分析天平的使用
化學(xué)試劑,九料化工商城 / 2020-10-20
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
1.初步了解分析天平的基本構(gòu)造;
2.學(xué)習(xí)分析天平的使用方法。
二、儀器和藥品
1.儀器
分析天平(搖擺天平、阻尼天平或電光天平)砝碼稱量瓶干燥器臺(tái)天平(公用)蠟光紙\砂紙\表面皿
2.藥品
鎂條
草酸H2C2O4.2H2O(固、分析純或化學(xué)純)
三、分析天平介紹
1.分析天平(搖擺天平)的主要部分(圖3-1)
(1)天平梁(圖3-2)梁上有三個(gè)瑪瑙制成的棱形刀口,中央的刀口叫做天平的支點(diǎn),兩端的刀口用來(lái)懸掛天平盤。
(2)指針和標(biāo)尺指針固定在天平梁的中央。當(dāng)天平梁擺動(dòng)時(shí),指針的末端就沿著天平下部的標(biāo)尺擺動(dòng)。根據(jù)指針擺動(dòng)的情況能判斷天平的平衡狀態(tài)。
(3)升降樞升降樞是用以升降天平梁的。當(dāng)啟動(dòng)天平時(shí),用手向左轉(zhuǎn)動(dòng)升降樞,天平梁就自動(dòng)擺動(dòng);反之,向右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),天平就停止擺動(dòng)。
(4)鉛垂線或水平儀鉛垂線是用以判斷天平位置是否水平的。天平的水平可用天平足上的螺絲來(lái)調(diào)整。
(5)天平盤天平盤是用來(lái)放稱量的物體和砝碼的,左盤上放物體,右盤上放砝碼。
2.砝碼
每一架分析天平都備有一套砝碼,放在盒內(nèi)一定位置上(圖3-3).0.01克(10毫克)以下不用砝碼,而用游碼來(lái)權(quán)衡。游碼一般是用鋁絲或合金絲制成的,重量為0.0100克。在稱量時(shí),用鑷子將游碼上端的小圈掛在游碼桿的小鉤上。移動(dòng)和扭轉(zhuǎn)游碼桿,即可將游碼跨放在天平梁上游碼標(biāo)尺的任意位置。游碼標(biāo)尺刻度一般為左右各10大格,每大格相當(dāng)于1毫克。大格中又分為若干小格。例如,游碼放在右邊梁上4.4處(圖3-4),則相當(dāng)于右盤中加重了0.0044克(4.4毫克)的砝碼。
3.分析天平的使用方法
(1)零點(diǎn)、平衡點(diǎn)的測(cè)定，當(dāng)天平兩邊載重相差很小時(shí),將天平梁懸起,指針開(kāi)始左右擺動(dòng)，由于摩擦及空氣阻力,擺動(dòng)漸漸減小,最后指針停止不動(dòng),此時(shí)指針?biāo)傅目潭?即為平衡，點(diǎn)。天平完全不載重(兩邊都是空盤)時(shí)的平衡點(diǎn)叫做零點(diǎn)平衡點(diǎn)和零點(diǎn)不一定正好在標(biāo)尺的中心。
如果要等指針的擺動(dòng)自然靜止，一般需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，因此，往往是通過(guò)指針擺動(dòng)的刻度來(lái)計(jì)算平衡點(diǎn)(或零點(diǎn))的。計(jì)算的方法如下:連續(xù)讀取三次(也有讀取五次)刻度數(shù)據(jù)(當(dāng)天平梁懸起后,起初兩次擺動(dòng)可能不準(zhǔn)確,故最好從第三次擺動(dòng)開(kāi)始記錄。指針的擺幅不要太小,也不要太大,最好在指針標(biāo)尺的5或15刻度附近),分左右兩邊記錄下來(lái),取各邊刻度的平均值,再求兩邊的平均值,即為平衡點(diǎn)。
左 右
14.4 5.0
5.3
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平均10.3÷2=5.2
平衡點(diǎn)14.4+5.2=9.8
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2
由于零點(diǎn)有時(shí)會(huì)發(fā)生改變,所以在每次稱量前必須先測(cè)定零點(diǎn)[注2].
[注1]有些天平的指針標(biāo)尺刻度是以中心處為“0”的,左右兩邊各10格。記錄時(shí)可用負(fù)值表示左邊的刻度,用正值表示右邊的刻度。
[注2]天平的零點(diǎn)最好在10附近,一般應(yīng)在8~12之間。若零點(diǎn)偏離10太遠(yuǎn),可用天平梁上的平衡調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)之。但初學(xué)者應(yīng)報(bào)告指導(dǎo)教師,由教師來(lái)調(diào)節(jié),不要自己動(dòng)手,以免損壞天平天。
(2)物體的稱重
(a)先將待稱的物體在臺(tái)天平上粗略稱量一下,然后打開(kāi)天平的側(cè)門,將物體放在左盤的中央,攝取相當(dāng)重量的砝碼放在右盤的中央。
(b)用左手慢慢地將升降樞向右轉(zhuǎn)動(dòng)(在整個(gè)稱量過(guò)程中左手不應(yīng)離開(kāi)升降樞),觀察指針偏向情況。如果指針偏左,表示砝碼偏重;
應(yīng)即慢慢地將升降樞向左轉(zhuǎn)回,休止天平(必須先休止天平,再取砝碼;否則天平將劇烈擺動(dòng),會(huì)損壞刀口)。從天平上取下砝碼,并依次放置較輕的砝碼。如果指針偏右,表示砝碼較輕;休止天平,再加一較輕的砝碼。依法稱重,直到使用0.01克(10毫克)砝碼后,即可用游碼。根據(jù)指針擺動(dòng)情況,移動(dòng)游碼位置(每次移動(dòng)前,必須休止天平),直到平衡點(diǎn)與零點(diǎn)基本上重合(完全重合很難辦到,且不必要)。例如,相差在1或2刻度以內(nèi),表示重量相差甚微(一般約相當(dāng)于十分之幾毫克),可略而不計(jì)[注].
[注]若有要求時(shí),1毫克以下的重量可由天平的靈敏度來(lái)計(jì)算。天平的靈敏度是指多加1毫克砝碼所引起的針偏斜的程度,以格·毫克1或毫克·格1表示。例如,天平的零點(diǎn)為9.8,用游碼增加1毫克重量時(shí)的平衡點(diǎn)為13.1,則天平的靈敏度等于13.1-9.8=3.3(格·毫克-1),或1/3.3=0.30(毫克·格-1)。天平的度一般要求在2~4(格·毫克-1)之間。天平載重時(shí)靈敏度稍有降低?，F(xiàn)舉例說(shuō)明由載重時(shí)靈敏度計(jì)算所稱物體的重量。
天平的零點(diǎn): 9.8
碼的重量: 14.534克 平衡點(diǎn): 11.9
14.533克 8.8
載重時(shí)靈敏度: 11.9-8.8=3.1(格·毫克-1)
物體的重量： 14.533(克)+9.8-8.8(毫克)=14.5333(克)
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3.1
(c)根據(jù)砝碼盒的空位置,記下砝碼重量,并加上游碼所指的重量,即得兩者所指的總重量。后將砝碼取出,逐一校對(duì)所記錄的數(shù)字，同時(shí)放回盒中原來(lái)位置再校對(duì)游碼所指的重；再校對(duì)游碼所指的重量,將游碼掛起(或放回盒中原來(lái)位置)。
4.分析天平的使用規(guī)則
(1)一切操作都要細(xì)心,要輕拿輕放,輕開(kāi)輕關(guān)。
(2)不要移動(dòng)天平位置。如果天平發(fā)生故障,必須請(qǐng)指導(dǎo)教師幫助修理。
(3)絕不可使天平載重超過(guò)限度(一般為100克)不能在天平上稱熱的或散發(fā)腐蝕性氣體的物質(zhì)。不可將藥品直接放在天平盤上,必須放在稱量瓶、表面皿或其他容器中稱量。
(4)無(wú)論將物體或砝碼(或游碼)放在天平盤(或天平梁)上或者取下時(shí),必須將天平梁架穩(wěn),休止天平。絕對(duì)禁止在天平能擺動(dòng)時(shí)取放物體或砝碼(或游碼)。
(5)禁止用手拿取砝碼和游碼,一定要用鑷子取放,完成稱量后必須放回盒中原來(lái)位置。兩盒砝碼不可混用。
(6)當(dāng)天平兩邊重量接近相等時(shí),必須在天平門完全關(guān)閉后,再轉(zhuǎn)動(dòng)升降樞進(jìn)行稱量。
(7)稱量完畢后要罩好天平罩。
(8)必須立即將稱量結(jié)果記在記錄本或?qū)嶒?yàn)報(bào)告上,不可記在零星紙上,以免遺失。
5.其它類型的天平
(1)阻尼天平(圖3-6)這種天平與前面介紹的搖擺天平只有一個(gè)差別的地方。阻尼天平兩端的(吊耳)下各掛著一副鋁盒,內(nèi)外盒剛好套入并保持一個(gè)小的間隙這一裝置叫做阻尼器，又稱制擺器。當(dāng)天平擺動(dòng)時(shí),由于盒內(nèi)空氣的阻力,促使天平很快停止擺動(dòng)。此時(shí),指針在標(biāo)尺上所的刻度即為零點(diǎn)或平衡點(diǎn),這樣就縮短了稱量時(shí)間.
(2）電光天平(圖3-7)使用電光天平進(jìn)行稱量比使用阻尼天平更為方便,這種天平除了有阻尼器外,還有一個(gè)光學(xué)投影裝置和一組加砝碼的裝置。稱量時(shí)接通電源,光源產(chǎn)生的光學(xué)系統(tǒng)投影到投影屏（圖3-7中12)上。投影屏是一塊毛玻璃片,從投影屏上可以觀察到微量標(biāo)尺的刻度,標(biāo)尺刻度代表重量,每一大格代表1毫克,每1小格代表0.1毫克，因此可以直接從投影屏上讀出0.1~10毫克以內(nèi)的重量值.
電光天平的1克以下的砝都是環(huán)形的,叫做環(huán)碼。使用時(shí)動(dòng)指數(shù)盤旋鈕(圖3-7中8），可將環(huán)碼加到承受架上，所加環(huán)碼的重量可以直接在指數(shù)盤上讀出。
四、分析天平的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.天平零點(diǎn)的測(cè)定
按前面3(1)中所述的方法進(jìn)行。
2.鎂條的稱量
從干燥器(干燥器的使用方法參看18頁(yè))中取出一段鎂條(表面應(yīng)呈白色光亮,如發(fā)暗,應(yīng)先紙將暗色的氧化皮擦去)。將鎂條放在表面皿中,一起放在臺(tái)天平盤上估計(jì)一下重量。然后放在分析天平盤上用減量法稱重:先稱出鎂條連同表面皿的總重量(A),取出鎂條,放在一開(kāi)的蠟光紙上[注],再稱表面皿的重量(B）。兩次所稱重量之差(A-B)即為鎂條的重量。稱得的條重量應(yīng)在0.0300~0.0400克之間。
[注]用蠟光紙將已稱重的鎂條包好,寫上班級(jí)、姓名和所稱重量,交給指導(dǎo)教師保存,以供實(shí)驗(yàn)四中應(yīng)用。
3.草酸的稱量
(1)計(jì)算配制100毫升0.1000N草酸溶液所需H2C2O4.2H2O的重量作為稱量的依據(jù)(應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前預(yù)先算好,若配制的濃度不必恰為0.1000N,則實(shí)際稱量可略大于或小于此計(jì)算量)。
(2)從干燥器中取出盛有草酸的稱量瓶,可先用臺(tái)天平稱量(估計(jì)一下重量)然后用分析天平按照計(jì)算所需草酸重量用減量法稱重先稱出草酸連同稱量瓶的總重量(A),然后揭開(kāi)稱量瓶蓋子,在一準(zhǔn)備好的清潔的盛放容器上慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng)稱量瓶,或用稱量瓶的蓋子輕輕敲擊稱量瓶,使草酸慢慢地倒入該容器中[],再稱出剩余草酸連同稱量瓶的重量(B)。兩次所稱重量之差(A-B)即為倒出草酸的重量。應(yīng)稱量到小數(shù)點(diǎn)后第四位。[注]已稱重的草酸需妥為保存。若盛放的容器不夠,可用蠟光紙將草酸包好,寫上班級(jí)、姓名和所稱重量,交給指導(dǎo)教師保存,以供實(shí)驗(yàn)六中應(yīng)用。
五、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備的思考題
(1)天平的零點(diǎn)和平衡點(diǎn)有何區(qū)別?它們是怎樣測(cè)定的?
(2)稱量時(shí),如果天平指針偏向左方,需要加砝碼還是減砝碼?如果偏向右方,需要加砝碼還是減砝碼?為什么?
(3)在放置待稱物體或加減砝碼、移動(dòng)游碼時(shí),為什么必須先休止天平?
(4)使用砝碼有哪些應(yīng)注意之處?
(5)用游碼稱重時(shí),游碼是否可以放在游碼標(biāo)尺刻度零的左面?為什么天？
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