分析天平的使用
化学试剂,九料化工商城 / 2020-10-20
一、实验目的
1.初步了解分析天平的基本构造;
2.学习分析天平的使用方法。
二、仪器和药品
1.仪器
分析天平(摇摆天平、阻尼天平或电光天平)砝码称量瓶干燥器台天平(公用)蜡光纸\砂纸\表面皿
2.药品
镁条
草酸H2C2O4.2H2O(固、分析纯或化学纯)
三、分析天平介绍
1.分析天平(摇摆天平)的主要部分(图3-1)
(1)天平梁(图3-2)梁上有三个玛瑙制成的棱形刀口,中央的刀口叫做天平的支点,两端的刀口用来悬挂天平盘。
(2)指针和标尺指针固定在天平梁的中央。当天平梁摆动时,指针的末端就沿着天平下部的标尺摆动。根据指针摆动的情况能判断天平的平衡状态。
(3)升降枢升降枢是用以升降天平梁的。当启动天平时,用手向左转动升降枢,天平梁就自动摆动;反之,向右转动时,天平就停止摆动。
(4)铅垂线或水平仪铅垂线是用以判断天平位置是否水平的。天平的水平可用天平足上的螺丝来调整。
(5)天平盘天平盘是用来放称量的物体和砝码的,左盘上放物体,右盘上放砝码。
2.砝码
每一架分析天平都备有一套砝码,放在盒内一定位置上(图3-3).0.01克(10毫克)以下不用砝码,而用游码来权衡。游码一般是用铝丝或合金丝制成的,重量为0.0100克。在称量时,用镊子将游码上端的小圈挂在游码杆的小钩上。移动和扭转游码杆,即可将游码跨放在天平梁上游码标尺的任意位置。游码标尺刻度一般为左右各10大格,每大格相当于1毫克。大格中又分为若干小格。例如,游码放在右边梁上4.4处(图3-4),则相当于右盘中加重了0.0044克(4.4毫克)的砝码。
3.分析天平的使用方法
(1)零点、平衡点的测定，当天平两边载重相差很小时,将天平梁悬起,指针开始左右摆动，由于摩擦及空气阻力,摆动渐渐减小,最后指针停止不动,此时指针所指的刻度,即为平衡，点。天平完全不载重(两边都是空盘)时的平衡点叫做零点平衡点和零点不一定正好在标尺的中心。
如果要等指针的摆动自然静止，一般需要相当长的时间，因此，往往是通过指针摆动的刻度来计算平衡点(或零点)的。计算的方法如下:连续读取三次(也有读取五次)刻度数据(当天平梁悬起后,起初两次摆动可能不准确,故最好从第三次摆动开始记录。指针的摆幅不要太小,也不要太大,最好在指针标尺的5或15刻度附近),分左右两边记录下来,取各边刻度的平均值,再求两边的平均值,即为平衡点。
左 右
14.4 5.0
5.3
-------------------
平均10.3÷2=5.2
平衡点14.4+5.2=9.8
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2
由于零点有时会发生改变,所以在每次称量前必须先测定零点[注2].
[注1]有些天平的指针标尺刻度是以中心处为“0”的,左右两边各10格。记录时可用负值表示左边的刻度,用正值表示右边的刻度。
[注2]天平的零点最好在10附近,一般应在8~12之间。若零点偏离10太远,可用天平梁上的平衡调节螺丝调节之。但初学者应报告指导教师,由教师来调节,不要自己动手,以免损坏天平天。
(2)物体的称重
(a)先将待称的物体在台天平上粗略称量一下,然后打开天平的侧门,将物体放在左盘的中央,摄取相当重量的砝码放在右盘的中央。
(b)用左手慢慢地将升降枢向右转动(在整个称量过程中左手不应离开升降枢),观察指针偏向情况。如果指针偏左,表示砝码偏重;
应即慢慢地将升降枢向左转回,休止天平(必须先休止天平,再取砝码;否则天平将剧烈摆动,会损坏刀口)。从天平上取下砝码,并依次放置较轻的砝码。如果指针偏右,表示砝码较轻;休止天平,再加一较轻的砝码。依法称重,直到使用0.01克(10毫克)砝码后,即可用游码。根据指针摆动情况,移动游码位置(每次移动前,必须休止天平),直到平衡点与零点基本上重合(完全重合很难办到,且不必要)。例如,相差在1或2刻度以内,表示重量相差甚微(一般约相当于十分之几毫克),可略而不计[注].
[注]若有要求时,1毫克以下的重量可由天平的灵敏度来计算。天平的灵敏度是指多加1毫克砝码所引起的针偏斜的程度,以格·毫克1或毫克·格1表示。例如,天平的零点为9.8,用游码增加1毫克重量时的平衡点为13.1,则天平的灵敏度等于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)之间。天平载重时灵敏度稍有降低。现举例说明由载重时灵敏度计算所称物体的重量。
天平的零点: 9.8
码的重量: 14.534克 平衡点: 11.9
14.533克 8.8
载重时灵敏度: 11.9-8.8=3.1(格·毫克-1)
物体的重量： 14.533(克)+9.8-8.8(毫克)=14.5333(克)
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3.1
(c)根据砝码盒的空位置,记下砝码重量,并加上游码所指的重量,即得两者所指的总重量。后将砝码取出,逐一校对所记录的数字，同时放回盒中原来位置再校对游码所指的重；再校对游码所指的重量,将游码挂起(或放回盒中原来位置)。
4.分析天平的使用规则
(1)一切操作都要细心,要轻拿轻放,轻开轻关。
(2)不要移动天平位置。如果天平发生故障,必须请指导教师帮助修理。
(3)绝不可使天平载重超过限度(一般为100克)不能在天平上称热的或散发腐蚀性气体的物质。不可将药品直接放在天平盘上,必须放在称量瓶、表面皿或其他容器中称量。
(4)无论将物体或砝码(或游码)放在天平盘(或天平梁)上或者取下时,必须将天平梁架稳,休止天平。绝对禁止在天平能摆动时取放物体或砝码(或游码)。
(5)禁止用手拿取砝码和游码,一定要用镊子取放,完成称量后必须放回盒中原来位置。两盒砝码不可混用。
(6)当天平两边重量接近相等时,必须在天平门完全关闭后,再转动升降枢进行称量。
(7)称量完毕后要罩好天平罩。
(8)必须立即将称量结果记在记录本或实验报告上,不可记在零星纸上,以免遗失。
5.其它类型的天平
(1)阻尼天平(图3-6)这种天平与前面介绍的摇摆天平只有一个差别的地方。阻尼天平两端的(吊耳)下各挂着一副铝盒,内外盒刚好套入并保持一个小的间隙这一装置叫做阻尼器，又称制摆器。当天平摆动时,由于盒内空气的阻力,促使天平很快停止摆动。此时,指针在标尺上所的刻度即为零点或平衡点,这样就缩短了称量时间.
(2）电光天平(图3-7)使用电光天平进行称量比使用阻尼天平更为方便,这种天平除了有阻尼器外,还有一个光学投影装置和一组加砝码的装置。称量时接通电源,光源产生的光学系统投影到投影屏（图3-7中12)上。投影屏是一块毛玻璃片,从投影屏上可以观察到微量标尺的刻度,标尺刻度代表重量,每一大格代表1毫克,每1小格代表0.1毫克，因此可以直接从投影屏上读出0.1~10毫克以内的重量值.
电光天平的1克以下的砝都是环形的,叫做环码。使用时动指数盘旋钮(图3-7中8），可将环码加到承受架上，所加环码的重量可以直接在指数盘上读出。
四、分析天平的实验内容
1.天平零点的测定
按前面3(1)中所述的方法进行。
2.镁条的称量
从干燥器(干燥器的使用方法参看18页)中取出一段镁条(表面应呈白色光亮,如发暗,应先纸将暗色的氧化皮擦去)。将镁条放在表面皿中,一起放在台天平盘上估计一下重量。然后放在分析天平盘上用减量法称重:先称出镁条连同表面皿的总重量(A),取出镁条,放在一开的蜡光纸上[注],再称表面皿的重量(B）。两次所称重量之差(A-B)即为镁条的重量。称得的条重量应在0.0300~0.0400克之间。
[注]用蜡光纸将已称重的镁条包好,写上班级、姓名和所称重量,交给指导教师保存,以供实验四中应用。
3.草酸的称量
(1)计算配制100毫升0.1000N草酸溶液所需H2C2O4.2H2O的重量作为称量的依据(应在实验前预先算好,若配制的浓度不必恰为0.1000N,则实际称量可略大于或小于此计算量)。
(2)从干燥器中取出盛有草酸的称量瓶,可先用台天平称量(估计一下重量)然后用分析天平按照计算所需草酸重量用减量法称重先称出草酸连同称量瓶的总重量(A),然后揭开称量瓶盖子,在一准备好的清洁的盛放容器上慢慢地转动称量瓶,或用称量瓶的盖子轻轻敲击称量瓶,使草酸慢慢地倒入该容器中[],再称出剩余草酸连同称量瓶的重量(B)。两次所称重量之差(A-B)即为倒出草酸的重量。应称量到小数点后第四位。[注]已称重的草酸需妥为保存。若盛放的容器不够,可用蜡光纸将草酸包好,写上班级、姓名和所称重量,交给指导教师保存,以供实验六中应用。
五、实验前准备的思考题
(1)天平的零点和平衡点有何区别?它们是怎样测定的?
(2)称量时,如果天平指针偏向左方,需要加砝码还是减砝码?如果偏向右方,需要加砝码还是减砝码?为什么?
(3)在放置待称物体或加减砝码、移动游码时,为什么必须先休止天平?
(4)使用砝码有哪些应注意之处?
(5)用游码称重时,游码是否可以放在游码标尺刻度零的左面?为什么天？
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