.5; -137.2; 197.55; 29.11 CO2; -393.5; -394.4; 213.66; 37.23 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 CaCO3; -1207; -1129; 93; 81.9 CaO; -634; -603; 40; 43.16 Cl2; 0; 0; 223; 33.78 Cl; 121.29; 105.32; 165.07; 22.03 F2; 0; 0; 203; 31.47 F; 78.9; 61.9; 158.64; 22.86 H2; 0; 0; 130.6; 28.82 H2O(g); -241.81; -228.58; 188.72; 33.57 H2O(l); -285.9; -237.2; 70; 75.3 H2O2(g); -136.3; -105.6; 233; 43 H2O2(l); -188; -120; 110; 89.33 HF(g); -272.5; -274.6; 173.67; 29.15 HCl(g); -92.31; -95.29; 186.79; 29.12 HBr(g); -36.38; -53.43; 198.59; 29.12 HI(g); 26.36; 1.58; 206.48; 29.12 H2S; -21; -33; 205.7; 33.96 HCHO(g); -115.9; -109.88; 218.7; 35.07 HCOOH(l); -424.7; -361.4; 129; 99 HNO3(l); -174.1; -80.8; 155.6; 109.9 H2SO4(l); -813.99; -690.07; 156.9; 138.94 H3PO4(l); -1278.9; -1119; 110.5; 106.69 H3BO3(l); -1089; -964; 88.74; 81.34 I2(s); 0; 0; 116.4; 54.44 I2(g); 62.46; 19.36; 260.57; 36.88 I(g); 106.8; 70.2; 180.7; 20.83 N2; 0; 0; 191.5; 29.14 NO; 90.3; 86.6; 210.7; 29.6 NO2; 33.1; 51.2; 239.9; 36.66 N2O; 82; 104; 219.8; 38.84 N2O4; 9.1; 97.7; 304.3; 77.60 N2O5; 11; 118; 346.4; 95.62 NH3; -45.9; -16.4; 192.67; 35.62 O2; 0; 0; 205.04; 29.32 O3; 143; 163; 238.8; 38.92 P(s,w); 0; 0; 41.1; 23.84 P(s,r); -17.4; -12; 22.8; 21.39 PH3; 5.6; 13.5; 210.2; 37.09 PCl3; -287; -268; 312; 71.89 PCl5; -360.1; -290.2; 364; 111.62 PBr3; -145.9; -169.4; 348.13; 75.96 S(s,rh); 0; 0; 31.9; 22.8 S(g); 279.4; 238.9; 167.7; 23.58 SO2; -296.8; -300.1; 248.1; 39.92 SO3; -395.8; -371.1; 256.6; 50.09 SF6; -1220.8; -1116.8; 291.7; 96.64 Se(s); 0; 0; 42; 25.38 Se(g); 235.4; 195.3; 176.6; 20.88 Se2(g); 138.19; 89.78; 247; 40.99 SiF4; -1614.9; -1572.4; 282.14; 73.02 Te; 0; 0; 49.5; 25.71 V2O5; -1558; -1427; 131; 127.63 VCl3; -561; -491; 131; 93.17 # @`@` !!*AA@ 0@ A@(, T ,TX,T$X$X$P"D6Pa:   0 @@ @@(EAUPU**lffffff. z1$.. 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Gleich./F.-Macros ^Z Formeleingabe puffern ----------------------------- Titration auswerten ^T ----------------------------- Empirische Formel F4 ----------------------------- Lineare Gl.-Systeme ^G Menge in Mol umrechnen ^M Mol in Menge umrechnen ^N ----------------------------- Mischungskreuz aufstellen ----------------------------- Malsung aus Urtiter ^U ----------------------------- Chemische Lsungen 1 ^C Chemische Lsungen 2 ^D Chemische Lsungen 3 ^E ----------------------------- Gas-Gesetze/Umrechnungen Eingabe der Mewerte F8 Mewerte anzeigen ^A Mewert-Bearbeitung ^B ------------------------------- Fehlerrechnung ^F Lineare Regression ^L Lineare Reg. Werte berechnen Polynom - Interpolation Interpolation/Approximation Numerische Integration Einheiten-Umrechnungen ^I ----------------------------- Elektrochemie Konstanten/Tabellen ^K ----------------------------- Dichte mit Pyknometer Gefrierpunkterniedrigung ----------------------------- Reaktionen / Kinetik ^Q pH-Wert Berechnungen F5 Formel-Identifier Formel-Exerciser PSE-/Ionen-Info F7 ------------------------ Optische Methoden Biochemie ^Y ------------------------ Hilfstexte HELP ------------------------ Benutzer-Programm ^P Externer Editor ^X Statist. Tests ^J Varianz-Analyse Korr. Koeffizient --------------------- Newton-Polynom Lagrange-Interpol. Spline-Interpol. Newton - Raphson Datenbank laden F6 Datenbanksuche ^W Datenbank ansehen ^H ------------------------ Gleichgew. Konst. Gibbs-Funktion G Entropienderung S Reakt.-Enthalpie H Ch. Thermodynamik 1 Ch. Thermodynamik 2 ------------------------ Reaktionsauswert. ^R Chem. Gleichgewicht 33100p????UT @@ ? ?~? ? ?? x_**~?*~?T?(??T{?(WW?++PPT ( PAQT UUAUUUAU* pp(P?????????~*~~ ~ ~ / ? ? /*/*PP *(P@T (UUUUT >>|?~(~U@_U@/(߁P߁P??P??P???P@@@( ( TP@** UU@PT****UUAP?~>????~???Ǐ?Ǐ/__/C* * W5Y/z_}???|?~?|?~???O?TT(  PUT @5@UPTU@U@-T*R ????@ `>~ ??~~+Q_ա/AAa 3+/W_?k/?k/?W???__(( @PT@P* PP * *TTPUU???????P@ ?@_A@_A? ?U? ?@?? ? @?A  E***UPU@T8TPPPPOP_@?_@_@?_@?@꿂꿂@ @ UT**EAPU@ ͇  L@001 l| ` ``p`p`p`  cg33ff33f33ff33fff1f100olanteileder &einzelnenElemente.  @ Beispiel:CaSO41000gReinheit:99%   CPa=291.45g SP=233.16g OP=465.38g  d Funktionistauch@berdieFunktionstasteF2erreichbar.  +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++  6 Men@Molmasse/Menge/Prozent  z NebenderMengegibtdiB:\MESSWERT\*.MSW B:\LABORANT.PRO\SPREAD\*.VIP B:\LABORANT.PRO\PLOTTER\*.PLT B:\LABORANT.PRO\FORMELN\*.EQU B:\LABORANT.PRO\FORMELN\*.FOR B:\LABORANT.PRO\SPREAD\*.DIF B:\LABORANT.PRO\TEXTE\*.TXT B:\LABORANT.PRO\THERMOC\*.THC B:\EDITOR.PRG =23.55% OP=47.01%  +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 0 Men@MengeninGleichungen  n DieseFunktionistsehrinteressant,dennmitihrkannmanviele HReaktionenwirklicheinfachauswerten.  x NeuandieserFunktionistderBegriff'DerwesentlichenGleichung':  z InsehrvielenF]llenbrauchtmannichtdieganzeReaktionsgleichung, vsondernnurTeile.DieseFunkti*************************************************************************** * * * Laborant Professional 1.00 * * * * Universelles Chemiepaket * * * * und * * * * Mewertverarbeitungs-Programm * * * * Laborant Professional ist PUBLIC-DOMAIN * * * *************************************************************************** Autor Jens Schulz Rosenstrae 5 D-25368 Kiebitzreihe Germany Tel. 04121/5885 (Postleitzahl bis 30.6.93 W-2207) ************************************************************************** Inhaltsverzeichnis ------------------ - Vorwort - berblick - Rechner-Konfiguration - Grundlagen der Bedienung Men/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. Lsungen herstellen 4.1. Malsung aus Urtiter herstellen 4.2. Chemische Lsungen 1 4.2.1. Massenanteil -> Volumenkonzentration 4.2.2. Volumenkonzentration in Massenanteil 4.2.3. Massenanteil an gelstem Stoff 4.2.4. Massenanteil an gelstem Stoff und Lsungsmittel 4.2.5. Masse Stoff bei vorgegebenem Volumen der Lsung 4.3. Chemische Lsungen 2 4.3.1. Lsung mit geford. Massenanteil und geford. Masse der Lsg. 4.3.2. Lsung mit geford. " der gelstem Komponente/vorgeb. Volumen 4.3.3. Lsung mit geford. Volumenkonz. und geford. Volumen der Lsg. 4.4. Chemische Lsungen 3 4.4.1. Lsungen mit kristallwasserhaltigen Stoffen 4.4.2. Massenanteil -> Molaritt 4.4.3 Molaritt -> Massenanteil 4.4.4 Molalitt / Molaritt bestimmen 4.5. Mischungskreuz 5. bersichtstabellen 5.1. Konstanten / Tabellen 5.1.1. Dichte von Lsungsmitteln 5.1.1.1. Anorganische Lsungsmittel 5.1.1.2. Organische Lsungsmittel 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 Sure 6.1.2 pH-Wert einer starken Base 6.1.3. pH-Wert einer schwachen Sure 6.1.4. pH-Wert einer schwachen Base 6.1.5. pH-Wert einer 2-protonigen Sure 6.1.6. pH-Wert eines Ampholyten 6.1.7. pH-Wert einer 1-wertigen Sure iterativ bestimmen 6.1.8. pH-Wert einer n-wertigen Sure iterativ bestimmen 6.1.9. pKs-Wertebersicht 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. bersicht ber die wichtigsten Aminosuren 6.3.4. bersicht ber die DNA-/RNA-Nucleotide 6.3.5. Biochemische Eingaben sichern und laden 6.3.6. Hilfetext fr 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. Flssigkeiten 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. Aktivitts-Koeffizient(Debye-Hckel), Ionenstrke 6.7. Reaktionen / Kinetik 6.7.1. Bestimmung der Reaktionsordnung und Geschwindigkeit 6.7.2. Aktivierungsenergie (Arrhenius-Gleichung) 6.7.3. Reaktionsgleichung aufstellen 7. Mewertverarbeitung 7.1. Mewerteingabe 7.2. Mewertanzeige 7.3. Mewert-Bearbeitung 7.3.1. Korrigiere/Ergnze Mewerte 7.3.2. Drucke Mewerte 7.3.3. Vertausche X-/Y-Mewertpaaare 7.3.4. Sortiere Mewerte 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 fr Polynome 8. Mewert Lade- und Speicherroutinen 8.1. Lade/Importiere Mewerte 8.1.1. Laden von Mewerten 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 - Mewerte .DAT 8.2. Mewerte 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 fr PLOTTER.GFA 8.2.7. Speichern fr Curfit 3.0 8.2.8. Speichern fr SCIGRAPH / XACT 8.2.9. Speichern fr LDW POWER-CALC 8.2.10. TeX-Tabellengenerierung 8.3. Mewerte fr MS-DOS Programme speichern 8.3.1. Speichern fr dBASE IV/III+ 8.3.2. Speichern fr Microsoft EXCEL 8.3.3. Speichern fr Microsoft CHART 3.0 8.3.4. Speichern fr Microsoft Multiplan 3.0 8.3.5. Speichern fr LOTUS 1-2-3 8.3.6. Speichern fr LOTUS Freelance 8.3.7. Laborant Professional mit PC-/AT Software koppeln 8.4. bersicht ber die Datei-Endungen 8.5. Speichern und Drucken von Multi-Dialogen 8.6. Disketten-Operationen 8.6.1. Datei umbenennen 8.6.2. Datei lschen 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 Mewerten 9.1. Verwaltung von Statistikdaten 9.2. Statistische Tests 9.2.1. Ausreiertest (n <= 10) Q-Test 9.2.2. Ausreiertest (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. Grundzge 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. Entropienderung 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) ber 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. bungsteile 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 Zuknftiges 15.1. TeX-Anleitung 15.2. Fremdsprachen-Versionen 15.2.1. Schwedische Vollbersetzung 15.2.2. Erstellung von Fremdsprachenversionen 15.3. Entwicklungssoftware 15.4. Fehlermglichkeiten 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. Schluwort *************************************************************************** Vorwort ------- Ich bedanke mich fr Ihr Interesse an Laborant Professional. Vor uns liegt eine weite Reise durch die Welt der Chemie- und Forschungslabors. Laborant Professional ist eines der mchtigsten Chemiepakete und Laborwerkzeuge auf dem gesamten PD-/Sharewaremarkt. Ein hoher Anteil von Anfragen kommt insbesondere aus dem PC-Bereich, wo es scheinbar keine quivalente PD-Lsung gibt. Laborant Professional wird nicht nur von Chemikern genutzt, ebenso von Biologen, Pharmazeuten, Physikern und sogar im Bereich Maschinenbau/Thermodynamik. Was den Schlssel zum groen Erfolg von Laborant Professional ausmacht, soll dieses Vorwort zu ergrnden suchen. Die 3 Kategorien von Chemie-Programmen -------------------------------------- 1. Spezialprogramme 2. Tell- und Paint-Programme 3. Universalprogramme Laborant Professional gehrt zur dritten Kategorie dieser Grobein- teilung der Programmarten. Seine Mchtigkeit liegt nicht in der Spezialisierung, sondern in seiner Universalitt fr die alltgliche Laborarbeit. Betrachten wir aber vorher die beiden anderen Programmkategorien. In jeder Fachdisziplin mu es Spezialprogramme fr stark abge- grenzte Teilgebiete geben. So ist z.B. das Programm Chemplot 2.1B ein hervorragendes Programm zum Zeichnen organischer Strukturformeln. Laborant berlt solche Anwendungen den vielen Spezialprogrammen, d.h. die Universalitt von Laborant Professional ist noch etwas anders definiert. Es mchte nicht alles und jedes an Aufgaben in der Chemie und Wissenschaft erschlagen, sondern die wesentlichen Aspekte der grundstzlichen 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-Bchern. Sie sind fr den harten Laboralltag kaum einsetzbar. Riesige Sammlungen von Tabellen ("Table collectors"), hbsche Zeichnungen von organischen Struktur- formeln oder z.B. Geschichtsunterricht ber die Entdeckung der Elemente findet man oft in ihnen. Im Allgemeinen sind sehr einfache Element- und PSE-Lernteile mitintegriert. Diese Programme sind fr 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 fr die meisten Nutzer berflssig. Wenn man tatschlich solche Spezialangaben braucht, dann hat man meist noch ausfhrlichere Unterlagen oder man hat Spezialprogramme fr diese Art von Aufgaben. Welche Gedankenanstze stecken hinter Laborant Professional ----------------------------------------------------------- Laborant Professional ist ein Ansatz, einmal in die tgliche Arbeit von Naturwissenschaftlern und Chemikern hineinzuschauen und zu erkennen, welche grundstzlichen Dinge erledigt werden mssen. Ziel ist es, dem Anwender Werkzeuge in die Hand zu geben, die tgliche Routineaufgaben wesentlich vereinfachen. Laborant Profes- sional versucht diese Aufgaben zu bndeln und mit viel Komfort und Leistungsfhigkeit umzusetzen. Einteilung von Laborant Professional ------------------------------------ Laborant Professional untergliedert sich in mehrere Ansatzgebiete, um den obengenannten Forderungen nherzukommen. - Stchiometrie mit leistungsstarker Formel-/Gleichungsanalyse - Mewertverarbeitung ( Fehlerrechnung, Interpolation und Approximation ) - Statistik (Test-Verfahren) - Lineare Gleichungssysteme und Matrix-Operationen - Thermochemie (incl. Datenbankfunktion) - Reaktionskinetik - Chemische Lsungen und Umrechnungen - Chemische Berechnungs-Verfahren im groen Umfang - bersichten und bungsteile - Import/Export fr diverse Fremdprogramme - Integration von Fremdprogrammen - TeX-Support Die sehr umfangreiche Dokumentation (README.DOC) und der Programmumfang drften Ihnen im Laufe der Zeit einen Einblick in die Vielfalt dieses Chemiepakets geben. Nun, seien Sie gewi, Laborant Professional wird weiter gepflegt und vielleicht ist demnchst auch eine Ihrer Anregungen integriert. PUBLIC-DOMAIN-Status -------------------- Laborant Professional fr ATARI ST/TT/FALCON-Computer ist grundstzlich PUBLIC DOMAIN, d.h. jeder kann das Programm beliebig kopieren und weitergeben. Wenn Ihnen Laborant Professional gefllt, dann empfehlen Sie es bitte weiter. Wenn, Sie der Meinung sind, man sollte den Autor fr seine Arbeit honorieren, dann tun Sie das. Die Entwicklungszeiten fr ein Projekt, wie Laborant Professional erfordern als Einzelkmpfer einige Mannjahre. Jeder der ein hn- liches Projekt vor hat, sollte sich auf lange eisenharte Program- miernchte einstellen. Viel Spa mit dem Programm ! Jens Schulz ************************************************************************** Rechner-Konfiguration --------------------- Laborant Professional luft auf ATARI ST/FALCON und TT-Computern. Bentigt werden mindestens 1 MByte Speicher. Wer allerdings weitere Accessories oder externe Programme zusammen mit Laborant Professional benutzen mchte, sollte mind. 2 MByte RAM zur Verfgung haben. Folgende Bildschirmauflsungen werden untersttzt : - alle Auflsungen ab 640*200 Punkte - Schwarzwei und Farbe - von der mittleren ST-Auflsung, ber VGA bis zum farbigen Grobildschirm arbeitet Laborant Professional auflsungsunabhngig - Multitasking wird untersttzt TOS-Versionen : ab Blitter-TOS 1.2 (je hher 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 ntzlich. Meine Konfiguration : ATARI TT-Computer 4 MByte TOS 3.06 Grobildschirm Proscreen TT VGA-Farbmonitor ATARI PTC 1426 105 MB Quantum-Festplatte Laser SLM605 Laborant Professional wurde auf dem ST,TT und FALCON getestet. Der FALCON mit 640*480 256 Farben stand mir allerdings nur einen Abend zur Verfgung. Danach hat sich noch einiges im Bereich der Fenster verndert, ich hoffe es gibt keine Probleme. Ansonsten ist Laborant Professional auf dem FALCON in der obengenannten Auflsung eine Augenweide. ************************************************************************** Grundlagen der Bedienung des Programms -------------------------------------- Laborant Professional wird im wesentlichen mit der Maus gesteuert und arbeitet unter der graphischen GEM-Oberflche des ATARI ST/TT/FALCON. Das Programm nutzt die Men-,Fenster- und Dialogtechnik des GEM konsequent aus. Viele Menpunkte knnen aber auch per Tastatur bequem angewhlt werden. Welche Funktionstasten, Sondertasten bzw. Control-Tastensequenzen benutzt werden knnen erfahren Sie unter dem Menpunkt Hilfstexte im Kapitel 13. Wichtig ist vorallem die Taste UNDO, die den letzten angewhlten Menpunkt erneut aufruft. Dialogboxen mit Auswahlknpfen (Buttons) merken sich stets die letzte Auswahl. Bei Dialogboxen mit mehrfachen Eingabefelder ist darauf zu achten, da man mit den Cursorhoch- und Cursortief-Tasten zwischen den Editierfeldern wandert. Die RETURN-Taste schliet jederzeit die Eingabe einer Dialogbox ab. Laborant Professional reklamiert falsche bzw. unvollstndige Angaben sofort und fordert die Korrektur an. Die Eingabe von Mewerten wird von einer besonderen Dialogbox vorgenommen. Bitte informieren Sie sich im Kapitel 7.1 darber. ************************************************************************** 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 knnen. Viele andere Chemie-Programme greifen hier auf Datenbanken zurck, was insbesondere beim Diskettenbetrieb katastrophal langsam ist. Die Formelalgorithmen von Laborant Professional sind so schnell, da man selbst auf dem lahmsten ST verzgerungsfrei arbeiten kann. Fr Formeln sind folgende Konventionen einzuhalten : Indizes werden wie alle anderen Zahlen eingegeben, ein Tiefsetzen von Indizes ist in GEM-Eingaben nicht mglich, aber fr den Algorithmus auch unntig. 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 leistungsfhigerer 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, da keine anderen Sonderzeichen auer 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 bersteigen. 1.2. Arbeiten mit Formelmacros ------------------------------ Men Gleichung -> Menpunkt Definiere Gleichung / Formelmacros (Taste Crtl Z) Mit den Formel-Macros steigt die Leistungsfhigkeit von Laborant Professional stark an. Bisher mute man jede Formel fr Molmassen-, Mengen- oder Lsungsberechnungen immer vollstndig eingeben. Dies gehrt ab sofort der Vergangenheit an. Man kann bis zu 10 Formelmacros benutzen. Sie heien Za, Zb bis Zj. Die Formelmacros sind besonders im Bereich der organischen Chemie sehr ntzlich. Man kann sie fr komplexe organische Formeln oder Radikale benutzen. Beispiel 1: Aromatische Verbindungen : Phenyl-Radikal C6H5 sei Zc - Phenol wrde jetzt bei der Berechnung als ZcOH geschrieben - Diphenylamin als ZcNHZc oder Zc2NH Beispiel 2: Octadecadien-(9.12.15)-sure (Linolensure) Formel: CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH Folgende Macros: Za = CH2 Zb = CHCH (fr CH=CH) Neue Formel : CH3Za4ZbZaZbZa7COOH Hinter einem Macro kann also eine beliebige komplexe Formel stehen. Mittels der Formelmacros kann jeder noch so komplexe Klammerausdruck zusammengefat 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 fr die Auswertung keine Rolle. In der 2. Spalte mu die entsprechende Molmasse fr die Substanz eingegeben werden. Sie wird dann spter in den Berechnungen verwendet. Beispiel: Za = Anthranilsure Molmasse = 472.85 Im Eingabefeld wird mit den Tasten Cursor hoch und Cursor tief gewandert ! Mit der ESC-Taste knnen alte Eingaben zeilenweise gelscht werden. Mit RETURN werden dann automatisch alle eingegebenen Formelmacros definiert und knnen 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 mhsam definierten Formelmacros nicht verloren gehen, kann man diese abspeichern. Formelmacro-Dateien haben die Endung .FOR. 1.3. Definieren von Gleichungen -------------------------------- Dieser Menpunkt ist einer der Ntzlichsten. Normalerweise mte man jede Gleichung neu eingeben, wenn man eine Mengenbestimmung durch- fhrt. 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 mglich eine Gleichung festzulegen. Sie wird dann automatisch bei jeder Gleichungsmengen- Berechnung eingespiegelt. Mchte man die Gleichung wieder loswerden, ruft man Definiere Gleichung auf und drckt nacheinander ESC und RETURN. 1.4. Gleichungsverwaltung ------------------------- Men Datei -> Menpunkt 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 bersicht zu behalten. Die geladenen Gleichungen werden solange wieder eingespiegelt bis man sie mit dem Men Definiere Gleichung mit ESC lscht. Speicher Gleichung Hier knnen eigene Gleichungen abgespeichert werden. Sie mssen 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 fr 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 Flexibilitt im Bereich Mathematik und Chemie unschlagbar und auerdem auf jedem heutigen Computer meist als PD- oder Shareware sehr gnstig verfgbar. So da jeder noch so arme Student TeX einsetzen kann. Laborant Professional macht die Formel- und Gleichungserstellung fr TeX zum Kinderspiel. Wer sich spter das erzeugte TeX-Format im ASCII-Editor anschaut, wird sehen, welchen Tippaufwand er gespart hat und TeX noch mehr ins Herz schlieen. Nun, Laborant Professional hat natrlich einige Tricks fr die Formel- und Gleichungserstellung drauf. 1. Auswahl der Schriftgre : Laborant erzeugt 3 Schriftgren einer Formel/Gleichung : - Normalschrift : (normalsize in TeX) - Groschrift : (large in TeX) - sehr groe Schrift : (huge in TeX) Beachten Sie, da die Formel nicht zu breit fr eine TeX-Ausgabe- zeile wird (also nicht gleich grenwahnsinnig werden). 2. Auswahl der Formelumrahmung Auf Wunsch wird um die Formel ein Rahmen gelegt. 3. Format der Formeleingabe : - smtliche Leerzeichen (Zwischenrume) 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-Abstnde. - 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 (Fllung) Superscript-Klammerung fr Ionen-Ladungen : Ionen-Ladungen oder sonstige hochgestellte Ausdrcke mssen 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 Leistungsfhigkeit 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 fr 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 natrlich nicht ohne jede Umgebung als LaTeX-Datei bersetzen lassen. Jedes LaTeX-Dokument erfordert eine Mindestbeschreibung des Dokuments, der Schriftgre usw. (mehr zu TeX im Kapitel 15). Die TeX-Formeln und Gleichungen aus Laborant Professional werden mittels Blockkopie in ein bereits existierendes LaTeX- Dokument eingefgt. 1.4.3. TeX-Formel- und Gleichungsgenerator ------------------------------------------ Eigentlich htte ja die normale TeX-Erzeugung von Formeln und Gleichungen reichen mssen, aber es kommt noch besser. Whrend der Erstellung der Laborant Professional TeX-Anleitung, wurde es mir langsam lstig 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-Ausdrcke bersetzt. Spter wurden dann einfach die entsprechenden Einzel- TeX-Formeln per Blockkopie in die TeX-Dokumentation von Laborant Professional kopiert. 1. Schriftgre/Umrahmung selektieren (gilt dann fr alle Formeln) 2. ASCII-Datei mit zu bersetzenden 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 -------------------- Men Gleichung -> Menpunkt Formeleingabe puffern In vielen Fllen mchte man nicht jede Formeleingabe neu eingeben. Mit diesem Menpunkt kann man die letzte eingebene Formel in andere Menpunkte bertragen. Diverse Routinen benutzen in der Zwischenzeit diese Art der Formelpufferung. Standardmig ist die Pufferung eingeschaltet (Check-Symbol sichtbar). Mittels des Menpunktes kann die Pufferung ein- oder ausgeschaltet werden. ************************************************************************** KAPITEL 2 : ----------- Molmasse und Mengenberechnungen ------------------------------- 2.1. Bestimmung der Molmasse ---------------------------- Men Gleichung -> Menpunkt Molmasse berechnen (Taste F1) Die Molmassenbestimmung aus einer chemischen Formel ist wohl die wichtigste Funktion der gesamten Stchiometrie. Die Komplexitt 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 stchiometrische Funktionen in 'Echtzeit', also ohne eine merkliche Verzgerung durchzufhren. Hlt 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 knnen oft ber sogenannte Formelmacros gelst werden. Ich empfehle Kapitel 1.2 einmal intensiver zu lesen. 2.2. Mengen aus Formeln bestimmen --------------------------------- Men Gleichung -> Menpunkt Mengen aus Formeln berechnen (Taste F2) Mit diesen Men 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 ------------------------------------- Men Gleichung -> Menpunkt Mengen in Gleichung (Taste F3) Das stchiometrische Auswerten von kompletten Reaktionsgleichungen war bisher eine sehr mhselige Angelegenheit. Laborant Professional stellt Ihnen eine sehr mchtige Funktion fr diese Aufgabe zur Verfgung. Ihre simple Handhabung und ihre Schnelligkeit drfte so manches Erstaunen hervorrufen und die Frage stellen, warum solche Tools bisher selten zu finden waren. Die Antwort liegt sicherlich in der Komplexitt eine Reaktionsgleichung von Computer lsen zu lassen. 2.3.1. Begriff der wesentlichen Gleichung ------------------------------------------- In sehr vielen Fllen braucht man nicht die ganze Reaktionsgleichung, sondern nur Teile. Diese Funktion prft nicht, ob die Gleichung oder eine Formel vollstndig 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 enthlt die Formel. 1.) Herkmmliche Methode ber 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 spter 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 mssen uns von dem strengen Begriff einer chemischen Gleichung trennen und die wesentlichen Fragmente einer Gleichung isolieren und gegenber stellen. 1. Versuch : ------------ Reaktionsgleichung : BaSO4 = Ba + S + O4 Hmmh, damit htten 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 natrlich das Zahlenverhltnis zwischen den Reaktionspartnern. In diesem simplen Beispiel ist es 1:1. Nun, im Sinne einer Gleichung ist dies natrlich 'Frevel'. Aber im Sinne der Effektivitt ist diese Methode unschlagbar. Beispiel 2: ----------- Na2CO3 + H2SO4 = SO4 + H2O + CO2 Na2CO3 = CO2 Beispiel 3: ----------- Natrlich kann man auch vollstndige Gleichungen eingeben, wenn's sein mu z.B. : As2S3 + 14NaNO3 + 6Na2CO3 = 2Na3AsO4 + 3Na2SO4 + 14NaNO2 + 6CO2 Man whlt 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 mu einer der Reaktionspartner als Mengenreferenz ausgewhlt werden. Wrden wir z.B. den AsO4-Anteil kennen, wrden wir als Nummer der bekannten Verbindung 2 angeben und knnten so auf die Menge Na3AsO4 zurckschlieen. 'Da saust unser alter Taschenrechnerknecht aber in die tiefste Ecke !' 2.4. Empirische Formel ---------------------- Men Gleichung Menpunkt -> Empirische Formel (Taste F4) Mit der empirischen Formel kann man die Verhltnisse der Elemente bzw. Formelfragmente einer Verbindung rekonstruieren. Beispiel : Verbindung enthlt 56 mg Natrium und 32.1 mg S. Wie knnte die Summenformel lauten ? Mglich sind auch Formelfragmente : Beispiel: Analyse enthielt 187.5 mg CaO und 82.5 mg CO2. Wie sieht es mit den Verhltnissen 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 knnen Sie diese einfach statt der Mengeneingabe eintippen, dies ndert das Er- gebnis nicht. 2.5. Titrationen ---------------- Men Gleichung Menpunkt -> Titration auswerten (Taste Crtl T) Die Titrationsauswertung spielt im Labor eine sehr groe 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 ber- haupt nicht ! Wichtig sind nur die Formel des Titranden und das Verhltnis zwischen Titrand und Titrator. Beispiel : Redoxtitration Oxalat / Oxalsurebestimmung durch KMnO4 Folgende Schreibweisen sind mglich. 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 (Oxalsure-Best.) 5. 2X = 5C2O4 (Oxalat-Best. Titrator ist egal) Wie Sie sehen die Gleichung ist auf ein Minimum zusammengeschrumpft. Wichtig ist: Ein Gleichheitszeichen mu vorhanden sein, der Titrand mu klar als Formel definiert sein und die Mengenverhltnisse (hier 2 u. 5) mssen an- gegeben werden ! Was hat es fr Vorteile, den Titrator berhaupt in seiner Formel nicht zu beachten ? Dies spart Tippaufwand und hat unschtzbare Vorteile bei Komplextitrationen. Normalerweise prft der Formelscanner bei der Glei- chungsanalyse jede Formel auf Korrektheit, im Fall der Titration wird aber die Titratorformel von der Prfung ausgenommen und nur deren Faktor mit bernommen. Beispiel: Titrator: 2KMnO4 oder 2X sind gleichwertig, nur der Faktor 2 wird bernommen. Fr den Titrator gilt nur die Einschrnkung, er mu aus einem zusammenhn- 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 fr den Titrator. ! Titranden-Namen drfen nur Elementkombinationen enthalten ! Beispiel: Titrand: 5C2O4 ist ein korrekter Titrand 5X ist falsch !, weil der Formelscanner den Titranden zur Berech- nung auswerten mu ! Beispiel : Calciumbestimmung mit Titriplex III und Calconcarbonsure als Indikator einfach: TitriplexIII = Ca (Titrator mu 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 durchgefhrt) 3. Formelbutton des Titrators anklicken 4. Molaritt 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 enthlt 20 ml Titrand-Lsung. Ausgegeben werden dann die Menge der Substanz in der Vorlage und die Strke der Lsung 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 lst eine gewisse Menge Substanz (diese Menge ist gefragt) mit einem Lsungsmittel auf und bekommt den Gewichts-%-Anteil ausgegeben. Auerdem 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 durchgefhrten Titrationen : 3 3.) Anklicken von Button 'Formel 1' (Titrator NaOH) 4.) Molaritt 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 gewhlt 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, da 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 mu sich der Benutzer im Klaren sein, welche Einheit als Endergebnis zu erwarten ist, dies mte normalerweise eigentlich immer problemlos mglich sein. *************************************************************************** KAPITEL 3: ---------- Umrechnungen ------------ Umrechnungen gehren trotz SI-Einheiten leider Laborleben dazu. Laborant Professional stellt Ihnen einige elementare Verfahren zur Verfgung. 3.1. Menge in Mol umrechnen --------------------------- Men Umr -> Menpunkt 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 --------------------------- Men Umr -> Menpunkt 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 ----------------------------- Men Umr -> Menpunkt 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 mu 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 ------------------------ Men Spz1 -> Menpunkt Einheiten-Umrechnungen (Taste Crtl I) Ab Laborant Professional existiert eine sehr bequeme Einheiten- Konvertierroutine. Funktionsweise: 1. zu konvertierende Zahl eingeben 2. entsprechende Konvertierung anwhlen 3. ist die Konvertierung einmal eingestellt (z.B. Kalorien in Joule), so bleibt sie solange erhalten bis eine andere Konvertierung angewhlt wird. Man kann jetzt beliebige neue Zahlen eingeben und mit der RETURN-Taste automatisch konvertieren lassen. Alte Zahlen werden stets eingespiegelt ('Lschen' mit ESC-Taste'). 4. Hat man genug umgerechnet, so wird der gesamte Dialog mit Abbruch verlassen. Folgende Einheiten-Konvertierungen sind mglich : 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 beschrnkt sich auf die wesentlichen Umrechnungen, die im Labor vorkommen. Wer noch exotischere Konvertierungen bentigt, der sei auf die vielen PD-Konvertierer hingewiesen ('schlielich kann man die Konvertiererei bis zum Exze treiben'). *************************************************************************** KAPITEL 4 : ----------- Lsungen herstellen ------------------- Eine alltgliche Aufgabe im Labor ist das Ansetzen chemischer Lsungen. Laborant Professional stellt eine groe Anzahl von Verfahren zur Verfgung, damit man schnell und bequem die richtige Lsung herstellen kann. 4.1. Malsung aus Urtiter herstellen ------------------------------------- Men Umr -> Menpunkt Malsung aus Urtiter (Crtl U) Urtitersubstanzen sind Verbindungen, die sich auch nach lngerer Lagerung chemisch nicht verndern und somit eine konstante Reinheit aufweisen. Beispiel: Man mchte 500 ml einer 0.5 mol Na2C2O4-Lsung herstellen Eingabe: Formel : Na2C2O4 Molaritt : 0.5 Volumen der Lsung ml : 500 Ergebnis : 33.5 g Na2C2O4 einwiegen Voraussetzung sind die 100% Reinheit der Verbindung. Handelt es sich um eine technisch reine Substanz, mu entsprechend mehr eingewogen werden. z.B. NaCl mit 99% Reinheit 1 Liter 1 molare NaCl-Lsung bentigt 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 Lsungen 1 ------------------------- Men Umr -> Chemische Lsungen 1 (Taste Control C) Die drei Menpunkte Chemische Lsungen bieten eine groe Anzahl von Lsungsherstellungs-Verfahren an. Stbern Sie ruhig einmal in den Mglichkeiten, denn vielleicht knnen Sie das eine oder andere Verfahren nutzen. 4.2.1. Massenanteil in Volumenkonzentration umrechnen ------------------------------------------------------- Welche Volumenkonzentration hat die Lsung Methanol in Wasser mit einem (w(CH3OH) = 12%) Massenanteil Methanol ? Beispieleingabe : Eingabe : %-Gehalt der Lsung : 12 Dichte der Lsung 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-Lsung ? Beispieleingabe: Eingabe: %-Gehalt der Lsung : 12 Dichte der Lsung g/ml : 1.2 Dichte der Substanz g/ml : 1.4 Ergebnis : 14.00 % 4.2.3. Massenanteil an gelstem Stoff ------------------------------------- Beispiel : 1200g Natronlauge enthalten 150g NaOH, welchen Massen- anteil an NaOH hat die Lsung ? Beispieleingabe: Eingabe: Masse der Lsung in g : 1200 Masse gelster Stoff : 150 Ergebnis : Massenanteil = 15% Masse Lsungmittel = 1050 g 4.2.4.Massenanteil an gelstem Stoff und Lsungsmittel ------------------------------------------------------ Beispiel: Wieviel Gramm Na2CO3 und wieviel Gramm Lsungsmittel sind in 500g 20% Na2CO3-Lsung enthalten ? Beispieleingabe: Eingabe: %-Gehalt der Lsung : 20 Gesamtmasse der Lsung in g : 500 Ergebnis : 100 g Na2CO3 400 g Lsungsmittel 4.2.5.Berechnen der Masse eines Stoffes bei vorgegebenem Volumen der Lsung --------------------------------------------------------------------------- Beispiel: Wieviel Gramm HNO3 sind in 370 ml 8%iger HNO3 enthalten ? Die Dichte von 8% HNO3 mu bekannt sein. Beispieleingabe: Eingabe : %-Gehalt der Lsung : 8 Dichte der Lsung g/ml : 1.0427 ml der Lsung : 370 Ergebnis : 30.86 HNO3 g (r.S.) 4.3. Chemische Lsungen 2 ------------------------- Men Umr -> Menpunkt Chemische Lsungen 2 (Taste Control D) 4.3.1. Lsung herstellen mit gefordertem Massenanteil und geforderter Masse der Lsung --------------------------------------------------------------------------- Fragestellung : Wieviel Gramm NaCl und wieviel Gramm Wasser werden zur Herstellung von 500 g 7.8% NaCl-Lsung bentigt ? Beispieleingabe: Eingabe: %-Gehalt der Lsung : 7.8 g herzustellender Lsung : 500 Ergebnis : 461 g Lsungsmittel 39 g NaCl 4.3.2. Herstellen von Lsungen eines geforderten Massenanteiles der gelsten Komponente bei vorgegebenem Volumen der Lsung ------------------------------------------------------------------- Fragestellung : Es sollen 3000 ml 12%-NaOH herstellt werden. Wieviel g NaOH und wieviel g Lsungsmittel braucht man ? Wichtig: Ihnen mu die Dichte der Lsung bekannt sein. Beispieleingabe: Eingabe : %-Gehalt der Lsung : 12 Dichte der herzustellenden Lsung g/ml : 1.1309 ml der herzustellenden Lsung : 3000 Ergebnis : 407.1 g NaOH 2985.6 g H2O 4.3.4. Herstellen von Lsungen einer geforderten Volumenkonzentration der gelsten Komponente und gefordertem Volumen der Lsung ------------------------------------------------------------------------- Wieviel ml Methanol und wieviel ml Wasser braucht man zum Herstellen von 500 ml einer 46 Vol% Methanol-Lsung ? Dichte von reinem Methanol und Dichte von 46%-Methanol mssen bekannt sein. Beispieleingabe: Eingabe : %-Gehalt der Lsung : 46% Dichte der herzustellenden Lsung g/ml : 0.9389 Dichte der reinen Verbindung g/ml : 0.7968 Dichte des Lsungsmittels : 1 (H2O) ml der herzustellenden Lsung : 500 Ergebnis : 230 ml Methanol 286.7 ml Lsungsm. 4.4. Chemische Lsungen 3 ------------------------- Men Umr -> Menpunkt Chemische Lsungen 3 (Taste Control E) 4.4.1. Herstellen wriger Lsungen bei Einwaagen kristallwasserhaltiger Stoffe ------------------------------------------------------------------------ Beispiel: Wieviel Gramm Na2CO3*10H2O bentigt man zur Herstellung von 750g 5% Na2CO3-Lsung ? Beispieleingabe: Eingabe: Formel : Na2CO3*10H2O %-Gehalt der Lsung : 5 Ergebnis : 101.24 g Na2CO3*10H2O 648.76 g Wasser 4.4.2. Massenanteil -> Molaritt -------------------------------- Beispiel: Wieviel molar ist eine 10% KNO3-Lsung ? Dichte der Lsung mu bekannt sein. Beispieleingabe: Eingabe : Formel : KNO3 %-Gehalt der Lsung : 10 Dichte der Lsung g/ml : 1.0627 Ergebnis : 1.051 mol 4.4.4 Molaritt -> Massenanteil ------------------------------- Beispiel : Wieviel g NaCl sind in 400 ml 0.6 mol NaCl-Lsung ent- halten ? Eingabe: Formel / Molaritt / ml der Lsung 4.4.5. Berechne Molalitt / Molaritt ------------------------------------- 1. Molaritt berechnen Eingabe Formel : KNO3 Masse Substanz : 200g Volumen der Lsung : 2000 ml Ergebnis : Molaritt = 0.9891 mol/l 2. Molalitt berechnen Eingabe Formel : CaCl2 Masse Substanz : 50g Masse der Lsung : 500g Ergebnis : Molalitt = 1.0011 mol/kg 4.5. Mischungskreuz ------------------- Men Umr -> Menpunkt Mischungskreuz Das Mischungskreuz ist eine elegante Methode sich recht simpel aus 2 verschiedenen Lsungen eine gewnschte Lsung zu mischen. Beispielaufgabe : 2500 ml 44% NaCl-Lsung sollen hergestellt werden. Sie besitzen dafr eine 35% NaCl-Lsung und eine 60% NaCl-Lsung. Wieviel mssen Sie von der 60%- und 35%-Lsung zusammenmixen, damit Ihre Wunschlsung entsteht ? Eingabe: Konzentration der 1.Lsung : 35 Konzentration der 2.Lsung : 60 Konzentration der Wunschlsung : 44 Volumen bzw. Menge der Wunschlsung : 2500 Ergebnis: Volumen bzw. Menge der 1.Lsung : 1600 Volumen bzw. Menge der 2.Lsung : 900 *************************************************************************** KAPITEL 5: ---------- bersichtstabellen ------------------- 5.1. Konstanten und Tabellen ---------------------------- Men Spz2 -> Konstanten/Tabellen (Taste Crtl K) 5.1.1. Dichte von Lsungsmitteln -------------------------------- 5.1.1.1. Anorganische Lsungsmittel ----------------------------------- 1. Standardlsungen : bersicht ber handelsbliche Lsungen in Gewichtsprozenten fr HCl, H2SO4, HNO3 und H3PO4 2. Spezielle Lsungen mit H2O Tabellen fr : 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 Lsungsmittel --------------------------------- 1. Standardlsungen: Tabelle der wichtigsten organischen Lsungsmittel mit den Dichten der reinen Substanzen 2. Spezielle Lsungen mit H2O Tabellen fr : 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 fr die Gefrierpunkterniedrigung nach Beckmann bentigt. 5.1.3. Wichtige Spektrallinien ------------------------------ Dieser Menpunkt gibt eine bersicht ber die wichtigsten Spektral- linien bedeutender Elemente in der Flammenspektroskopie aus. 5.1.4. Naturkonstanten ---------------------- bersicht ber die wichtigsten Naturkonstanten in der Chemie 5.2. PSE-/Ionen-Informationen ----------------------------- Men Spz2 ->Menpunkt PSE-Element-Info (Taste F7) Informationen ber 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 Abkrzung auswhlen mchte. Ordnungszahl z.B. : 78 bzw. Abkrzung oder Elementname : Pt oder Platin Ausgegeben werden : Name des Elements, die Abkrzung, die relative Atommasse, die Dichte, der Schmelzpunkt, der Siedepunkt , die Gruppenzugehrigkeit und die Elektronegativitt. Die PSE-Info ist ein Periodensystem im Kleinen und hilft beim Kennen- lernen der Elemente. Wer etwas ber die Standardwertigkeiten der Elemente erfahren mchte, kann dies unter dem Menpunkt Kationen-/Anionen-Info tun. 5.2.2. Kationen-Info -------------------- Kation eingeben : z.B. Fe Ausgegeben werden die mglichen 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 knnen hier Atomgruppen-bersichten erstellt werden. Dazu mu man nur die Abkrzung der jeweiligen Gruppe per Maus anwhlen : 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 Platzgrnden wurde die Einheit der Dichte nicht mitangegeben, sie ist g/cm^3 (fr Gase g/l). Atommassen und Ordnungszahlen knnen 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 knnen per Mausklick ange- whlt werden. Ausgegeben werden der Elementname, die Ordnungszahl, das relative Atomgewicht und die Elementabkrzung. Umfangreichere Elementdaten erhlt man ber den Menpunkt PSE-Element-Info. *************************************************************************** KAPITEL 6: ---------- Spezielle Berechnungen ---------------------- 6.1. pH-Wert Berechnungen ------------------------- Men Spz1 -> pH-Wert Berechnungen (Taste F5) Laborant Professional erlaubt eine ganze Reihe von pH-Wert-Berechnungen 6.1.1. pH-Wert einer starken Sure : ------------------------------------ - 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 Sure ------------------------------------ - 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 Sure --------------------------------------- - 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 Sure 6.1.7. pH-Wert einer 1-wertigen Sure iterativ bestimmen -------------------------------------------------------- Eingaben : Beispiel : pH-Wert einer 0.01 molaren Essigsure - 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-Nherungsverfahrens bestimmt. Sollte keine Nullstelle gefunden werden, mu man den Start-pH-Wert auf eine andere Zahl setzen (z.B. pH-Wert von 4). 6.1.8. pH-Wert einer n-wertigen Sure 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 bersicht ------------------------- Tabelle mit wichtigen pKs-Werten 6.2. Gefrierpunkt-Erniedrigung ------------------------------ Men Spz1 -> Menpunkt Gefrierpunkterniedrigung Molmassenbestimmung durch Gefrierpunkterniedrigung 6.2.1 Verfahren nach Beckmann ----------------------------- Messung mit dem Beckmann-Thermometer (relatives Thermometer) Eingaben : 1. ml des Lsungsmittels 2. Dichte des Lsungsmittels in g/ml 3. Kryoskopische Konstante des Lsungsmittels (s. Kapitel 5.1.2) 4. Masse der gelsten Substanz in Gramm 5. Thermometer-Skalenteile (Mittelwert) fr Lsungsmittel 6. Thermometer-Skalenteile (Mittelwert) fr Lsung 7. Korrekturfaktor des Thermometers Standardvorgabe: 0.987 (evtl. nderungen 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, dafr 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. nderungen mit Esc-Taste) 4. Gemessener Schmelzpunkt des Gemisches (Campher+Substanz) Ausgabe: bestimmte Molmasse Gewnschte Mittelwerte der Messungen sollten vorher mit dem Menpunkt Arithmetisches Mittel festgestellt werden, besonders bei Rast sind Mehrfachmessungen angeraten. 6.3. Biochemie -------------- Men Spz2 -> Menpunkt Biochemie (Taste Control Y) Molmassenbestimmungen fr Polypeptide und DNA-/RNA-Sequenzen 6.3.1. Bestimmung der Molmasse und der Elementanteile in Polypeptiden --------------------------------------------------------------------- Mit dem Menpunkt knnen auf sehr einfache Weise die Molmasse und die Elementanteile von Aminosuresequenzen bestimmt werden. Die entsprechenden Aminosure-Abkrzungen finden Sie unter der Eingabehilfe in der Biochemie-Dialogbox. Als Grundstruktur einer Aminosure geht der Sequenzer von folgender Struktur aus : -NH-CH-CO- | R Die funktionellen Gruppen der Aminosuren werden fr die Berechnung als ungeladen angesehen. Neben der Eingabe der Aminosure-Sequenz kann man zustzlich Ausgleichsatome addieren bzw. subtrahieren. Hierfr stehen 2 separate Formeleingabe-Zeilen zur Verfgung. Der sogenannte Formel-Scanner zur Untersuchung der Eingabe lt dem Benutzer eine sehr groe Eingabefreiheit. Jeder kann sich die fr Ihn bequemste Eingabeform aussuchen. Eingabeformate: - Aminosure-Abkrzungen 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 knnen. - sie drfen direkt aneinander gehngt 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 Aminosuren drfen zusammengefat werden Beispiel: Asn-Phe-Asn-Asn-Tyr-Phe z.B. in Asn3-Phe2Tyr Ausgleichsatome hinzufgen : 2 Eingabefelder erlauben die Addition und Subtraktion von Ausgleichsatomen als Summenformeln. Wichtig fr Polypeptidenden und Cystin-Brcken. 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 fr Peptidenden) Ausgleichsatome subtrahieren : H2 (1 Cystinbrcke -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 Abkrzungsformate drfen nicht gemischt werden. 6.3.2. Bestimmung der Molmasse und der Elementanteile von Nucleotid- sequenzen (DNA/RNA) -------------------------------------------------------------------- Mit dem Menpunkt knnen auf sehr einfache Weise die Molmasse und die Elementanteile von Nucleotidsequenzen bestimmt werden. Die entsprechenden Nucleotid-Abkrzungen 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 zustzlich Ausgleichsatome addieren bzw. subtrahieren. Hierfr stehen 2 separate Formeleingabe-Zeilen zur Verfgung. Der sogenannte Formel-Scanner zur Untersuchung der Eingabe lt dem Benutzer eine sehr groe Eingabefreiheit. Jeder kann sich die fr Ihn bequemste Eingabeform aussuchen. Eingabeformate: - folgende Nucleotid-Abkrzungen stehen zur Verfgung : 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 knnen - sie drfen direkt aneinander gehngt 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 drfen zusammengefat werden Beispiel: T-C-T-C-A-A-G-T oder A2T3C2G oder A2-T3-C2-G Ausgleichsatome hinzufgen : 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 Abkrzungsformate drfen nicht gemischt werden. Anmerkung: Auf die Idee zu diesem Biochemieteil kam ich ber das Programm ST-Element 2.0, welches ich beim Heim-Verlag unter SO-16 erworben hatte. Es ist allerdings nicht auflsungsunabhngig und so konnte ich in TT-VGA und auf dem Grobildschirm nichts damit anfangen. Die Eingabeprozedur erfolgt leider nicht ber Dialogboxen und ist ziemlich umstndlich. Nun, die Berechnungen sind relativ leicht durchzufhren, der Knackpunkt ist eine effektive Eingabe. Ich implementierte deshalb einen leistungs- starken Eingabe-Scanner, der dem Benutzer weite Freiheiten bei der Wahl des Eingabeformats lt. 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. bersicht ber die wichtigsten Aminosuren ------------------------------------------------- Entsprechende Aminosuren-Auflistung 6.3.4. bersicht ber die DNA-/RNA-Nucleotide --------------------------------------------- Entsprechende DNA-/RNA-Nucleotidliste 6.3.5. Biochemische Eingaben sichern und laden ---------------------------------------------- 1). Speichern Hier knnen Biochemie-Formeln gespeichert werden. Die Formeln werden im Ordner FORMELN abgelegt. Sie haben die Datei-Endung .BCH beim Abspeichern. 2.) Laden Hier knnen 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 fr biochemische Eingaberegeln ------------------------------------------------ Laborant Professional stellt einen sehr leistungsfhigen Bioformelscanner fr Eingabe zur Verfgung. In diesem Text werden die Eingabeformate noch einmal kurz angerissen. 6.4. Optische Methoden ---------------------- Men Spz2 -> Optische Methoden Hinter diesen Menpunkt 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 (Durchlssigkeit) ---------------------------------------------------------------------- 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 Kvette 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 Mekolbens in ml : 10 Schichtdicke der Kvette 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 Lsung 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 Mekolbens in ml : 10 Schickdicke der Kvette in cm eingeben : 1 Ausgabe: Molarer Extinktionskoeffizient e in l/mol*cm : 16.6225 log(e) : 1.2207 6.5. Dichte mit Pyknometer -------------------------- Men Spz1 -> Dichte mit Pyknometer Mit einem Pyknometer kann man durch Auswiegen die Dichte einer Substanz bestimmen. Laborant Professional kann die Dichte von Flssigkeiten und Feststoffen mit dieser Methode berechnen. 6.5.1. Flssigkeiten -------------------- Eingaben: 1. Gewicht Pyknometer leer (in Gramm) 2. Gewicht Pyknometer + Lsungsmittel 3. Gewicht Pyknometer + gesuchte Flssigkeit 4. Dichte Lsungsmittel ( hier wird Wasser bei 20 Grad mit einer Dichte von 0.9982 g/ml eingespiegelt, dies kann bei Bedarf gendert werden (Lschen mit Backspace)) 6.5.2. Feststoffe ----------------- Eingaben: 1. Gewicht der Probe (in Gramm) 2. Gewicht Pyknometer + Lsungsmittel 3. Gewicht Pyknometer + Lsungsmittel + Probe 4. Dichte Lsungsmittel (s.o) Ausgabe : Dichte der Substanz in g/ml 6.6. Elektrochemie -------------------------------- Men Spz1 -> Elektrochemie 6.6.1. Berechnung der abgeschiedenen Masse aus einer elektrochemischen Reaktion ---------------------------------------------------------------------- Beispiel : Formel : Ag Stromstrke 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 bersichten die elektrochemischen Standard-Potentiale der Elemente enthalten. Man kann Tabelle 1 - 4 anwhlen und jeweils vorwrts blttern. 6.6.3. Aktivitts-Koeffizient (Debye-Hckel), Ionenstrke --------------------------------------------------------- Berechnung des Aktivitts-Koeffizienten nach dem Debye-Hckel- Grenzgesetz fr starke Elektrolyte. Fr Konzentrationen <= 0.001 mol/l gilt : log y(+/-) = -A * z[i]*z[i] * Wurzel(I); Fr 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 (Angstrm) Die Konstanten A und B der Debye-Hckel-Nherung werden vom Programm fr 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.) Ionenstrke I = 0.5 * Summe(c[i]*n[i]*n[i]) 3.) Aktivitts-Koeffizienten nach Debye-Hckel-Grenzgesetz : y+ fr Kationen-Aktivitts-Koeffizient y- fr Anionen-Aktivitts-Koeffizient y(+/-) fr mittlere Aktivitts-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 Ionenstrke = 0.0021 Kationen-Aktivitts-Koeffizient = 0.61652 Anionen-Aktivitts-Koeffizient = 0.80657 Mittlerer Aktivitts-Koeffizient = 0.72437 Normalweise wrde man sich bei der Eingabe ziemlich abqulen, wenn Laborant Professional nicht einen sehr komfortablen Formel-Identifizierer htte. Er ist nmlich 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 natrlich sofort erkannt. So kann man sich lstige Tippereien fr 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 ------------------------- Men 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 gehrigen Geschwindigkeits- konstante an. Ziel ist es, einen schnellen Anhalt ber die Reaktionsart zu bekommen ohne sich tot zu tippen. Zur Berechnung wird eine Mereihe aus Zeit- und Konzentrations- werten bentigt. 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 Essigsureisobutylester aus Acetat- anhydrid und Isobutanol. (CH3CO)2O + C4H9OH = CH3COOC4H9 + CH3COOH Bei gleicher Konzentration der Ausgangsstoffe [A0] = 0.3 mol/l Mereihe : ---------- 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 fr 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 Mewerten ergeben sich so 8 Geschwindigkeitskonstanten. Hieraus wird der Mittelwert gebildet und fr jede Ordnung die Standardabweichung bestimmt. Nur fr die richtige Ordnung ist ist die Standardabweichung entsprechend klein. Fr diese vermutete Ordnung gibt Laborant Professional, dann die entsprechend gemittelte Geschwindigkeitskonstante aus. Laborant Professional kmmert 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 ber Differenzen-Quotienten und erfordert deshalb eine gengend groe Anzahl von Mewertpaaren. n ist der Mittelwert aller n-Werte von nebeneinander liegenden Mewerten. Das erste Mewertpaar wird von Laborant nicht benutzt, da hier leicht grere Fehler(starke Steigung) in den Mittelwert eingehen knnten. Bei hherer Mewertanzahl 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 zusammenhngende Gren ermitteln. Arrhenius-Gleichung : logk = logA - EA/(R*T) 1. Laden einer gespeicherten Mewert-Datei (.MSW) In ihr wurden vorher die Temperaturen (X-Werte) und die zugehrigen 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) fr den Mittel- wert der Aktivierungsenergie EA gebildet. Der Temperaturbereich sollte nicht allzu weit gewhlt werden. In diesem Bereich ergibt die Auftragung log(k) ber 1/T annhernd eine Gerade. Die Steigung der Geraden ist -EA/(R*T). Die Temperaturabhngigkeit von log(A) kann hier vernach- lssigt werden. Nachdem die Aktivierungsenergie EA bestimmt ist, wird der prexponen- tielle Faktor A fr jeden k-T-Wert mit der mittleren Aktivierungsenergie berechnet und dann ein Mittelwert von A gebildet. Mit EA und A knnen dann die Aktivierungsenthalpie H# und die Akti- vierungsentropie S# fr bestimmte Temperaturen bestimmt werden. Aktivierungsenthalpie : H# = EA - R*T Aktivierungsentropie : S# = 19.15*log(A/T)-205.9 Laborant Professional berechnet fr die Standardtemperatur 298K und fr die mittlere Temperatur der Messung diese beiden Werte. Ausgabe des Beispiels: ---------------------- Aktivierungsenergie (Arrhenius-Gleichung) ----------------------------------------- Mittl. Aktivierungsenergie EA = 57.407910 0.411371 kJ/mol Mittl. prexponent. 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) Fr 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 Fllen eine recht mhevolle Angelegenheit. Insbesondere Redox-Gleichungen von ber- eifrigen Dozenten knnen schnell lstig 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 Grbeln geben und ab geht die Post. Beispieleingabe : Na2B4O7 + H2SO4 + H2O = H3BO3 + Na2SO4 ----------------- Ausgabe der Lsung: Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O = 4H3BO3 + Na2SO4 ------------------- Nun, leichter kann man es dem Anwender nicht machen. Welche Lsungsmethoden stecken hinter dieser bequemen Anwenderlsung ? 1. Die Reaktionsgleichung wird automatisch in ihre Bestandteile zerlegt und dann in eine Matrix-Form gebracht. Matrix-Form fr 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 knnen 3 Arten von Matrizen entstehen : - quadratische Matrizen - berbestimmte Matrizen - unterbestimmte Matrizen - quadratische und berbestimmte Matrizen werden nach dem Gauss- Algorithmus gelst. - unterbestimmte Matrizen ber 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 gelst werden. Allerdings mssen Nullen auf der Hauptdiagonalen durch elementare Matrizenopera- tionen entfernt werden. Sollte dies nicht gelingen, so wird abgebrochen. Mit groer Wahrscheinlichkeit wurde bei der Ein- gabe der Gleichung ein Tippfehler gemacht. 2.2. berbestimmte Matrizen --------------------------- In berbestimmten Matrizen gibt es mehr Elemente als die Summe von Produkten und Edukten. Hier mssen zufallsgenerierte Spalten von Laborant Professional hinzugefgt werden. Die Lsungen dieser Spalten werden dann in der Ausgabe unterdrckt. Sollte Laborant Professional trotzdem das Gleichungssystem fr unlsbar erklren, 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 unlsbare Kombination gewrfelt, statistisch gesehen drfte so ein Fall eigentlich extrem selten auftreten. Beispiel: CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + HF --------- Lsung : CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HF -------- berbestimmte Matrizen sind im brigen selten gegenber den beiden anderen Matrizenarten. 2.3. Unterbestimmte Matrizen ---------------------------- In unterbestimmten Matrizen ist die Summe von Produkten und Edukten grer als die Anzahl der Elemente. Diese Matrizen sind unglcklicherweise nicht mehr mit dem Gauss-Algorithmus lsbar. Laborant Professional wendet hier die triviale Probiermethode an, um trotzdem zu einem Ergebnis zu kommen. Die Geschwindigkeit der Probiermethode hngt von dem max. zugelas- sen Koeffizienten fr die Gleichung stark ab. Laborant Professional gibt standardmig den max. Koeffizienten einer Reaktionsgleichung mit 5 vor. In 90% der Flle reicht dies auch aus. Sollte Laborant Professional keine Lsung finden, so ist zuerst einmal die Gleichung zu checken. Danach ist die Reaktions-Aufstellung erneut aufzurufen und ein hherer Koeffizient als 5 einzugeben. Beispiel: K2MnO4 + H2SO4 = KMnO4 + MnO2 + K2SO4 + H2O --------- Lsung: 3K2MnO4 + 2H2SO4 = 2KMnO4 + MnO2 + 2K2SO4 + 2H2O ------- Die Probier-Methode ist nicht langsam, die obige Gleichung wurde auf meinem ATARI TT innerhalb 1 Sekunde gelst. Aber man tusche 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 lt selbst ein Rennpferd wie den ATARI TT in die Knie gehen. Die Berechnung der Lsung dauerte rund 2 1/2 Minuten. Ab Koeffizienten der Gre 20 kann man getrost seinen alten ST eine ganze Nacht rechnen lassen und dem Dozenten am nchsten Morgen die Lsung vorlegen. Glcklicherweise gibt es recht wenige solcher Extremflle und mit dem kommenden ATARI FALCON040 (33 MHz 68040) drfte das obige Extrembeispiel in 20 Sekunden gelst sein. Whrend der Gleichungsanalyse wird der Koeffizienten-Gesamtlevel angezeigt. Der Gesamtlevel ist der Koeffizient des 1. Edukts. Die Schleifen-Konstruktion zhlt jeweils das rechteste Produkt bis zum eingegebenen Koeffizienten hoch, erhht den Koeffizienten der Formel links von diesem Produkt um 1 und startet wieder mit dem Wert 1. Es handelt sich also um ineinandergeschachtelte Zhlschleifen. Folgendes Beispiel lt sich gut am Bildschirm verfolgen (max. Koeffizient = 6). Beispiel : KOH + I2 = KI + KIO3 + H2O Lsung : 6KOH + 3I2 = 5KI + KIO3 + 3H2O Leider sind unterbestimmte Matrizen gar nicht so selten, aber Laborant Professional drfte in den meisten Fllen recht schnell zu einer Lsung 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 drfte im Allgemeinen ausreichen ("falls jemand unbedingt eine exotische Gleichung > 9 lsen mu, der schreibe mir"). Laborant Profes- sional arbeitet nicht mit Oxidationszahlen der einzelnen Reaktionspartner und lt sich nicht von organischen Formeln schocken. Der Weg ber Oxidationszahlen ist zwar lblich, aber wesentlich aufwendiger und langsamer und am Ende bekommen beide Verfahren das Gleiche heraus. Laborant Professional lst 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 brigen knnen auch die Formelmacros Za bis Zj benutzt werden, um evtl. die Matrix zu verkleinern. *************************************************************************** KAPITEL 7: ---------- Mewertverarbeitung ------------------- Mewerte fallen im Labor oft in groen Mengen an. Die Mewertverwaltung beschftigt sich mit der Erstellung von Mewertdateien, der Fehler- rechnung, Interpolation und Integration von Mewerten. 7.1. Mewert-Eingabe -------------------- Men Mess -> Mewerte eingeben (Taste F8) Ab Laborant Professional wurde die gesamten Mewerteingabe komplett erneuert. Es drfen bis zu 128 Mewertpaare eingegeben werden. Die Eingabe erfolgt in einem sehr flexiblen Eingabe-Dialog. In der Editierzeile werden die Mewerte eingetippt und mittels der RETURN-Taste bernommen. Die Eingabe wandert dann ein Element weiter in der Eingabe. Funktionen der Dialogbox: 'X <-> Y' : Wechselt zwischen X- und Y-Mewerten 'X <-> Y TOP' : Wechselt zwischen X- und Y-Mewerten 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 htte man ja auf den letzten Mewert gehen knnen, aber es hat sich gezeigt, da diese Option meistens zum Anhngen von Mewerten genutzt wird. '+' : 1 Eingabefeld weiter '++' : 10 Eingabefelder weiter '-' : 1 Eingabfeld zurck '--' : 10 Eingabefelder zurck 'Einfgen' : ein Leerelement ber aktuellem Element einfgen 'Entfernen' : aktuellen Mewert (X und Y) entfernen 'Alles neu' : alle Mewerte auf Null setzen 'Fertig' : Eingabe wird abgeschlossen, der Dialog wird verlassen und die gewnschten Berechnungen knnen angewhlt werden. Elemente : Smtliche Werte im Dialog knnen angeklickt werden und werden sofort in die Eingabe eingespiegelt (eine sehr ntzliche Funktion). 7.2. Mewert-Anzeige -------------------- Men Mess -> Messwertanzeige (Taste Control A) Die Mewerte werden in einem Mewert-Fenster anzeigt und knnen mit den Fensterpfeilen bzw. Fensterschiebern gescrollt werden. Ebenso knnen die Cursor und ClrHome-Taste zur Steuerung eingesetzt werden (mehr dazu die Kapitel 13.3.). 7.3. Mewert-Bearbeitung ------------------------ Men Mess -> Mewertbearbeitung (Taste Control B) 7.3.1. Korrigiere / Ergnze Mewerte ------------------------------------ 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 anwhlen Die Korrekturroutine arbeitet nun wie die Eingabe-Routine. 7.3.2. Drucke Mewerte ---------------------- Druckt eine einfache Liste der Mewerte aus. Eingabemglichkeiten : - Protokollberschrift eingeben - Bezeichnung der X-Werte eingeben - Bezeichnung der Y-Werte eingeben - Bezeichnung der Maeinheit fr X-Werte eingeben - Bezeichnung der Maeinheit fr Y-Werte eingeben - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der X-Werte anklicken - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der Y-Werte anklicken Die Eingabefeldsteuerung erfolgt ber Cursortasten, beachten Sie, da die RETURN-Taste den Dialog komplett abschliet. Abfrage, ob Drucker druckbereit (mit WEITER besttigen) Ab Version Plus 1.18 wurde eine optimierte Druckroutine integriert. Ab sofort knnen alle deutschen und scandinavischen Umlaute, sowie das und die eckigen Klammern gedruckt werden. Voraussetzung ist allerdings ein Drucker, der sich an folgende Norm hlt : Die Steuersequenz : ESC R selektiert den internationalen Zeichensatz. (gilt fr Drucker im IBM-/ oder NEC P6-Mode) 7.3.3. Vertausche X-/Y-Werte ---------------------------- Hier kann man die X-/Y-Mewerte spiegeln und z.B. die Y-Werte den Menpunkten "Arithmetisches Mittel, Standardabweichung und mittlerer Fehler" zu fhren. Nochmaliges Vertauschen ergibt wieder die Ursprungs-Mewerte. 7.3.4. Sortiere Mewerte ------------------------ Hier knnen entweder die X-Werte oder Y-Werte sortiert werden. Bei 2-dim. Mewerten bleiben je nach Sortierung natrlich die alten X,Y-Paare erhalten. 7.4. Fehlerrechnung ------------------- Men Mess -> Menpunkt Fehlerrechnung (Taste Control F) 7.4.1. Arithmetisches Mittel/Spannweite/Median ---------------------------------------------- Arithmetisches Mittel aller X-Mewerte wird berechnet. Zustzlich werden die Spannweite und der Median mitbestimmt. Hufig mssen fr Mewertpaare auch das arithm. Mittel und die Standardabweichung berechnet werden. Hier kommt der Menpunkt 'Tausche X,Y-Mewerte' im Men Mewert-Bearbeitung zum Zuge. So kann man bequem auch von Y-Mewerten diese Fehlerberechnungen durchfhren lassen. 7.4.2. Standardabweichung/Varianz/Variationskoeffizient ------------------------------------------------------- Standardabweichung der X-Mewerte wird berechnet. Zustzlich werden die Varianz und der Variationskoeffizient ausgegeben. 7.4.3. Mittlerer Fehler des Mittelwerts --------------------------------------- Vertrauensintervall (Megertegenauigkeit / Wahrscheinlichkeit P) auswhlen (fr X-Mewerte) P = 68%, P = 95%, P = 99% 7.5. Lineare Regression ----------------------- Men Mess -> Menpunkt Lineare Regression Berechnet Ausgleichsgerade fr Ihre Mewerte z.B. f(x) = 4.5x - 6.4 Lineare Regression berechnen : Gibt fr jeden X-Wert den abgeglichenen Y-Wert aus. Zustzlich 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 Qualitt der Ausgleichs- kurve geben. Allerdings mssen auch gengend Mewerte vorhanden sein, da insbesondere Polynome hheren Grades zum berschwingen neigen und so eine gute Ausgleichs-Funktion vortuschen. Anmerkung: Unter dem Punkt Mewerte speichern, kann man direkt fr alle X-Werte die entsprechenden Y-Werte abspeichern (Kapitel 8.3 Speichern von Mewerten/Lineare Regression) 7.6. Polynom-Interpolation -------------------------- Men Mess -> Menpunkt Polynom interpolation Laborant Professional erlaubt die Berechnung von Ausgleichs-Polynomen (2. - 5. Grades) aus einer X,Y-Mereihe. 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 -------------------------------- Men Mess -> Interpolation/Approximation Viele Mereihen verlaufen nach exponentiellen bzw. logarithmischen Funktionen. Um dieser Kategorie von Graphen Rechnung zu tragen, bietet Laborant Professional folgende Mglichkeiten 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 Mewerte knnen je nach Art der gewhlten Interpolation zum Abbruch fhren (Negative Werte fr 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 Mewert- plotter-Programm (z.B. Plotter.GFA von Laborant Professional aufrufen) nachtrglich optisch berprfen (z.B. auf Polynom-berschwingungen). 7.8. Newton-Interpolation ------------------------- Men Stat -> Newton Interpolation Das Newton-Polynom-Interpolations-Verfahren kann aus einer Folge 2-dimensionaler Mewerte ein Polynom berechnen. Beispiel : 4 X,Y-Mewerte 1. Mewert : -1,-3 2. Mewert : 0, 2 3. Mewert : 1,-4 4. Mewert : 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 Mewerten durchgefhrt werden, da sonst sehr groe Exponenten auftreten (z.B. 10 Mewerte -> x^9). 7.9. Lagrange Interpolation --------------------------- Men Stat -> Lagrange Interpolation Interpoliert nicht lineare Medaten. X-Wert wird eingeben und interpolierter Y-Wert ausgegeben. 7.10. Spline-Interpolation -------------------------- Men Stat -> Spline-Interpolation Interpolation mit kubischen Splines Eines der Hauptprobleme bei der Auswertung von nichtlinearen Mewerten ist es, die Mekurve zu gltten. Ein elegantes Verfah- ren ist die Glttung mit sogenannten kubischen Splines. (X-Werte mssen 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 zurckgegeben. 2.) Drucker und VIP-Ausgabe - eingeben, ob der Abstand zwischen den X-Werten konstant ist In diesem Fall wird die Berechnung beschleunigt. Das Programm mchte die Anzahl der Zwischenwerte wissen, die ber den gesamten Bereich berechnet werden sollen. - Druckerausgabe oder VIP-Datei anlegen 3.) Datei im VIP-Format speichern Hier knnen Mewerte zur graphischen Auswertung der Tabellen- kalkulation VIP Professional bergeben werden. Die Speicherung erfolgt im komma-getrennten Format, d.h. viele andere Programme knnen dieses Format ebenfalls lesen (z.B. dBMan, XAct s. Men 'Speichern im VIP-Format' Kapitel 8.3). Beispiel (Drucker oder VIP-Datei) : 6 Mewerte : 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 Menpunkt kann die Flche unter allen Mewerten bestimmt werden. Hierzu sind aber einige Dinge zu beachten : 1. Verboten sind negative Y-Mewerte und Nulldurchgnge 2. Abstand b der X-Werte untereinander mu gleich sein Berechnungsverfahren nach Simpson-Formel 7.12. Newton-Raphson-Verfahren fr 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 Beschrnkung auf Polynome (bis 9. Grades) hat folgende Begrn- dung. Laborant Professional verfgt in der aktuellen Versionen noch nicht ber einen Funktions-Interpreter und kann somit noch nicht eingegebene beliebige Funktionen auswerten. Glckerweise werden aber hauptschlich von Polynomen die Nullstellen gesucht. Newton-Raphson-Approximation fr 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 gewnschte 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). Fr 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 Rckporto 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: ---------- Mewert Lade- und Speicherroutinen ---------------------------------- 8.1. Laden / Importieren von Mewerten -------------------------------------- Mit dieser Option kann man gespeicherte Mewerte laden und mit den Funktionen des Mens Mess auswerten. 8.1.1. Laden von Mewerten im Standardformat -------------------------------------------- Men Datei -> Laden von Mewerten (Taste F9) Standard-Mewertdateien tragen die Datei-Extension .MSW. 2 Beispiel-Dateien : BEISPIEL.MSW und LINEARRG.MSW sind mit auf der Diskette 8.1.2. Importiere kommagetrenntes Format ---------------------------------------- Men Datei -> Importieren von Mewerten Mit dieser Option kann man Mewerte aus Fremdprogrammen importieren. Importiert werden Mewerte, 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 groen Datenbanken, Mewertprogramme und Tabellenkalkulationen knnen dieses Format exportieren. Ebenso kann man mit jedem ASCII- Editor (z.B. Tempus/Edison) die Mewerte erstellen und dann einfach in Laborant Professional importieren. 8.1.3. Importiere Microsoft-EXCEL ASCII-Format ---------------------------------------------- Das EXCEL-ASCII-Format hnelt sehr dem kommagetrennten Format. Nur wird hier statt des Kommas das Semikolon als Trennzeichen benutzt. 8.1.4. Importiere Curfit 3.0 - Mewerte --------------------------------------- Curfit 3.0-Dateien besitzen auch ein kommagetrenntes Format, aller- dings gibt Curfit einer Mereihe als ersten Wert noch einen Gewich- tungsfaktor mit, der von Laborant Professional nicht genutzt wird. 8.2. Speichern Mewerte ----------------------- Men Datei -> Mewerte speichern Momentan arbeitet Laborant Professional noch ohne graphische Darstellungen, deshalb kann es seine Mewerte an sehr viele Grafik-, Mewert- oder Tabellenkalkulationsprogramme exportieren. Auf Grund seiner MultiTOS/MultiGEM-Fhigkeit kann Laborant Professional parallel zu solchen Programmen arbeiten. Insbesondere auf Grobild- schirmen knnen 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 Mewerten als vielmehr auf die Erhhung der Leistungsfhigkeit im chemisch-technischen Bereich. Beim 'Mewert speichern' erscheint eine Auswahlbox, die diverse Dateiformate zult. In den nachfolgenden Unterkapiteln werden die umfangreichen Export-Formate explizit erklrt. 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 knnen Sie Ihre eingegebenen Mewerte abspeichern. Beachten Sie, da die Mewert-Dateien mit .MSW enden. Wer mit ST-PASCAL Plus arbeitet, kann diese Mewertdateien fr eigene Zwecke auslesen. Sie haben folgendes Format : 1. Dateityp : FILE OF REAL 1. Eintrag = Anzahl Mewerte 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. Mewertdateien bitte immer mit .MSW enden lassen. Die originalen Y-Werte bleiben erhalten. Falls Sie ein DIF-Format erzeugen mchten, mssen Sie erst mit 'Lin. Regression' abspeichern, dann 'Mewerte laden' und diese dann mit 'Speichern DIF-Format' fr Programme, wie Logistix ST aufbereiten. 8.2.3. Speichern DIF-Format .DIF -------------------------------- Das DIF-Format (Data Interchange Format) erlaubt den Austausch von Mewerten mit anderen Programmen. Diese Programme sind z.B. Logistix ST, dbMan 5.3, Lotus 1-2-3 uvm. Grundstzlich werden die Daten im Spaltenformat bergeben: 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 bertragen; man lt sie dann bei der Auswertung einfach auer 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 knnen grundstzlich 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 drcken : 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 Menpunkt speichert die Mewerte im VIP-Professional-Format ab. Damit knnen Mewerte mit VIP bearbeitet bzw. Mewertdiagramme 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 knnen (einfach probieren). Vorbereitungen zum Laden in VIP Professional Version 1.4 (deutsche Version): 1.) 4 Nachkommastellen einstellen : mit Men Tab, Global, Fest : Hier 4 eingeben, Return 2.) Spaltenbreite auf 14 setzen mit Men Tab, Global, Spaltenbreite : Hier 14 eingeben, Return 3.) Laden der Mewertdatei in VIP mit Men File, Import, Select, Dateiname eingeben : BEISPIEL.VIP, Return Mewerte in die Datenbank dBMan/dBase bernehmen Vorbereitungen : Es mu 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 fr selbstentwickelte Fremdprogramme, um Daten von Laborant Professional zu bernehmen. 8.2.5. Speichern im ASCII-Format .TXT ------------------------------------- Ab der Version 1.20 kann Laborant ST auch Mewertausgaben fr Textver- arbeitungsprogramme erzeugen, d.h. man kann nun Mewerte problemlos in eigene Dokumentationen bernehmen. Texte liegen im ASCII-Format vor und Dateien haben die Endung .TXT. X und Y-Werte werden spaltenweise ausgegeben. Nun sollte es mglich sein, sich problemlos die Mewerte in eigene Texte einzubinden ('mergen'). Eingabemglichkeiten : - Protokollberschrift eingeben - Bezeichnung der X-Werte eingeben - Bezeichnung der Y-Werte eingeben - Bezeichnung der Maeinheit fr X-Werte eingeben - Bezeichnung der Maeinheit fr Y-Werte eingeben - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der X-Werte anklicken - Anzahl der Nachkommastellen (0-5) der Y-Werte anklicken Die Eingabefeldsteuerung erfolgt ber Cursortasten, beachten Sie, da die RETURN-Taste den Dialog komplett abschliet. Danach entsprechenden Dateinamen eingeben (.TXT-Endung). Anmerkung: Texteditoren TEMPUS 2.13 oder Edison 1.1 8.2.6. Speichern fr PLOTTER.GFA -------------------------------- PLOTTER.GFA ist ein sehr gut gemachtes Graphik-Programm zur Ausgabe von Mewerten. Fr 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 lst. Laborant Professional kann fr dieses Programm Mewert-Dateien erstel- len. Die Dateien haben die Endung .PLT. - 1. Eingabe der Bezeichnung der Messung (berschrift) - 2. Eingabe der X-Achsen-Beschriftung - 3. Eingabe der Y-Achsen-Beschriftung - 4. Dateinamen angeben Laborant Professional bergibt Mewerte in voller Genauigkeit mit der PLOTTER.GFA-Einstellung: 3 Vorkommastellen, 2 Nachkommastellen. Die Genauigkeit kann aber von Plotter.GFA jederzeit erhht werden. Auerdem knnen mit PLOTTER.GFA diverse graph. Darstellungen und Be- schriftungen jeder Zeit ergnzt 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 mchte, kann sich die Bilder mit dem SIGNUM-Accessory SCRCOP.ACC in das TOP- Programm fr die wissenschaftliche Textverarbeitung SIGNUM 3 berneh- men. SCRCOP-Bilder knnen mittels des Zeichenprogramms PICCOLO geladen, bearbeitet und z.B. als Screenformat fr das DTP-Programm Calamus SL gespeichert werden. 8.2.7. Speichern fr Curfit 3.0 ------------------------------- Curfit 3.0 ist ein weiterer excellenter Mewertplotter. Laborant Professional kann fr X/Y-Mewertpaare 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 Strken, am besten man besitzt beide. Curfit 3.0 erhlt 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 fr SCIGRAPH / XACT XACT ist eines der leistungsfhigsten Prsentationsprogramme fr den ATARI ST/TT (sehr empfehlenswert). - Laden ber Titel Datei und den Menpunkt 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 fr LDW POWER-CALC ---------------------------------- LDW POWER-CALC 2.0 ist ein komfortables Tabellenkalkulations-Programm. - Laden ber Titel Transfer und den Menpunkt 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 mchtige Textgestaltungssprache und auf allen heutigen Computersystemen (ab 16-bit) verbreitet. Laborant Professional erlaubt die komfortabele Generierung von TeX- Tabellen aus den Mewerten. Diese Mewert-Tabelle knnen sie dann in ein vorhandenes TeX-Dokument integrieren. Die Tabelle sieht wirklich erstklassig aus. Eingabemglichkeiten : - Protokollberschrift eingeben - Bezeichnung der X-Werte eingeben - Bezeichnung der Y-Werte eingeben - Bezeichnung der Maeinheit fr X-Werte eingeben - Bezeichnung der Maeinheit fr 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). brigens, TeX-Dateien sind ASCII-Dateien und knnen mit jedem Editor ergnzt werden. 8.3. Speichern fr MS-DOS Programme ----------------------------------- Men Datei -> Speichern fr MS-DOS Programme Laborant Professional kann natrlich nicht nur Mewerte fr ATARI- Programme exportieren. Die groe MS-DOS Welt kann natrlich ebenfalls bedient werden. Formate, wie .VIP, .LDP oder .CSV knnen bereits viele MS-DOS Programme lesen (einfachmal deren IMPORT-Funktionen versuchen). Aber fr die groen MS-DOS Programme stellt Laborant Professional deren Spezialformate zur Verfgung. Damit IBM-kompatible Computer berhaupt ATARI ST-Disketten lesen knnen, mssen folgende Bedingungen eingehalten werden : - Besitzer von TOS 1.4 oder hher brauchen sich um nichts kmmern (MS-DOS kompatible Formatierung) - Besitzer vom alten TOS oder Blitter.TOS drfen nur Disketten verwenden, die auf einem IBM-kompatiblen Computer oder mit MS-DOS Emulatoren formatiert wurden. Die Dateien werden gem der LABORANT.INF auf dem gleichen Pfad wie VIP-Dateien gespeichert (in der Standardeinstellung im Ordner SPREAD). 8.3.1. Speichern fr dBASE IV/III+ ---------------------------------- Um in dBASE Daten berhaupt laden zu knnen, mu zuerst von dBASE eine entsprechende Datei erzeugt werden, dies geschieht mittels : CREATE TEST.DBF Diese Datei enthlt folgende Definition : XWERT Numerisch 14.6 YWERT Numerisch 14.6 Laborant Professional selbst erzeugt fr 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 fr Microsoft EXCEL ------------------------------------ EXCEL bentigt ein spezielles ASCII-Format zum Laden. Laborant Pro- fessional erzeugt dafr ein Dateiformat mit der Endung .ASC. Laden von MS-EXCEL : Men DATEI, Datei laden Dateinamen von *.XL* in *.ASC verndern Datei aussuchen und laden 8.3.3. Speichern fr 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 fr Microsoft Multiplan 3.0 -------------------------------------------- Die von Laborant Professional erzeugte Datei ist von Typ DELIMITED .DEL. Laden in MS-Multiplan : BERTRAGEN OPTIONEN anwhlen ASCII-Option auswhlen BERTRAGEN LADEN 8.3.5. Speichern fr 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 fr LOTUS Freelance ------------------------------------ Fr 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 hher sein, benutzen Sie die ST-Formatierroutine. Benutzer lterer TOS-Versionen mssen ein MS-DOS-Formatierprogramm benutzen z.B. FCOPY Pro. Allen ST-Benutzern sei wrmstens die neue TOS 2.06 Version ans Herz gelegt. Sie ist im Handel fr 198 DM erhltlich (wer keine Lterfahrung hat, sollte sie beim Hndler einbauen lassen). Die einseitige Formatierung benutzen Sie bitte bei 5 1/4 Zoll Disketten (360 KB). Die doppelseitige oder HD-Formatierung fr 3 1/2 Zoll Disketten (720 KB oder 1,44 MB). Nach dem Sie Ihre Mewerte im entsprechenden Format auf der ST-Disk gespeichert haben, knnen 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. bersicht ber die alle Dateiformate von Laborant Professional ------------------------------------------------------------------- Dateiendung: .MSW - Standarddateien fr Mewerte .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 fr 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 mglich die Ergebnisse und Daten von Multi-Dialogen auszudrucken bzw. zu speichern. Multi-Dialoge sind variable Dialogboxen, die jenach Anzahl der Ausgaben ihre Gre 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 ------------------------- Men 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 mu identisch bleiben)). Ntzlich ist diese Funktion z.B. fr die statistischen Funktionen von Laborant Professional (Datei-Endungen von .MS0 bis .MS9), wenn man sich mal vertippt hat. 8.6.2. Datei lschen -------------------- Datei durch Anklicken lschen ('never come back !) 8.6.3. Speicherplatz auf Diskette oder Harddisk feststellen ----------------------------------------------------------- - entsprechendes Laufwerk per Maus auswhlen Ausgabe : Freier Speicherplatz Belegter Speicherplatz Belegungsgrad in % 8.6.4. Lade neue Laborant.INF ----------------------------- In manchen Fllen mchte man whrend des Programms seine Mewerte 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 Mewerte in Unterordner des Laborant-Ordners legt. Man mchte 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 ldt, fhrt 100%ig beim Speichern zur 'Hlle'. 8.6.5. Systempfade LABORANT.INF festlegen ----------------------------------------- Ab Version Laborant Professional knnen die 9 Systempfade bequem per Dialogbox eingegeben werden. Hier gelten die Regeln fr GEM-Pfadnamen. Die Konventionen fr Laborant Professional-Pfade finden Sie im Kapitel 14 (Installationshinweise). 'Sichern' schreibt die neue LABORANT.INF auf Festplatte/Diskette. ************************************************************************** KAPITEL 9 : ----------- Statistische Auswertung von Mewerten ------------------------------------- Men Stat ->Menpunkt Statistische Tests 9.1. Verwaltung von statistischen Daten --------------------------------------- Statistische Daten werden grundstzlich von Diskette oder Festplatte geholt. Fr den Q-, F- oder t-Test werden jeweils 2 Mewertdateien von Typ .MSW bentigt. Der Bartlett-Test und die einfache Varianzanalyse knnen bis zu 10 Mewertdateien automatisch laden und auswerten. Diese Dateien sind vom Benutzer mit den Dateiendungen .MS0 bis .MS9 zu versehen (bereits beim Speichern der Mewerte). Die Varianzanalyse bzw. der Bartlett-Test bentigen zur Berechnung nur die Anwahl einer .MS0-Datei. Beispiel: Eine Versuchreihe besteht aus 3 Mewertreihen : - die 1. Mewertreihe heie PROBE.MS0 - die 2. Mewertreihe, 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 kmmern. 9.2. Statistische Tests ----------------------- 9.2.1. Q-Test ------------- Der Q-Test ermglicht es Ausreier in einer Mereihe festzustellen. Allerdings ist die Mereihe auf max. 10 Werte begrenzt. - 1. Datei mu nach X-Werten sortiert sein - 2. Haben mehrere Mewerte den gleichen Betrag, so darf nur ein Mewert in den Test davon bernommen werden ! Beispiel: 4 Mewerte : 1.) 3.44 2.) 3.45 3.) 3.45 (Mewert 3 doppelt, entfernen) 4.) 3.49 Mereihe fr 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 whlen. Ist Q > Q(P,n), so ist der Mewert als Ausreier identifiziert. 9.2.2. Ausreiertest (n > 10) ----------------------------- Fr Messungen mit mehr als 10 Werten wird ein Ausreier nach folgender Defintion identifiziert. Ist der Abstand zwischen dem zu untersuchenden Wert und dem Mittelwert grer als 4x die Standardabweichung, dann gilt er als Ausreier. Mittelwert und Standardabweichung wurden vorher neu berechnet, Der zu testende Mewert wurde bei der Berechnung weggelassen). Eingabe: Nummer des X-Mewerts in der Mewert-Eingabe (vor der Ausreier-Prfung dort ablesen) eingeben. Literatur: s. Doerffel S. 116 9.2.3. F-Test ------------- Vergleich zweier Varianzen (fr unverbundene Stichproben (heterograd)) Eingabe der Wahrscheinlichkeit P Laden der beiden Mereihen 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. (fr unverbundene Stichproben) Eingabe der Wahrscheinlichkeit P Laden der beiden Mereihen 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 Mereihen zum Bartlett-Test zugelassen, diese Mereihen mssen als Datei mit den Endungen .MS0 bis .MS9 vor- liegen. Vorbereitung : Beispiel: 5 Mereihen, wie folgt abspeichern : z.B. TEST.MS0, TEST.MS1, TEST.MS2, TEST.MS3, TEST.MS4 Die Endungen sind beim Men 'Mewerte speichern' mit einzugeben, ansonsten mssen 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 Mereihen - Chi*^2 = Chi^2/C - Chi^2(P,f) f = Freiheitsgrad (Anzahl Mereihen - 1) fg = Summe aller Einzelfreiheitsgrade fj = Freiheitsgrade der j.ten Mereihe (1/fj) - 1/fg C = -------------- + 1 3 * f Sollte Chi^2 den Wert Chi(P,f) nur geringfgig berschreiten, so kann man den korrigierten Wert Chi*^2 benutzen. berschreitet 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 groe Rolle. Das Integral der Gamma-Funktion ist nicht analytisch lsbar und mu numerisch bestimmt werden. Laborant Professional approximiert die Funktion. Fr ganzzahlige Werte von x-Werte ergibt die Gamma-Funktion die Fakultt, ein ntzlicher Nebeneffekt. Die interne Rechnung wird logarithmisch durchgefhrt, um x-Werte > 32 zu ermglichen. 9.3. Einfache Varianzanalyse ---------------------------- Men Stat -> Varianzanalyse 1. Auswahl : Start = Beginn der Varianzanalyse Info = Erklrung zur Funktion der Varianzanalyse 2. Eingabe der Wahrscheinlichkeit P 95% oder 99% 3. Eingabe: wieviele Mereihen verglichen werden sollen (max. 10). Alle Mereihen mssen die gleiche Anzahl von Mewerten enthalten (s. Barlett-Test). Ausgabe : 1. Barlett-Test Chi^2-Test 2. F-Test 3. Streuung zwischen den Mereihen, Varianz 4. Streuung innerhalb der Mereihen, Varianz 5. Streuung insgesamt 6. Arithmetisches Mittel und mittlerer Fehler des Mittelwerts 9.4. Korrelationskoeffizient ---------------------------- Der Korrelationskoeffizient dient zur Prfung der Abhngigkeit zweier Variablen. 1. Eingabe der Wahrscheinlichkeit P (95% oder 99%) 2. Mewertdatei 1 von Typ .MSW laden 3. Mewertdatei 2 von Typ .MSW laden Ausgabe : Betrag des Korrelationskoeffizienten, sowie den Vergleichswert r(P,f) Man beachte, da beide Mewertdateien die gleiche Anzahl an Mewerten enthalten mssen. **************************************************************************** KAPITEL 10 ---------- Thermochemie ------------ 10.1. Grundzge der Thermochemie -------------------------------- Laborant Professional stellt dem Benutzer eine groe Anzahl von thermodynamischen Verfahren zur Verfgung. Eine ganze Reihe von Verfahren greifen auf vom Benutzer definierbare Thermochemie- Datenbanken zurck. Ich denke die Funktionssammlung kann sich sehen lassen. 10.2. Datenbank laden --------------------- Men Thermochemie -> Datenbank laden (Taste F6) Fr diverse thermodynamische Berechnungen kann auf Thermochemie-Daten- banken zurckgegriffen 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 nderbar sind, d.h. es mu zustzlich 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 mu der Anwender seine eigenen Datenbestnde nur als Semikolon- getrennte Text-Datei speichern und mit einem #-Zeichen abschlieen. Und schon kann Laborant Professional seine Daten bernehmen. 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 Wrmekapazitt Cp in J/(Kmol) 6. Cp-Polynomkoeffizient a (optional) 7. Cp-Polynomkoeffizient b (optional) 8. Cp-Polynomkoeffizient c (optional) Die Werte gelten fr 298,16 K. Die molare Wrmekapazitt kann optional ber 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 Flle automatisch. Diese max. 8 Werte bilden eine ASCII-Zeile. Beispiel Datenbank mit 12 Eintrgen 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, auer CO2 in diesem Beispiel besitzen keine Cp-Temperaturkoeffizienten. Die Beispiel-Datenbank BEISPIEL.THC auf der Diskette enthlt keine Cp-Koeffizienten. Hier ist jeder Anwender aufgefordert, sich bei Bedarf die Daten einmal mittels Editor nachzutragen. Die Datenstze sind jeweils durch ein Semikolon ! getrennt. Am Ende einer Zeile nach der molaren Wrmekapazitt bzw. den Cp-Koeffizienten steht allerdings kein Semikolon. Die Datenbank endet mit einem #-Symbol. Die Aggregatzustnde knnen, falls ntig, 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 Zustnde zur vereinfachten Eingabe weggelassen. Welche Abkrzungen verwendet werden, kann vom Anwender frei festgelegt werden. Wichtig ist nur, da die Formeln, die Aggregatzustnde besitzen, in Berechnungen komplett angegeben werden mssen, sonst werden sie nicht gefunden ! Eine Datei darf max. 500 Formeln enthalten. Allerdings sollte ein kluger Anwender seine Datei mglichst klein halten, das spart auf jeden Fall Suchzeit. Schlielich knnen von Diskette oder Festplatte jeder Zeit andere Thermochemie-Dateien (.THC) geladen werden. Eine Thermochemie- Datenbank wird im Speicher gehalten, um die Auswertungen schnell durchzufhren. Die Beispiel-Datenbank soll nur ein Beispiel sein, wie eine Thermochemie- Datenbank aussehen knnte. Dem Anwender ist es berlassen, sich eine ent- sprechende neue Datenbank nach seinen Wnschen zu erstellen. Anregung : Da man sich nicht an die Formelsyntax halten mu, kann man Formelnamen auch beliebig kurz angeben (z.B. X, Y, Z ...). Nur mu man spter wissen, was sich wirklich dahinter verbirgt. Auf jeden Fall spart man z.B. bei Reaktionsgleichungen viel Tipparbeit. 10.3. Datenbank ansehen ----------------------- Men Thermochemie -> Datenbank ansehen (Crtl H) Die Funktion ffnet ein separates Fenster, um in der Thermochemie-Daten- bank zu blttern. 1. Zeilenweise Blttern Auf der rechten Seite des Fensters befinden sich 2 Pfeile. Klickt man den oberen mit der linken Maustaste an, so wandert man einen Datensatz zurck. Klickt man den unteren Pfeil an, so wandert man einen Datensatz nach unten. 2. Freies Blttern 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 weies Rechteck und zieht diesen mit gedrckter Taste an die gewnschte 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 knnen 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 Platzgrnden nicht mit ausgegeben und mssen ber die Datenbanksuche erfragt werden. 10.4. Men Datenbanksuche ------------------------- Men Thermochemie -> Menpunkt Datenbanksuche (Crtl W) Mchte man in einer greren 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 Wrmekapazitt Cp : 45.4 J/(Kmol) Cp-Temperaturkoeffizient a : unbenutzt Cp-Temperaturkoeffizient b : unbenutzt Cp-Temperaturkoeffizient c : unbenutzt Ist die Suche fehlgeschlagen, hat man evtl. den Aggregatzustand nicht mit eingegeben. Wurden keine Temperaturkoeffizienten fr die Verbindung gefunden, wird das Wort 'unbenutzt' ausgegeben. Anmerkung : In der README.DOC bzw. im Programm wurden teilweise Indices fr dH, dG, dS nicht eintragen. Die Bedeutung der einzelnen Angaben kann aber der README.DOC entnommen werden. Grnde: Eine druckbare ASCII-README.DOC-Datei kann keine Indices enthalten. Das Delta-Zeichen knnen ST-PASCAL Dialoge nicht darstellen. 10.5. Gleichgewichtskonstante ----------------------------- Men Thermochemie -> Gleichgewichtskonstante Verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Gleichsgewichtskonstanten Men 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 Bercksichtigung 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 ----------------------- Men Thermochemie -> Gibbs-Funktion Verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Gibbs-Funktion Men 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, mu in den natrlichen 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 Entropienderung : 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 - Entropienderung 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 Bercksichtigung 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. Entropienderung dS ------------------------- Men Thermochemie -> Entropienderung dS Berechnung der Entropienderung dS in J/(Kmol) Men 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 Entropienderung 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 Wrmekapazitt Die Berechnung erlaubt entweder ber eine mittlere Wrmekapazitt zu rechnen oder ber die wesentlich genauere Methode mit einem Cp- Temperaturpolynom. Eingaben : - Auswahl der Standard-Temperatur T1 (298.16K oder selbst definiert) - Auswahl Cp : Als mittlere Wrmekapazitt oder Temperaturpolynom - Eingabe der Reaktionstemperatur T - Falls T1 = 298.16K kann die molare Reaktionsentropie S298 entweder per Formel aus der Datenbank bernommen werden oder manuell einge- geben werden (S in J/(Kmol)). Ist T1 <> 298.16 K, so mu die Angabe von S manuell in J/(Kmol) erfolgen. Man beachte, da in diesem Fall die der entsprechenden Temperatur zugeordnete molare Reaktionsentropie einzusetzen ist. - Eingabe der molaren Wrmekapazitten 1. Mittlere molare Wrmekapazitt ber den Temperaturbereich T1 bis T - Eingabe von Cp in J/(Kmol) oder falls Formeleingabe bernahme aus der Datenbank. 2. Eingabe ber 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 mglich, beliebig oft eine neue Berechnung mit genderter 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 mglich) 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 Mglichkeit 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 fr die Verbindung auch die Temperatur- koeffizienten in der Datenbank, so werden diese bernommen und ihre Eingabe beim Cp-Temperaturpolynom entfllt. 10.7.4. Berechnung von S aus Reaktionsgleichung unter Bercksichtigung 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 --------------------------- Men Thermochemie -> Menpunkt Reaktionsenthalpie dH Men 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: - Entropienderung 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 Wrmekapazitt Die Berechnung erlaubt entweder ber eine mittlere Wrmekapazitt zu rechnen oder ber die wesentlich genauere Methode mit einem Cp- Temperaturpolynom. Eingaben : - Auswahl der Standard-Temperatur T1 (298.16K oder selbst definiert) - Auswahl Cp : Als mittlere Wrmekapazitt oder Temperaturpolynom - Eingabe der Reaktionstemperatur T - Falls T1 = 298.16K kann die molare Reaktionsenthalpie H298 entweder per Formel aus Datenbank bernommen werden oder manuell eingegeben werden (H in kJ/mol). Ist T1 <> 298.16 K, so mu die Angabe von H manuell in kJ/mol erfolgen. Man beachte, da in diesem Fall die der entsprechenden Temperatur zugeordnete molare Reaktionsenthalpie einzusetzen ist. - Eingabe der molaren Wrmekapazitten 1. Mittlere molare Wrmekapazitt ber den Temperaturbereich T1 bis T - Eingabe von Cp in J/(Kmol) oder falls Formeleingabe bernahme aus der Datenbank. 2. Eingabe ber 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 mglich, beliebig oft eine neue Berechnung mit genderter 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 mglich) 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 Mglichkeit 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 fr die Verbindung auch die Temperatur- koeffizienten in der Datenbank, so werden diese bernommen und ihre Eingabe beim Cp-Temperaturpolynom entfllt. 10.8.4. Berechnung von H aus Reaktionsgleichung unter Bercksichtigung 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 ------------------------- Men Thermochemie -> Menpunkt Reaktionsauswertung (Taste Crtl R) Men wird erst aktiv, wenn bereits eine Thermochemie-Datenbank geladen wurde. Berechnung von H,G,S und K aus Reaktionsgleichung unter Bercksichtigung 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 Entropienderung 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 hufiger braucht, kann diese mit Definiere Gleichung vorbesetzen lassen bzw. sie mit Gleichung laden/speichern fr spteren Gebrauch konservieren. Sollten Cp-Temperaturkoeffizienten a,b und c vorhanden sein, so wird Cp(T) fr die angebene Reaktionstemperatur berechnet und ver- wendet, ansonsten Cp(298K). Sollten aus irgendwelchen Grnden, die Cp(T)-Polynomwerte nicht erwnscht sein, so mssen sie aus der Datenbankzeile entfernt werden. Man kann sich aber auch fr den jeweiligen Fall 2 Formeln zurecht basteln, einzige Bedingung der Formelname mu unterschiedlich sein (Beispiel: CH4 und CH4T). "Schlu mit der Taschenrechner-Qulerei, da macht selbst die Thermo- dynamik wieder Spa" 10.10. Chemische Thermodynamik 1 ------------------------------- Men Thermochemie -> Menpunkt Thermodynamik 1 10.10.1. Berechnung der Elektromotorische Kraft E0 = -dG / nF ------------------------------------------------------------ Beispiel-Eingabe : Freie molare Reaktionsenthalpie dG : -301 kJ/mol (Formeleingabe erlaubt Datenbankzugriff fr 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 Lsung 0.01 mol Zn(2+)-Ionen und 0.1 mol Ag(+)-Ionen enthlt ? 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 zhlen) 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 -------------------------------- Men Thermochemie -> Menpunkt 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) ber Temperaturpolynom bestimmen ----------------------------------------- Um die molare Wrmekapazitt Cp bei verschiedenen Temperaturen besser bestimmen zu knnen, 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 mu man die Koeffizienten eingeben. Sollte diese Formel nicht in der Datenbank sein, so drckt bei deren Eingabe einfach nur RETURN und gibt dann das Temperaturpolynom ein. Beachten Sie, da alle 3 Eintrge mit Ziffern besetzt werden (auch Nullen mssen eingeben werden). 10.12. Chemisches Gleichgewicht ------------------------------- Men 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 Konzentrationsverhltnisse verschiebt, um sich K anzunhern. Eingabe : - lgK (mu logarithmisch sein, um den Rechenbereich der Fliekommaroutinen nicht zu berschreiten) - Reaktionsgleichung - Eingabe der Konzentrationen der Edukte Ergebnis : Gefundene Lsung der Konzentrationsverhltnisse 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 ----------------------- Men Spz1 -> Menpunkt Formel-Identifier Dieser Menpunkt versucht Ihre anorganische Formel zu testen. Er prft die anorganische Formel auf korrekte Aufstellung, falls er die Kationen und Anionen identifizieren kann. Ob diese Verbindung dann energetisch bestehen kann, darber kann dieses Programm keine Aussage machen. Stellt der Formel-Identifier fest, da die Formel korrekt aufgestellt wurde, so versucht er ihr einen Namen zu geben. Testen Sie mal, ob Sie ihn austricksen knnen, viel Spa. Bedingung : Organische Verbindungen sind ber eine Summenformel natrlich 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 bungsteile zum Abfragen von Elementen. Laborant ST dagegen besitzt eine wesentlich schwierigere Variante eines anorganischen bungsprogrammes. Der Formel-Exerciser ist ein bungsprogramm der besonderen Art. Per Zufallsgenerator werden Kationen und Anionen ausgewrfelt. Der Formel-Exerciser generiert nun daraus einen anorganischen Formelnamen. Nun mchte der Formel-Exerciser von Ihnen eine stchiometrisch korrekt aufgestellte Formel fr diesen Namen haben. Es gibt 2 Schwierigkeitsstufen (mittel und schwer), damit man nicht gleich das Handtuch wirft ('ich mu zugeben, ich bin verdammt ins Schwitzen gekommen'). Sinn des Exercisers ist es, sich die Vielfalt von Anionen und Kationen auf spielerische Weise einzuprgen. Ich glaube kaum ein anderes Medium bringt dieses eigentlich trockene Thema so gut rber. Man glaubt gar nicht wie- viele Kationen und Anionen es gibt. Der Formel-Exerciser generiert per Zufall Formeln. Dieses sagt aber nichts darber aus, ob diese Formeln berhaupt energetisch existieren knnen. Dies zu testen, wre extrem schwierig. *************************************************************************** KAPITEL 12 : ----------- Men Gleichung -> Lineares Gleichungssystem lsen (Taste Crtl G) 12.1. Eingabe eines linearen Gleichungs-Systems ------------------------------------------------ Mit diesem Programm knnen Sie lineare Gleichungssysteme mit bis zu 9 Unbekannten lsen. 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 gehren (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]'. Mglichkeiten des Eingabe-Dialogs fr ******************************************************************** Deze diskette is samengesteld door de Stichting ST, Postbus 11129, 2301 EC Leiden. Onze bibliotheek van public domain programma's omvat op dit moment (winter 1990) al zo'n vier honderd disks. Daarop vindt u programma's op elk gebied, van tekstverwerker en database tot de leukste spelletjes, de fraaiste tekenprogramma's en de handigste utilities. Ook bevat onze bibliotheek een speciale afdeling voor public domain disks met Macintosh software, die te gebruiken zijn onder de ALADIN emulator. Deze MAC-PD serie bevat tot nu toe ongeveer vijfendertig disks. ******************************************************************** U vindt in het twee maandelijks tijdschrift "ST" (Onafhankelijk tijd- schrift van en voor gebruikers van Atari ST computers) een overzicht en een bespreking van de inhoud van de nieuwe public-domain diskettes. Dit tijdschrift bevat tevens een bestelkaart zodat U vlot over de software kunt beschikken. De Stichting ST geeft ook een speciale PD catalogus disk uit. ************** Deze public domain disk is geproduceerd en gedistribueerd door: Stichting ST afd. Software Bakkersteeg 9A 2311 RH LEIDEN ************** Ondanks onze controle komt het af en toe voor dat een diskje niet goed is gecopieerd.Mocht U dit overkomen, aarzel dan niet en stuur de defecte disk aan ons terug. U krijgt dan direct een vervangende disk toegestuurd. ************************************************************************ Teneinde het voor ons mogelijk te maken om productiefouten op te sporen en vervolgens in de toekomst te vermijden, zijn alle disks, geproduceerd door de Stichting ST, voorzien van een groen productienummer. ************************************************************************ 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 Drcken 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 zurck 'Alles neu' : gesamtes Gleichungssystem (9*9) auf 0 setzen 'Fertig' : Eingabe wird abgeschlossen, der Dialog wird verlassen und die gewnschten Berechnungen knnen angewhlt werden. Elemente : Smtliche Werte einer Spalte knnen angeklickt werden und werden sofort in die Eingabe eingespiegelt (eine sehr ntzliche Funktion). Das LGS wird nur bei Additionen/Multiplikationen und der inversen Matrix durch das Ergebnis ersetzt, in allen anderen Fllen verndert es sich nicht. Mchte man die Gleichung lngerfristig sichern, so kann man dies auf Diskette/Festplatte ber 'Gleichung sichern' erledigen. Der aktuelle Wert eines Matrix-Elements wird vom System stets automatisch eingespiegelt. Mittels ESC-Taste kann man ihn bequem komplett lschen. Ansonsten gelten die Editfunktionen des GEM (Delete, Backspace oder Cursortasten). Ist eine Eingabe Null, so braucht man diese nicht explizit einzugeben, sondern drckt nur die Return-Taste. 12.2. Lineares Gleichungssystem berechnen ------------------------------------------- Nachdem man das lineare Gleichungssystem eingegeben hat, kann man mittels des Knopfes 'Ausrechnen' den Lsungsvektor x[i] bestimmen lassen. Die Berechnung erfolgt nach dem Gauss-Jordan-Verfahren. Beispiel : 5x1 + 3x2 = 27 2x1 + 6x2 = 30 Lsung (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 wre 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 Lsungen, so wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben. 12.3. Determinate bestimmen ----------------------------- Laborant Professional ist in der Lage Determinaten bis zur Gre 9*9 zu bestimmen. Determinaten mssen die gleiche Anzahl Zeilen und Spalten besitzen, ansonsten wird abgebrochen. Kleinere Determinaten werden direkt z.B. nach Sarrus bestimmt. Fr die hherwertigen 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 Konditionsma ----------------------------------- Die Kondition ist ein Ma fr die numerische Stabilitt einer Matrix. Ist die Kondition schlecht, so ndern bereits kleine Koeffizienten- nderungen a(i,k) das Ergebnis stark. Die Lsung eines LGS ist also numerisch instabil. Man mu bei diesen Systemen versuchen durch Nach- Iteration die Lsungen 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. Natrlich 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 Gre eines LGS wird automatisch erkannt, d.h. da 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 krzt berflssige Nullen an Ziffernenden weg. Beispielkrzungen : 12.5000 wird zu 12.5 1.4300E-12 wird zu 1.43E-12 LGS-Dateien knnen 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 Ausdrcke. Das Dumme ist nur, da 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 drfte schnell zeigen, was fr einen Tipaufwand man sich erspart hat. Fr 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 : Lsung 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 Lsung eines LGS 1. Vollformat (alle mglichen Nachkommastellen nutzen) berflssige Nachkomma-Nullen werden automatisch entfernt. 2. oder 1 bis 5 feste Nachkommastellen ausgeben 4. Fr den Typ 3 und Typ 4 (LGS-Typen) wird zustzlich der Name der Unbekannten abgefragt. Standardmig wird hier 'x' eingespie- gelt, aber man kann auch jeden anderen Namen whlen. 5. Auswahl der Ziel-TeX-Datei (Pfad standardmig der Ordner TEXTE) Die Datei-Extension ist .TEX fr TeX-Dokumente. 12.8. Eigenwerte von symmetrischen Matrizen --------------------------------------------- Matrizen werden genau, wie LGS eingeben. Nur, da 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 (nheres s. Bronstein, Taschenbuch der Mathematik) Das Verfahren nhert sich mit Hilfe sogenannter Jacobi-Rotationen einer gewnschten Genauigkeit an. Standardmig sind 250 Transformationsversuche eingestellt und eine Genauigkeit von 1E-7. Beide Werte kann man beliebig ndern. 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 erhhen bzw. die Genauigkeit absenken. Sollte man immer noch keinen Erfolg haben, mu 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 zerstrt 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 mu 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 berschrieben. 2. Multiplikation : A = A * B Die Operation luft hnlich der Addition (s.o.) ab. Nur da die Matrizen multipliziert werden und dabei auf die Matrix-Dimensionen geachtet wird. Die Matrizen mssen nicht unbedingt quadratisch sein, aber sie mssen den Gesetzen der Matrix-Multiplikation entsprechen. Die Zeilenanzahl der Matrix A mu der Spaltenanzahl der Matrix B entsprechen, ansonsten gibt es eine Fehlermeldung. Beide Matrizen-Operationen zerstren die interne Matrix A und ber- schreiben diese mit dem Ergebnis der Matrix-Operation. Die externe Matrix mu 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 aufgefat. Der geladene b[i]-Vektor spielt allerdings fr die Berechnung keine Rolle. *************************************************************************** KAPITEL 13 : ------------ 13.1. Hilfstexte ---------------- Men Spz2 -> Menpunkt Hilfstexte 13.1.1. Funktionstasten-/Sondertasten-Belegung ---------------------------------------------- Ab Laborant ST/TT Plus 1.19 werden die Funktionstasten untersttzt. So kann man bequem ohne Maus schnell Menpunkte aufrufen. Die Funktionstasten wurden mit den am hufigsten benutzten Menpunkten belegt. F1 = Molmasse bestimmen F6 = Thermo-Datenbank laden F2 = Menge aus Formel bestimmen F7 = PSE-/Ionen-Info F3 = Gleichungs-Analyse F8 = Mewert-Eingabe F4 = Empirische Formel F9 = Mewerte laden F5 = pH-Werte berechnen F10 = Quit Um die Maus-Kurverei bei anderen Menpunkten zu vermeiden, wurde die UNDO-Taste eingefhrt. Sie erlaubt es, das zuletzt verwendete Men beliebig oft erneut aufzurufen. Die HELP-Taste spiegelt den Menpunkt Hilfstexte ein. Spezielle Tastaturbelegungen : - Mehrere Menpunkte lassen sich Control-Sequenzen anwhlen : Control A = Mewerte anzeigen Control B = Mewerte bearbeiten Control C = Chemische Lsungen 1 Control D = Chemische Lsungen 2 Control E = Chemische Lsungen 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 = Mewerte speichern Control T = Titration auswerten Control U = Urtiterlsung 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 mu, zeigt diese bersicht. Ab Laborant ST/TT Plus 1.22 existiert ein neuer noch leistungsfhigerer 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, da keine anderen Sonderzeichen auer Klammern und * zugelassen sind. 13.1.3. Statistik-Info ---------------------- Kurzer berblick ber die Mewertverwaltung der Statistik-Funktionen 13.2. Benutzer-Programm ----------------------- Men Spz2 -> Benutzer-Programm (Taste Crtl P) Mit der Version 1.20 kann Laborant ST beliebige Benutzerprogramme ausfh- ren und nach Laborant ST zurckkehren ("Hier danke ich besonders dem ST- PASCAL Plus Hersteller CCD fr seine excellente Benutzeruntersttzung"). Per Fileselektorbox wird das gewnschte Programm ausgewhlt und dann aus- gefhrt. 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 bentigt zuviel Speicherplatz - Programm hlt sich nicht an die Konventionen von TOS bzw. GEM und manipuliert z.B. Speicherpltze die zu Laborant Professional gehren. - 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 natrlich nicht. Bei solchen hartnckigen Fllen hilft nur eins, die RSC-Dateien mit in die LABORANT.PRG-Ebene legen. Ntzlich 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 2.1B (148 DM, Chemo-Soft, Lindenhofsgarten 1, W-2900 Oldenburg) kann man hervorragend organische Strukturformeln zeichnen. CHEMPLOT 2.1B lt sich problemlos von Laborant Professional starten (RSC in Laborant.PRO -Ordner). So lassen sich Kombinationen wie : Laborant Professional, EDISON 1.1 und Chemplot 2.1B 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. Beides sind mchtige Textverarbeitungen der Extraklasse mit viel Komfort. Aber alle diese Programme werden vom Klassiker TeX geschlagen, nicht im Komfort, sondern in der Flexibilitt. Die Textgestaltungs- sprache TeX sollte jeder Wissenschaftler beherrschen. Im sehr interessanten Kapitel 15.1. finden Sie mehr ber die 2. Anleitung von Laborant Professional und den Features von TeX. Sollten Sie eine eigene Datenbank bentigen, empfehle ich : Phoenix 2.0 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 ------------------------------ Men Spz2 -> Externer Editor (Taste Crtl X) Mit einem ASCII-Editor knnen schnell Text-Dateien jeder Art editiert werden. Laborant Professional bietet die Mglichkeit, 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 mu gengend RAM-Speicher vorhanden sein (2 MByte wren gnstig). Standardmig wird der Editor im Ordner Laborant unter der Bezeichnung EDITOR.PRG gesucht. Text-Editor, Pfadangabe und Name knnen, aber jeder- zeit mit 'Systempfade LABORANT.INF festlegen' gendert werden. Diesen Menpunkt finden Sie unter Disketten-Operationen (Men Datei). Hier ist es der System-Pfad 9. Nun, nicht jeder braucht einen ASCII-Editor. Dieser Menpunkt kann auch 'mibraucht' 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 (nheres Kapitel 13.2.). Die Idee zum Mibrauch drfte Frchte tragen. 13.4. Programm verlassen ------------------------ Men Datei -> Menpunkt Quit (Taste F10) Nun, so schnell sollte man Laborant Professional nicht verlassen. Schlielich hat man nicht jeden Tag eine solche chemische Fundgrube vor sich. Aber irgendwann mu es ja mal sein. Neben diesem Menpunkt 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 knnen, wurde die Datei LABORANT.INF eingefhrt. LABORANT.INF legt die Zugriffspfade fr die verschiedenen Dateiklassen und den Zugriff auf einen externen Editor fest. Die Systempfade knnen bequem mit der Operation 'Systempfade' im Men Diskettenoperationen gendert werden. LABORANT.PRG LABORANT.DAT LABORANT.INF Wichtig, diese Dateien/Programme mssen in der gleichen Ordnerebene liegen (Normalerweise im Ordner Laborant). Grundeinstellung von LABORANT.INF Falls Sie nichts an den Zugriffspfaden von Laborant Professional ndern wollen, brauchen Sie sich nicht um die weitere Installation kmmern. Die LABORANT.INF legt die Zugriffspfade fr insgesamt 8 Datei-Typen + Editor-Pfad fest : 1. Pfad fr Messwertdateien von Typ .MSW 2. Pfad fr VIP-Dateien von Typ .VIP 3. Pfad fr Plotter.GFA-Dateien von Typ .PLT 4. Pfad fr Gleichungen von Typ .EQU 5. Pfad fr Formelmacros von Typ .FOR 6. Pfad fr Data-Interchange-D. von Typ .DIF 7. Pfad fr ASCII-Dateien von Typ .TXT 8. Pfad fr Thermo-Datenbank von Typ .THC 9. Pfad fr 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. da die Mewertdateien 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, whrend alle Ordner mit den Mewerten 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, da fr den Laufwerkswechsel auch die Laufwerksbezeichnung z.B. B: mit in die LABORANT.INF gehrt ! Mchte man mit 2 Laufwerken arbeiten, mu die alte LABORANT.INF gelscht und die Datei TWODRIVE.INF in LABORANT.INF umbenannt werden. Die ent- sprechenden Ordner mssen auch auf der Datendiskette B angelegt bzw. draufkopiert werden. Warnung: Wer dies vergit 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 grundstzlich in Multitasking-Betriebssystemen einsetzbar. Welche Mglichkeiten bieten sich hier dem Anwender gegenber dem bisherigen Singletask-Betrieb ? Laborant Professional setzt stark auf den Export von Medaten 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 dafr konzipierte Prozessoren. Unter 68000-Systemen, wie ATARI ST oder MEGA STE, ist ein schnelles Multitasking nur schwer mglich. Erst ab dem ATARI FALCON und erst recht auf dem ATARI TT wird der Multitasking-Betrieb zur Freude. Am Besten ist natrlich ein Grobildschirm, um mglichst viele Programme direkt im Blick zu haben. Laborant Professional selbst besitzt max. 3 Fenster zur Verwaltung. Das Laborant-Hauptfenster besitzt momentan nur die Funktion, fr die anderen beiden Fenster einen schnellen Hintergrund-Redraw zu gewhrleisten. Dazu mu man wissen, da in Multitasking-Systemen zerstrte 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 ber andere Fenster zu schieben und mglichst 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 nchsten 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 unblich. Denn normaler- weise mte das gestartete Programm zustzlich alle Laborant-Fenster auch mit restaurieren, was es natrlich nicht kann. Da diese Option, aber trotzdem manchmal ganz ntzlich ist, schliet Laborant Professional vorher alle seine Fenster und meldet seine Menleiste ab. Somit stehen dem gestarteten Programm noch weitere Fenster zur Verfgung. 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 blich, hier werden Programme ber 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 multitaskingfhig. Sie reservieren grundstzlich den gesamten Restspeicher fr sich. So da beim Start oder bei kleineren Speicheranforderungen und Programmen der Computer sofort INTERNAL MEMORY OUT meldet und hngt. Die Programme kann man sehr leicht erkennen. Unter Multitasking darf man jedes beliebige Programm mehrfach starten. Lt 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 Handbchern mal 'graben'. Manche Programme legen auerhalb stat. Dialoge mit auf den Schirm. So kann es dann bei der berlagerung von Fremdfenstern zu bsen REDRAW-Effekten kommen (z.B. KSPREAD4 V4.19 Eingabedialog). Laborant Professional kann man bei gengend Speicher z.B. 10 MB ST-RAM im TT mehr als 10x auf dem Bildschirm haben. Auerdem nutzt Laborant ST/TT Plus bei dynamischen Speicheranforderungen das TT-RAM, wenn vorhanden. Laborant Professional wurde unter MultiGEM2 im Multitasking-Betrieb getestet. 14.3. Fenstersteuerung ---------------------- Mit der neuen Professional-Version kann Laborant mit mehreren Fenstern gleichzeitig arbeiten. Das Mewertfenster kann nach der Eingabe von Mewerten oder dem Menpunkt 'Mewert laden' geffnet werden. Das Mewertfenster wird mit Control A oder ber den Menpunkt 'Mewert anzeigen' auf den Bildschirm gebracht. Das Thermochemie-Fenster wird erst nach dem Laden einer Thermochemie- Datenbank aktiv. Es wird mit Control H oder ber den Menpunkt '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 Mewertfenster ber Control A und das Thermo- chemiefenster ber Control H jeder Zeit in den Vorgrund holen. Das momentan aktive Fenster erkennt man an der grauen Titelleiste. Sollte jemanden das Laborant Hauptfenster stren, 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 Fenstergre auf dem Bildschirm. Fenster werden ber den CLOSER-Button geschlossen, dieser sitzt in der oberen linken Ecke eines Fensters. Ein Druck auf diesen Closer-Button beim Mewert- oder Thermochemie-Fenster schliet diese Fenster. Beim Hauptfenster dient der Closer-Button zum Beenden des Laborant Profes- sional-Programms ! In der jetzigen Professional-Version sind das Mewert- und Thermoche- miefenster in der Gre nicht vernderbar. Nur das Hauptfenster kann bis zu einer vom GEM vorgebenen Gre verkleinert werden. Hierzu wird der SIZE-Button in der unteren rechten Fensterecke benutzt. Der Size-Button wird angeklickt und die Maus mit gedrckter linker Maus- taste bewegt. Hat das Fenster die gewnschte Gre erreicht, so wird die linke Maustaste losgelassen. Das Mewertfenster und das Thermochemie-Fenster besitzen auf der rechten Seite je 2 Pfeilsymbole und einen grauen Balken mit kleinem weien Rechteck. Die Pfeile dienen zum zeilenweisen Blttern im Fenster. Den grauen Balken nennt man SLIDER, er dient zum schnellen Wandern durch die Fensterinhalte. Dazu klickt man das kleine weie Kstchen per Maus an und verschiebt es per gedrckter linker Maustaste. Schiebt man das Rechteck ganz nach oben, so ist man am Anfang der Mewerttabelle bzw. Datenbank. Schiebt man es ganz nach unten, so ist man entsprechend auf dem letzten Datensatz. Alle anderen Positionen des Rechtecks erlauben die ungefhre 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 fhrt zu einer 2-fachen Verschiebung, auerdem 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 Blttern in Mewert- und Thermochemie-Fenstern benutzen. Folgende Tasten stehen zur Verfgung : - Cursor hoch = einen Datensatz zurckblttern - Shift Cursor hoch = 10 Datenstze zurckblttern - Cursor tief = einen Datensatz vorblttern - Shift Cursor tief = 10 Datenstze vorblttern - ClrHome = ab 1. Datensatz anzeigen - Shift ClrHome = letzten Datensatz anzeigen - Insert = Hauptfenster verkleinern/vergrern Mir persnlich gefllt die Tastatur-Lsung besser, als stndig mit der Maus zu klicken, aber dies ist Geschmackssache. Laborant Professional selbst nutzt noch keine fliegenden Dialoge. Wer unbedingt, welche benutzen mchte, sollte das Shareware-Programm Let'Em Fly 1.19 verwenden. Dies hat zustzlich den Vorteil, da die Auswahlknpfe auch per Tastatur angewhlt werden knnen. Ich selbst bin bis jetzt immer ohne fliegende Dialoge ber die Runden gekommen. Anmerkung: Sollte pltzlich das Mewertfenster oder Thermochemiefenster vom Bild- schirm verschwunden sein, ohne da man vorher den CLOSER-Button selek- tiert hat, dann hat man zufllig das Hauptfenster angeklickt. Dieses berlagert durch seine Gre die beiden anderen Fenster. Mit Control A bzw. Control H holt man sich seine verlorengeglaubten Fenster zurck 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 groes Programm, deshalb mu man beim Betrieb mit 1 MByte Speicher einiges beachten. Laborant besitzt rund 573 KB Programmgre + 150 KB internes Datenmanagement + Sicherung von Dialogen und Fensterinhalten + Resource-Datei Fr 1 MByte-Besitzer heit dies, mglichst 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 Mewert- und Thermochemiefenster gleichzeitig offen halten, da sie miteinander eigentlich nichts zu tun haben. Wer sich nicht bei 1 MByte um die obengenannten Regeln kmmert, den weist Laborant Professional gnadenlos auf den Speichermangel hin. Danach ist dann kein ordnungsgemer Bildschirmaufbau mehr mglich. Garantiert wird ein ordnungsgemer Ablauf bei 1 MB , wenn keine Accessories und NVDI geladen sind. NVDI sollte bei 1 MB ohne ASSIGN.SYS getestet werden, die Fontkapazitt mu 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 da sich im ST-RAM alle nicht TT-RAM stabilen Programme noch besser ausbreiten knnen. Vorteil: mehr Platz fr andere Programme im ST-RAM und Laborant Professional wird ca. 40% schneller. Einige Interna von Laborant Professional : - Programmzeilen ohne GEM-Includes : 23248 PASCAL-Zeilen - Laborant Unterprogramme : 376 - 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 ? Hierfr gibt es mehrere Grnde : - TeX ist standardisiert und existiert fr alle heutigen Computersysteme (vom AMIGA bis zum Grorechner) - TeX stellt mchtige Funktionen fr Chemiker und Mathematiker zur Verfgung, 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 Mewerttabellen fr TeX - Die gesamte Verwaltung und Gliederung von Handbchern kann mit TeX-Befehlen bequem erledigt werden - SIGNUM 2 ist allerdings in der Bedienung TeX haushoch berlegen, aber in Flexibilitt geradezu ein Zwerg gegenber TeX - TeX ist PD-/Shareware und als Weltstandard fr alle Systeme zur Zeit auf dem Markt. Wie lange noch SIGNUM 2 produziert wird, kann ich nicht sagen, aber viele neue Programme sind bereits mchtiger. 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 groes TeX-Makro-Paket, um die Seitengestaltung mglichst einfach zu gestalten. Daneben knnen aber auch fachspezifische Makropakete, wie z.B. Chemie-Makropakete benutzt werden. TeX ist eine faszinierende Programmiersprache. Jeder, der sich mit wissenschaftlichen Dokumenten befat, sollte sie eigentlich nutzen. Nun, um einen schnen Einblick in die Welt von LaTeX zu geben, empfehle ich folgendes Buch : Literatur zu TeX : LaTeX - Eine Einfhrung 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 Industriestrae 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 Handbcher druckt man am besten mit einem Laserdrucker aus. Die TeX-Datei liegt in gepackter Form auf der Diskette vor, da sie aufgrund Ihrer enormen Gre sonst nicht mehr drauf gepat htte. 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 bersetzte TeX-Dateien, die unabhngig vom jeweiligen Drucker- treiber sind (DVI = Device independent). DVI-Dateien sind kodiert und kein ASCII-Text. Sie knnen direkt ber die Shell des MultiTeX ausgedruckt werden. Folgendes mu Ihre beliebige TeX-Version erfllen. Sie mu kompa- tibel zur neuesten TeX-Version 3.14 und LaTeX 2.09 sein. Auerdem mssen die Standardfonts in 11pt Gre vorhanden sein. Dann steht dem Ausdruck nichts mehr im Wege. Aufgrund der Standardisierung von TeX kann man natrlich 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 Verfgung. Auf Wunsch liefere ich auch die Original-ASCII TeX-Datei aus. Die ist aber nur von Interesse, wenn jemand die Anleitung verbessern (sehr lblich) oder TeX lernen mchte. Auf einem ATARI TT dauert die komplette Neubersetzung rund eine halbe Stunde. Whrend die bersetzte DVI-Datei natrlich sofort mit dem Ausdruck beginnt (rund 140 DIN A4-Seiten). Auf Wunsch ist die ASCII-TeX-Datei bei mir gegen Leerdiskette und Rckporto zu erhalten. 15.2. Fremdsprachenversionen ---------------------------- Laborant Professional ist natrlich nicht nur fr den deutschsprachigen Anwenderkreis sehr interessant, was mir viele Anfragen aus dem Ausland beweisen. Insbesondere eine englische bersetzung wre das Grste. Aber bisher hat sich noch keiner dazu bereitgefunden, den groen Aufwand mit mir zusammen ber die Bhne zu bringen. Nun, was Englnder und Amerikaner bisher noch nicht geschafft haben, haben ein Schwede und ich bereits hinter uns. 15.2.1. Schwedische Vollbersetzung ----------------------------------- Stand: Laborant ST/TT Plus 1.24 Dank des unermdlichen 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 Fakultt der tech- nischen Hochschule in Kristianstad fr Ihre Gastfreundschaft. Am 17.Mai 1992 wurde die schwedische Vollbersetzung abgeschlossen. Jeder, der Interesse hat, kann sie bei Tasso oder mir gegen Porto- erstattung und Leerdiskette beziehen. Tasso Miliotis, Mllegatan 1, S-28063 Sibbhult, Schweden 15.2.2. Erstellung einer Fremdsprachenversion --------------------------------------------- Wie kann man sich nun eine Fremdsprachen-bersetzung vorstellen. Der Quelltext von Laborant Professional ist nicht frei zugnglich, daran wird sich auch nichts ndern. Als Erstes mssen die ASCII-Dokumentation und danach die TeX- Dokumentation komplett bersetzt werden. Alle Bildschirm-Dialoge erhlt der Benutzer als Hardcopy. Die bersetzungen werden dort eingetragen und an mich zurckgesandt. Nach den nderungen der Quelltexte und Neubersetzungen werden die Teile vom bersetzer 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 bersetzung eines PD-Programms mu natrlich kostenlos sein, hier bedarf es des Enthusiasmus eines absoluten Chemie-Freaks. Nun, die Mhen mit der schwedischen bersetzung haben sich tausendmal gelohnt. Laborant Professional ist wohl das mchtigste schwedisch- sprachige Chemie-Programm in ganz Schweden. Zustzlich konnte ich viele schwedische Laborant-User in Schweden persnlich kennenlernen. Obwohl eine englische Version Vorrang hat, bin ich bereit, jede andere Sprache ebenfalls zu untersttzen. Wo stecken die genialen Chemie-Enthusiasten in Frankreich, Spanien, Italien, Holland, Portugal, Skandinavien, im Ostblock oder bersee ? Je exotischer eine Sprache ist, desto grer ist natrlich auch die Resonanz im Heimatland und natrlich die Anerkennung fr den bersetzer. 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. Fehlermglichkeiten ------------------------- Es gibt einige Mglichkeiten, dem System den "Garaus" zu machen. Laborant Professional prft sehr viel, um so 'Eingabemll' 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 angewhlt. Wer zu frh die RETURN-Taste drckt, wird erneut zur korrekten Eingabe angemahnt. Bei Gleichungen sollte die Anzahl der Verbindungen 8 nicht berschreiten und bei Titrationen nicht mehr als 7 Messungen. Mehr wrde irgendwann die Dialogboxen berlaufen lassen. Indizes von Formeln sollten den Wert 32000 nicht berschreiten. Beachte, es gibt Harakiri-Fehler, die aus Labortiefschlaf entstehen knnen. Das System fngt sehr viel "Schrott" ab, aber man kann nicht fr jeden "Datenmll" eigens Fehlerroutinen schreiben. Also stets konzentriert ans Werk gehen. 15.5. Bisher verffentlichte 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 (23717 Pascal-Zeilen, 573 KByte) Laborant Professional wurde mit dem Programm PFXPAK+ 1.4 in ein selbstentpackendes Programm komprimiert. Ursprungsgrsse : 573 KByte durch PFXPAK+ komprimiert auf : 230 KByte Platzersparnis : 60 % PFXPAK+ ist erhltlich bei Thomas Quester, Lampenland 9 2000 Hamburg 80 fr 20 DM. Auf Wunsch gibt es eine ungepackte Version fr ST-Benutzer, die ber schnelle Festplatten (<20 ms Zugriffszeit) verfgen. 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 vllig neu aufgebaut und sehr viele neue Routinen integriert. Laborant Professional wurde in ST-PASCAL Plus Vers. 2.10 geschrieben und ist fr sich ein kleines chemisches Juwel. Ich habe sehr viel Zeit und Enthusiasmus in dieses Programm gesteckt, um das Programm immer weiter zu verbessern. Ich mchte mit meinem Programm die Verbreitung der excellenten ATARI ST- bzw. TT-Computer frdern. 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. Verbesserungsvorschlge zu unterbreiten. Laborant Professional ist deshalb zuerst auf dem ATARI ST entstanden. Dies ist nicht nur auf die hervoragende Benutzeroberflche zurckzufhren, sondern im Besonderen darauf, da der ST excellente Programmiersprachen zur Verfgung stellt. Nach Meinung vieler Fachleute ist der ATARI ST, der am unkompliziertesten zu programmierende Personalcomputer. Mit meinem 32 MHz ATARI TT mit Grobildschirm macht das Programmieren natrlich noch mehr Spa. Nun, in welcher Programmiersprache man seine Programme schreibt, ist sicherlich Geschmackssache. BASIC sollte man nur in kleinen Projekten einsetzen, wo schnell Lsungen erzeugt werden mssen. Mit Pure Pascal und Pure C stehen dem ATARI-Benutzer mchtige Werkzeuge zur Verfgung. Ich selbst programmiere am liebsten in Assembler. Aber Anwendungen, wie Laborant Professional, sind sinnvollerweise in einer strukturier- ten Hochsprache zu schreiben. Die Qualitt und die Auswahl der Programmiersprachen fr die ATARI Computer ist excellent. So sollte es eigentlich jedem Naturwissen- schaftler mglich sein, sein Programmprojekt sehr benutzerfreundlich in seiner Lieblingssprache zu erstellen. Ich wrde mich freuen, wenn ich einige dieser Programme auch einmal im PD-Service finden wrde. 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/Mnchen/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 Mglich- keiten des FALCON Motorola 560001-DSP Chips in der chemischen Metechnik und Analytik sind sehr gro. Hier knnten sehr interessante Anstze fr Diplom-Arbeiten entstehen. 15.7. Andere Betriebssysteme ---------------------------- Laborant Professional wurde speziell fr die ATARI ST/FALCON/TT-Computer geschrieben. 15.7.1. MS-DOS und Windows -------------------------- Ob es je eine Anpassung mittels C++ fr Windows geben wird, steht noch nicht fest, die Entwicklungskosten incl. leistungsfhiger Hardware sind sehr hoch (mehr dazu in Kapitel 15.13). Eine Version mit DOS-Ober- flche lehne ich als Menschenfreund grundstzlich ab. Neuerdings gibt es einen ST-Emulator fr 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. Auerdem luft sehr vieles leider nicht, ob Laborant Professional luft, kann ich nicht sagen. Aufgrund der sauberen Programmierung mte es klappen. Die Hardware und das Programm heien GEMulator 2.1 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 Programm. 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 hher klappt dies vllig 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 luft Laborant Professional auf dem AMIGA. Voraussetzung ist ein ST- Emulator bzw. Medusa. Das Programm sollte in der mittleren Auflsung (640*200) benutzt werden, damit die Augen nicht vom Interlace-Modus geqult werden. Wer Laborant Professional hufiger benutzt, sollte sich berlegen, ob er nicht zum ATARI wechselt und die wesentliche besser Bildschirmqualitt geniet. 15.8. Neuerungen ---------------- Was ist neu seit der letzten groen nderung der Version 1.20 ? - Anpassung an MultiTOS/MultiGEM2 - ST/TT/FALCON-Lauffhigkeit - Nutzung mehrerer Fenster gleichzeitig - auflsungsunabhngig ab 640*200 (Farbe und Schwarzwei) - Farbuntersttzung bei den Farbauflsungen - Zustzlich komplettes TeX-Handbuch auf Diskette - TeX-Tabellengenerierung fr Mewerte - TeX-Formel-/Gleichungsgenerierung - neue Eingaberoutine fr lineare Gleichungssysteme - TeX-Generierung fr lineare Gleichungssysteme - Eigenwerte von Matrizen - Determinatenbestimmung - Kondition (numer. Qualitt) eines LGS nach Hadamard - Addition und Multiplikation von Matrizen - Speichern und laden von LGS - neue Eingaberoutine fr Mewerte (jetzt max. 128 Mewerte) - rationale Approximation - lineare Regression mit Korrelationskoeffizient - Varianz, Variationskoeffizient - externer Editor-Aufruf - Aktivittskoeffizient nach Debye-Hckel/Ionenstrke - Berechnung der Reaktionsordnung und Geschwindigkeit - Arrhenius-Gleichung fr Aktivierungsenergie - Aufstellen einer Reaktionsgleichung - komfortable Einheiten-Umwandlung - neuer Formel- und Gleichungsscanner - Molmassen-/Elementanteilebestimmungen von Polypeptiden und DNA-/RNA-Nucleotidsequenzen - echtes Periodensystem zum Auswhlen - diverse optische Methoden (Photometrie) - fensteruntersttzte Mewertanzeige - neue Druckroutine fr Mewerte - Drucken und Speichern von Berechnungsergebnissen - neue ASCII-Text Speicherroutine - Gasgesetze und Umrechnungen - neue Diskettenspeicherplatz-Routine - editierbare Systempfade fr LABORANT.INF - Importieren von Mewerten (Curfit, Excel, ASCII-delimited) - Ausreiertest (n > 10) - Newton-Raphson-Verfahren fr Polynome - Gamma-Funktion berechnen - Diverse Optimierungen und Entfernung kleinerer Fehler 15.9. Benutzer-Anregungen ------------------------- - Wnsche mssen programmtechnisch ohne riesigen Aufwand realisierbar sein - Spezialanwendungen sind nichts fr 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 mglich zu knnen, sondern sich auf die wesentlichen Berechnungs- verfahren der Chemie zu konzentrieren. Wenn Sie Ihre Berechnung gerne in Laborant Professional haben mchten, berlegen Sie zuerst wieviele andere chemische Anwender berhaupt Ihr Problem auch haben. Sollte sich herausstellen, da 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 ntzliche Idee haben, tun Sie bitte Folgendes : 1. Idee beschreiben und Beispielberechnungen (bitte ausfhrlich kommen- tieren (evtl. Tabellen als Kopien)). 2. berlegen Sie, inwieweit der Computer Arbeit erspart, was eingegeben und was ausgeben werden mu. 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. Fr evtl. Programmfehler bernehme ich keinerlei Haftung. (nderungen am Programmcode sind untersagt) 15.11. Literaturhinweise ------------------------ In Laborant Professional wird ein groe Anzahl von Algorithmen verwendet. Zum tieferen Studium sind folgende Bcher zu empfehlen : Chemie, Fakten und Gesetze Buch- und Zeit Verlagsgesellschaft, Kln Einfhrung in die Stchiometrie Nylen/Wigren, Steinkopff-Verlag Grundlagen der quantitativen Analyse Udo R. Kunze, Thieme-Verlag Einfhrung in das chemische Rechnen Hbschmann/Links, Verlag Handwerk und Technik HT 1231 Laborpraxis 4 Analytische Methoden Verlag Birkhuser Logarithmische Rechentafeln Kster/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 fr Ingenieure Engeln-Mllges/Reutter, BI-Wissenschaftsverlag Datenanalyse Sigmund Brandt, BI-Wissenschaftsverlag Chemische Thermodynamik, Band LB4 und AB4 VEB Deutscher Verlag fr Grundstoff, Leipzig VLN 152-915/29/85 Elektrolyt-Gleichgewichte, Band LB5 und AB5 VEB Deutscher Verlag fr Grundstoff, Leipzig VLN 152-915/45/88 Physikalische Chemie Clyde. R. Metz, Schaum-McGrawHill-Verlag Einfhrung in die physikalische Chemie Bernhard Harder, Westrap Wissenschaften ISBN 3-89432-021-4 Zum Verstndnis der chemischen Thermodynamik Pimentel/Spratley Steinkopff-Verlag, Darmstadt Einfhrung in LaTeX Helmut Kopka, Addison-Wesley Verlag 15.12. Wissenschaftliche ATARI PD-Software ------------------------------------------ Fr die ATARI ST/TT/FALCON-Serie existieren eine groe Anzahl wissen- schaftlicher PD-/Shareware-Programme. Der gemeinntzige Computerclub Elmshorn e.V. hat sie in einer sehr groen ATARI-PD-Sammlung (> 500 Disketten) zusammengetragen. Bei Interesse schicke ich ihnen eine Liste der Programme auf Diskette gegen Leerdiskette und Rckporto zu. Falls Sie dort fr Sie interessante PD-/Sharewareprogramme finden soll- ten, dann senden Sie mir bitte die entsprechende Anzahl Leerdisketten und entsprechendes Rckporto zu. Die Kopien sind natrlich kostenlos, allerdings whlen Sie bitte sorgsam aus, damit ich mich nicht 'Dumm und Dmlich' kopiere. Kopieren und Zusammenstellen von PD's ist nmlich verdammt zeitraubend. Man wei gar nicht, was fr PD-Schtze fr den ATARI ST/TT/FALCON bereits heute existieren, Sie werden erstaunt sein. 15.13. Die Zukunft von Laborant Professional -------------------------------------------- Laborant Professional wird natrlich weiter gepflegt, wie die letzten 5 Jahre auch. Die Entwicklungen hngen stark von den Wnschen und Anregungen der Benutzer ab und somit die Richtung in die sich Laborant Professional bewegt. Fr die nchsten Versionen sind ersteinmal ein Funktions-Interpreter und eine graphische Anzeige von Mewerten und Funktionen geplant. Laborant htte dies eigentlich nicht ntig, da es fr den Multitasking- Betrieb konzipiert ist, d.h. Spezialprogramme, wie DATA 4.0 Profes- sional bernehmen die graphische Auswertung von Medaten aus Laborant Professional. Nun, Laborant Professional wird demnchst auch Mewerte entsprechend graphisch aufbereiten, um die Taskwechsel zu anderen Programmen zu vermindern. Umfangreichere und revolutionre Ideen im Bereich Chemie- Software sind bereits angedacht, ber die Art mchte 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 gefat machen, da Laborant Professional mehr Speicherplatz bentigt. Mindestens 2 MByte RAM sind rechtzeitig einzuplanen, um in den Genu der nchsten Fea- tures zu kommen. Die nchsten Laborant Professional Versionen sollen einmal komplett in C++ entstehen, umso evtl. UNIX, Windows oder Mac-Versionen zu ermglichen. Eine Windows-Version ist geplant, allerdings wird dazu ein schneller 486 (50/66 MHz)-Computer mit mind. 200 Mbyte Fest- platte bentigt, den ich mir leider noch nicht leisten kann. Ein Original Borland C++ 3.1-Compiler ist bereits vorhanden. Falls also irgendwo in der UNI, in der Industrie oder sonstwo, ein solcher Computer fr die Entwicklung von Laborant for WINDOWS frei wird, dann her damit. Allerdings, ein Jens Schulz ist nicht kuflich, dafr gibt es keinerlei Rechte an Laborant Professional-Versionen. Der edle Spender frdert nur damit eine Entwicklung auf seiner Hardware-Plattform (Mac- oder SPARC-Computer sollen einmal folgen). Grundstzlich kann man von mind. 1 Jahr Entwicklungszeit pro Hard- ware-Plattform ausgehen. Der C++ Code soll die Portabilitt steigern. Fremdsprachen-Versionen insbesondere englischer Sprache bedrfen noch der Untersttzung eines richtigen Chemie-Freaks, wre ja nicht schlecht, wenn der eigene Name z.B. in den USA bekannt wrde oder ? Laborant Professional bleibt nur fr den ATARI ST/TT/FALCON grund- stzlich Public-Domain, fr andere Hardwareplattformen gilt dann ein entsprechender Shareware-Status. *************************************************************************** KAPITEL 16 : ------------ Schluwort ---------- Nun, irgendwann geht jede Anleitung einmal zu Ende, auch eine solche Mammut-Anleitung. Sicherlich htte man so manches noch ausfhrlicher beschreiben knnen, aber dann wre ich wohl immer noch am Schreiben. Versuchen Sie sich einmal vorzustellen, Sie htten die ASCII- und TeX- Anleitung geschrieben, dann knnten Sie vielleicht ermessen, wieviele Monate ich daran gesessen habe. Wieviel innere Disziplin man aufbringen mu, 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, hnlich wie die Gedankenanstze des GNU-Projekts, der hufig vllig berteuerten und teilweise schnell gestrickten kommerziellen Software eine Chance weniger zu geben. Ich hoffe, Sie persnlich gehren nicht dieser trgen Masse von PD-Benutzern von Typ PC-WASA ('program collector without any scientific ambition'). Ich wrde mir wnschen, Sie wrden die Ideen, eine Fremdsprachenbersetzung und die Weiterverbreitung von Laborant Professional aktiv frdern. Mein Dank gilt allen Laborant Professional Benutzern, die mir tatkrftig bei der Weiterentwicklung des Programms geholfen haben, insbesondere Tasso Miliotis und der chemischen Fakultt der Technischen Hochschule in Kristianstad, Schweden. Gnter Naumann als -Tester und natrlich meiner Freundin Uta fr Ihre unendliche Geduld mit diesem 'verrckten' Chemie- und Programmierfreak. Jens Schulz 22. Mrz 1993 \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 \EDITOR.PRG