实验资料 分析天平使用方法

实验资料 分析天平的使用实验目的1、了解分析天平的构造及性能2、掌握分析天平正确的使用方法。实验原理1、构造原理 分析天平是根据杠杆原理制成的。它相当于一个等臂的第一类杠杆， 支点在正中（玛瑙刀口向下，如图 6-2）。若在天平左盘内放一质量为 m1 的物体，为使天 平横梁维持其原来的平衡位置，必须在右盘内加一质量为m2的砝码。设横梁左右两臂的长 分别是L和L2,左右两盘所受的力分别为耳和F2。当达到平衡时，力矩相等：F1L1=L2 F2由于天平是等臂的，即L1=L2，因此平衡时，力矩相等：F1= F2F= mlg =F2=叫g （g为重力加速度）的关系，所以ml =叫，从砝码的质量就可以知 道被称物的质量。在分析工作中，通常习惯所说的称量某物体的“重量”，实际是质量。这里 需要加以注意。AL1 12PZVBcQF图 6-2 等臂天平原理2、半机械加码双盘电光分析天平的结构半机械加码双盘电光分析天平的结构如图6-3。（1）横梁 它是天平的主要部件。多用质轻坚固、膨胀系数小的铝铜合金制成，起 平衡和承载物体的作用。梁上装有三个棱形的玛瑙刀，其中一个装在正中的称为中刀或支点 刀，刀口向下，另外两个与中刀等距离地分别安装在梁的两端，称为边刀或承重刀，刀口向 上，三个刀口必须完全平行位于同一水平面上。在两端的两个边刀上分别挂有吊耳，下面挂 有称盘。通常在左盘放称量物，右盘放砝码。称盘和吊耳之间装有空气阻尼器，阻尼器的内筒稍小，正好套入外筒，并保持两者间隙 均匀，不发生摩擦。当天平摆动时，筒内外空气运动的摩擦阻力使横梁在摆动12个周期 后迅速停下来，便于读数。在天平横梁中央上方装有重心调节螺丝，用它上下移动可改变横梁重心位置，用于调整 天平的灵敏度。重心在天平出厂时就已调整好了，使用时不应随便移动。横梁左右两边对称 孔内装有平衡螺丝，用以调节天平空载时的平衡位置（即零点）。（2）立柱位于天平正中，柱的上方嵌有玛瑙平板（刀承），用于称量时支持梁的中刀。称量时，轻轻打开升降钮（向右旋转），此时天平梁和吊耳下降，三棱玛瑙刀与刀承 相接触，同时托盘（位于天平盘的下面，装在天平底板上）下降，天平梁自由摆动。当关闭 升降旋钮时（向左旋转），天平梁及吊耳上升，玛瑙刀和刀承离开，同时托盘上升托住称盘， 使天平处于休止状态。天平两端负荷未达到平衡时，不可全开天平，因为那样天平横梁倾斜 太大，吊耳易脱落，使刀子受损。图 6-3 半机械加码双盘电光分析天平结构1、 横梁 2、平衡螺丝 3、吊耳 4、指针 5、支点刀 6、天平箱 7、圈形砝码 8、指数盘9、支刀销 10、折叶 11、阻尼器 12、投影屏 13、称盘 14、托盘 15、螺旋脚 16、垫脚 17、调零杆 18、升降旋钮 19、立柱玛瑙刀口的锋刃程度直接影响天平的质量，所以在使用天平时应特别注意保护刀口。在 不使用或取放称物、加减砝码时，必须关闭升降旋钮，使天平梁托起，刀口和刀承分开，以 免磨损刀口。立柱后上方装有水平泡，借底板下前两个水平调整螺丝脚使天平放置水平。（3）天平箱 为了保护天平免受灰尘、热源、水蒸汽、气流、人的呼吸等因素的影响 将天平安装在木框镶玻璃的箱内。天平箱左门供取放称物，右门供取放砝码，前门是为安装 维修和清洁天平用。箱下装三只脚，前面两只是供调整天平水平位置的螺旋脚，三只脚都放 在垫脚中。箱座下还装有调屏拉杆，用以微调零点。在天平箱的右上方是圈码指数盘，转动时可往梁上加10990 毫克的砝码。指数盘上刻 有圈码质量的数值，分内、外两圈。内圈由1090 毫克组合，外圈由100900毫克组合。天平达平衡时，可由内外圈对准刻线的数字读出圈码的质量（图6-4）。其读数方法见 【附二】。图 6-4 圈码指数盘仪器材料和试剂药品仪器材料：TG-328G型半机械加码电光天平，台秤，称量瓶，锥形瓶试剂药品： NaCl实验内容检查天平各部件是否处于正常状态，砝码是否齐全。用软毛刷轻扫称盘及天平箱内的灰 尘。1、直接称量法练习 （1）调整天平零点。（2）取一洁净的称量瓶，先粗称其质量，然后放在分析天平上准确称其质量，记录称 量值。调整天平零点后，将被称物放在秤盘上，直接称量其重量。称量时不得用手直接取放被称物，可戴干净的手套、用纸条包住或用镊子取放。2、减量称量法练习 用减量法称取NaC13份，每份约0.3g。（1）取一洁净空称量瓶，装入适量NaCl，准确称其总质量（先粗称，然后精称），记 下称量的数值 Wi。（2）将称量瓶中的NaCl小心倒出0.3g于1号锥形瓶中（注意编号），准确称量其质 量，记下称量值为 W2。(3)重复上述2操作，分别称得第2份、第3份NaCl，分别记录称量值W3、W4， 这样可连续称取多份试样。实验结果1、数据记录减量法称量记录测定次数IIIIIIW1W2W3称量瓶+ NaCl(g)23W2W3W4称取 NaCl(g)J2、计算结果第 1 份 NaCl 重量( g) =W1-W2第 2 份 NaCl 重量(g) = W2 -W3第 3 份 NaCl 重量( g) =W3-W4注意事项1、实验前，必须认真预习本实验【附一】及【附二】的有关内容，严格遵守天平的操作规程。2、天平出现故障或调不到零时，应及时报告指导教师，不要擅自处理。思考题1、为什么开启天平后，不能在称盘上取放被称物或加减砝码？2、在砝码和称量物的质量相差很悬殊时，为什么不能完全打开升降旋钮？3、称量时，如果天平指针偏向左方，需要加砝码还是减砝码？为什么？如果天平指针偏向右方，需要加砝码还是减砝码？为什么？【附一】分析天平的使用方法一、双盘半机械加码电光天平的使用方法1、准备工作( 1)取下防尘罩，折好放在天平箱上。检查天平是否处于水平，各部件是否正常。如 天平指针摆动是否正常(开启天平观察)，吊耳是否脱落，圈码指数盘是否都在“0”位置， 砝码是否齐全等。用软毛刷轻扫秤盘上的灰尘。( 2)接通电源，检查光学读数系统是否有故障，如投影屏是否明亮，标尺影像是否清 晰，慢慢开启天平观察标尺刻线移动是否平稳等。2、调整零点(校正零点) 开启天平后，当标尺静止时，如果投影屏中间的标线与标 尺上的“0”线不重合，可拨动调零杆，使屏中的标线正好重合在标尺的“0”线上，即为调整好 零点。若用调零杆调不到零点，则应关闭天平，通过调节横梁上的平衡螺丝(由教师操作)， 调节横梁的平衡位置后，再开启天平，拨动调零杆至调定零点。3、称量 先将被称物在台秤上粗称其重量（粗称值取至以克为单位的小数点后一位）， 然后再用分析天平精称。推开天平的侧门，将被称物放在天平左盘上，根据粗称的数据在天 平右盘上加放相应的砝码至克位，再转动圈码指数盘，加上相应的百毫克圈码。半开天平（稍 稍转动升降旋钮，能看到指针偏移的方向即可），观察指针偏移或投影屏上标尺移动的方向 （若指针向左偏，标尺向右移，表示砝码量重，反之，则砝码量轻），以判断是否需要增减 圈码或砝码。当百毫克组圈码调定后，再调整十毫克组圈码。调整至天平在10mg以内平衡 时，关闭两侧天平门，完全开启天平，准备读数。在称量过程中，调整砝码或圈码时，只能 半开天平，避免横粱过度倾斜，损坏玛瑙刀或导致吊耳脱落。4、读数 待投影标尺停稳后即可读取称量数值。被称物的重量等于右盘所加放的砝码、 指数盘所指示的圈码总量及标尺读数（标尺刻线与屏幕中标线重合的位置）的总和。图 6-5 转动微读手钮前的刻线位置图 6-6 转动微读手钮后的读数5、复原 称量记录读数后，随即关闭天平。将砝码放回砝码盒内，并将圈码指数盘退 到 “000”位，取出被称物，关团两侧门，切断电源，罩上防尘罩。二、单盘电光天平的使用方法1、准备工作 打开防尘罩，折平后放在天平顶罩上。接通电源，将电源开关向上扳。 检查天平是否处于水平，各读数窗口是否都为零，天平秤盘是否清洁。做好称量前的准备。2、调整零点 开启天平，当投影屏上标尺停稳后，若标尺“00”线不在投影屏夹线中间， 则应调整零调手钮，使标尺上的“00”线位于夹线正中，即已调定零点，关闭天平。若使用零 调手钮，未能调定零点，可通过调整平衡螺丝，再调定零点。（调整平衡螺丝：当标尺“00” 线位于夹线上方，表示横梁后端偏重，应逆时针转动平衡螺丝；反之则顺时针转动平衡螺丝）。 调整零点后，在称量过程中不能再转动零调手钮。3、称量 推开天平侧门，将被称物放在秤盘中，关好侧门。将停动手钮向后转动约 30，此时天平处于半开状态（勿用力转动手钮，以免破坏“半开”位置），调整砝码，预称 被称物的重量。调整砝码时，先转动1090g减码手轮，当转动至某一数值，屏中标尺刻线 向上移动并出现负值时，表示减去砝码数过大，应退回一个数值（例如左边第一个读数窗口 的数字由2退为1）,依次再转动19g减码手轮和0.10.9g减码手轮，待三组砝码调定， 慢慢转动停动手钮，将天平由半开状态转至全开，当标尺停稳后，即可读数。4、读数 被称物的重量可以从读数窗口、投影屏以及微读数字窗口所显示的数字直接当投影屏上标尺的某一刻线恰好处于投影屏夹线正中时所指示的数字，为投影屏上的读 数值。若标尺刻线不在夹线正中，即不足标尺刻线一个分度，（如图6-4中的Am为不足标 尺刻线一个分度部分所表示的质量值），则可以转动微读手钮，使离夹线中间最近的下一条 标尺刻线，上移至夹线正中，以读取微读数字窗口所显示的 Am 值。图 6-5 中的读数应为 27.7824（ g）。5、复原 记录称量读数后，随即关闭天平，取出被称物，关好天平侧门，将减码手轮 微读手钮转至零位，将电源开关扳至水平位置，切断电源，盖上防尘罩。在称量过程中，应正确使用电源开关及停动手钮。电源开关可扳动至上、中（水平）、 下三个位置。上：天平“全开”或“半开”时光源灯亮，关天平时，光源灯灭；中：电源不接通； 下：光源灯常亮，用于天平维修。停动手钮可转动至前、中、后三个位置。前-全开大平， 进行读数；中：关闭天平，取放被称物或减码；后：半开天平，进行减码。【附二】分析天平的使用规则和称量方法一、分析天平的使用规则 分析天平有其特定的计量性能，为了保证分析天平的精度，获得准确的称量结果，应严 格遵守分析天平的使用规则。1、开关天平侧门，取放被称物、加减砝码或圈码时，动作应轻、缓、稳。避免用力过 大，损坏天平部件。2、样品不能直接放在秤盘上称量。吸湿性和挥发性强的物体必须放在密闭的容器内进 行称量，以免腐蚀天平部件。3、不能将过热或过冷的物体放在天平内称量，应使物体的温度与天平室内温度一致后， 方可称量。4、被称物及砝码应放在秤盘正中。称量重量不得超过天平的最大载荷。5、保持砝码的清洁和完整，砝码除了放在砝码盒内或使用时放在秤盘上外，不得放在 其他任何地方。6、开启天平后，绝对不能在天平上取放被称物，加减砝码或圈码，以免吊耳脱落、横 梁倾斜、玛瑙刀口损坏。7、调整零点、记录称量读数后，应随即关闭天平。8、称量完毕，应将大平复原。二、分析天平的称量方法 使用分析天平称量，可根据被称物的不同性质，采用相应的称量方法。常用的称量方法 有直接称量法、固定量称量法及减量称量法。1、直接称量法直接称量法适用于称量洁净干燥的器皿、块状的金属及不易潮解或升华的整块固体试样。调整天平零点后，将被称物放在秤盘上，直接称量其重量。 称量时不得用手直接取放被称物，可戴干净的手套。用纸条包住或用镊子取放。 2、固定称量法（增量法）当需要称取某一准确重量的试样时，可用增量法称量。用金属镊子将清洁干燥的容器（如小烧杯，小表面皿等）放到秤盘上，准确称其重量， 记下读数。然后把所需称取试样量的砝码加上（对于单盘天平则是减去砝码），此时砝码的 总数是容器加试样的总重量。再用小牛角勺在容器中逐渐加试样，至接近所需称量的试样量 时，半开天平，进行称量。直到所加试样只差极小量即达到平衡时，再全开天平，极小心地 添加试样（用左手持盛有试样的牛角勺，在容器上方约23cm处，用左手拇指中指及掌心 拿稳牛角勺，以食指轻轻敲牛角勺柄，使勺内的试样缓慢地抖入容器中）。这时既要注意牛 角勺，又要观察投影屏中标尺的移动。待标尺刻线正好移至所需要的数值时，立即停止抖入 试样，即此称量完毕。若不慎抖落的试样过量，则只能关闭天平，用牛角勺取出过量的试样，再按上述操作直 至符合指定重量为止。此法适于称取不易吸湿、在空气中性质稳定的粉末状物质。在分析化学实验中，当需要 用直接配制法配制指定浓度的标准溶液时，通常用此法来称取基准物。3、减量称量法减量称量法称取试样的量是由两次称量之差求得的。用此法称量的试样，应盛放在称量瓶内。称量瓶是具有磨口玻璃塞的容器。使用前必须 洗净烘干，在干燥器内冷却至室温。洗净烘干后的称量瓶不能直接用手拿取，不能放在不干 净的地方，以免沾污称量瓶。取出称量瓶后，将适量试样（应比所需称取的试样量稍多些） 装入称量瓶内，盖上瓶盖，用干净的纸折成纸条套住称量瓶，将称量瓶放在秤盘上，称出称 量瓶加试样的准确重量，记下称量的数值Wig，仍用纸条套住称量瓶，将其从秤盘上取出， 右手用一洁净小纸片包住瓶盖柄，在接收容器（如锥形瓶，烧杯）上方打开瓶盖，慢慢倾斜 称量瓶身，用瓶盖轻轻敲瓶口上部，使试样缓缓落人容器中。直到倒出的试样接近所需要的 试样量时，边敲边慢慢竖起称量瓶，使粘附在瓶口的试样落入容器或落回称量瓶中，再盖好 瓶盖。把称量瓶放回秤盘上，准确称量其重量为W2g，记下第二次称量值。两次称量差值， 就是所称取的试样重量，重复以上操作，可称得W3g、W4g，这样可连续称取多份试样。第1份试样重量（g） =Wi-W2第2份试样重量（g） = W2 -W3 称量时注意：若第一次倒出的试样量不够时，可重复上述操作，再倒出适量试样，至符 合称量范围。但称取一份试样，最好在一、二次内倒出所需量，若倒出次数过多，因试样吸 潮，容易引起误差。如倒出的试样大大超过所需数量时，只能弃去，重新称量。此法适于称量易吸湿、易氧化和易与 CO2 反应的物质。称量时不必调整零点，称量快 速、准确。在分析化学实验中，常用来称取基准物和待测样品，是最常用的一种称量方法。 但此法不宜称取指定重量的样品。