分析天平的使用
化學(xué)試劑,九料化工商城 / 2020-10-20
一、實驗?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)梁上有三個瑪瑙制成的棱形刀口,中央的刀口叫做天平的支點,兩端的刀口用來懸掛天平盤。
(2)指針和標尺指針固定在天平梁的中央。當(dāng)天平梁擺動時,指針的末端就沿著天平下部的標尺擺動。根據(jù)指針擺動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)啟動天平時,用手向左轉(zhuǎn)動升降樞,天平梁就自動擺動;反之,向右轉(zhuǎn)動時,天平就停止擺動。
(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調(diào)整。
(5)天平盤天平盤是用來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,用鑷子將游碼上端的小圈掛在游碼桿的小鉤上。移動和扭轉(zhuǎn)游碼桿,即可將游碼跨放在天平梁上游碼標尺的任意位置。游碼標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、平衡點的測定，當(dāng)天平兩邊載重相差很小時,將天平梁懸起,指針開始左右擺動，由于摩擦及空氣阻力,擺動漸漸減小,最后指針停止不動,此時指針所指的刻度,即為平衡，點。天平完全不載重(兩邊都是空盤)時的平衡點叫做零點平衡點和零點不一定正好在標尺的中心。
如果要等指針的擺動自然靜止，一般需要相當(dāng)長的時間，因此，往往是通過指針擺動的刻度來計算平衡點(或零點)的。計算的方法如下: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,起初兩次擺動可能不準確,故最好從第三次擺動開始記錄。指針的擺幅不要太小,也不要太大,最好在指針標尺的5或15刻度附近),分左右兩邊記錄下來,取各邊刻度的平均值,再求兩邊的平均值,即為平衡點。
左 右
14.4 5.0
5.3
-------------------
平均10.3÷2=5.2
平衡點14.4+5.2=9.8
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2
由于零點有時會發(fā)生改變,所以在每次稱量前必須先測定零點[注2].
[注1]有些天平的指針標尺刻度是以中心處為“0”的,左右兩邊各10格。記錄時可用負值表示左邊的刻度,用正值表示右邊的刻度。
[注2]天平的零點最好在10附近,一般應(yīng)在8~12之間。若零點偏離10太遠,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)報告指導(dǎo)教師,由教師來調(diào)節(jié),不要自己動手,以免損壞天平天。
(2)物體的稱重
(a)先將待稱的物體在臺天平上粗略稱量一下,然后打開天平的側(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(在整個稱量過程中左手不應(yīng)離開升降樞),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,會損壞刀口)。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)指針擺動情況,移動游碼位置(每次移動前,必須休止天平),直到平衡點與零點基本上重合(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[注].
[注]若有要求時,1毫克以下的重量可由天平的靈敏度來計算。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,天平的零點為9.8,用游碼增加1毫克重量時的平衡點為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。天平載重時靈敏度稍有降低?，F(xiàn)舉例說明由載重時靈敏度計算所稱物體的重量。
天平的零點: 9.8
碼的重量: 14.534克 平衡點: 11.9
14.533克 8.8
載重時靈敏度: 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,逐一校對所記錄的數(shù)字，同時放回盒中原來位置再校對游碼所指的重；再校對游碼所指的重量,將游碼掛起(或放回盒中原來位置)。
4.分析天平的使用規(guī)則
(1)一切操作都要細心,要輕拿輕放,輕開輕關(guān)。
(2)不要移動天平位置。如果天平發(fā)生故障,必須請指導(dǎo)教師幫助修理。
(3)絕不可使天平載重超過限度(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,必須將天平梁架穩(wěn),休止天平。絕對禁止在天平能擺動時取放物體或砝碼(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位置。兩盒砝碼不可混用。
(6)當(dāng)天平兩邊重量接近相等時,必須在天平門完全關(guān)閉后,再轉(zhuǎn)動升降樞進行稱量。
(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)嶒瀳蟾嫔?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小的間隙這一裝置叫做阻尼器，又稱制擺器。當(dāng)天平擺動時,由于盒內(nèi)空氣的阻力,促使天平很快停止擺動。此時,指針在標尺上所的刻度即為零點或平衡點,這樣就縮短了稱量時間.
(2）電光天平(圖3-7)使用電光天平進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,還有一個光學(xué)投影裝置和一組加砝碼的裝置。稱量時接通電源,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尺的刻度,標尺刻度代表重量,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。使用時動指數(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、分析天平的實驗內(nèi)容
1.天平零點的測定
按前面3(1)中所述的方法進行。
2.鎂條的稱量
從干燥器(干燥器的使用方法參看18頁)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,一起放在臺天平盤上估計一下重量。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、姓名和所稱重量,交給指導(dǎo)教師保存,以供實驗四中應(yīng)用。
3.草酸的稱量
(1)計算配制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)在實驗前預(yù)先算好,若配制的濃度不必恰為0.1000N,則實際稱量可略大于或小于此計算量)。
(2)從干燥器中取出盛有草酸的稱量瓶,可先用臺天平稱量(估計一下重量)然后用分析天平按照計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),然后揭開稱量瓶蓋子,在一準備好的清潔的盛放容器上慢慢地轉(zhuǎn)動稱量瓶,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、姓名和所稱重量,交給指導(dǎo)教師保存,以供實驗六中應(yīng)用。
五、實驗前準備的思考題
(1)天平的零點和平衡點有何區(qū)別?它們是怎樣測定的?
(2)稱量時,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、移動游碼時,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,游碼是否可以放在游碼標尺刻度零的左面?為什么天？
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