分析天平与称量方法.ppt

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1、第二章 分析天平与称量方法,分析天平的称量原理和分类,天平根据杠杆原理设计。 分析天平的天平梁起杠杆作用，三个玛瑙刀口是支点B与力点A和C，P、Q是两个力点所受的力。 若P代表物体的质量，Q代表砝码的质量，因为天平梁两臂是等距离的，即AB=BC。 则天平达到平衡状态时，P=Q，砝码的质量即是物体的质量。,一、分析天平的称量原理,二、分析天平的分类,（一） 按天平的结构分类,分析天平,机械天平 电子天平,等臂天平 不等臂天平,阻尼双盘天平 电光机械加减码天平,单盘天平,顶部承载式 底部承载式,（二） 按天平精度分类,准确度级别 最大载荷与检定标尺间隔之比 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2、,2.分析天平的种类,常用的分析天平有半机械电光分析天平、全机械电光分析天平。此类天平习惯上称为万分之一天平，可以准确称量至0.1mg（万分之一克），最大载荷200g。,第二节 分析天平的结构和性能,一、分析天平的结构,3.基本构造（以半机械天平为例）,1.横梁,4.称盘,5.托盘,6.开关旋钮,7.避震垫脚,8.光学投 影装置,9.环形砝码,11.砝码,10.吊耳,重要部件，起平衡和承载物体的作用。 梁的中间和等距离的两端装有三个三棱形的玛瑙 刀，一个装在正中称支点刀，刀口向下，天平启动后作 为支点（图B点）；另外两个与支点刀等距离地分别 安装在梁的左右两端，称为边刀，刀口向上。这三个刀 口

3、必须完全平行且位于同一水平面内。刀口的角度和刀 锋的完整程度直接影响天平的称量准确度。,(1)天平梁：,(2)平衡螺丝：天平梁上部两端各装有一个，用来调节天平的零点。 (3)重心螺丝：天平梁背面的螺杆上，上下移动用于调节天平的重心，改变天平的灵敏度和稳定性。 (4)指针和标尺：指针固定在天平梁中央，当天平摆动时，指针随着摆动。指针下端装有标尺，标尺位置可通过投影屏读出，从而确定天平梁的平衡位置。指针和标尺：指针固定在天平梁中央，当天平摆动时，指针随着摆动。指针下端装有标尺，标尺位置可通过投影屏读出，从而确定天平梁的平衡位置。 (5)吊耳和天平盘：吊耳的中间向下的部分嵌有玛瑙平板，与天平梁两端的

4、玛瑙刀口接触。吊耳两端面向下有两个螺丝凹槽。 (6)空气阻尼器：两个套在一起的圆筒，外筒固定在天平柱上，内筒倒挂在吊耳钩上。两圆筒间有均匀的空隙，使内筒能自由上下移动。利用筒内空气的阻力产生阻尼作用，使天平很快达到平衡状态。,支点刀,边刀,天平梁,感量螺丝,平衡螺丝,(7)天平盘托：位于天平盘下面，装在天平底板上。天平不用时，盘托升起把天平托住。,(9)升降旋钮（升降枢）：连接着托叶和盘托，是控制天平工作状态和休止状态的旋钮，也就是天平的开关。使用天平时，旋转升降旋钮，降下托叶，三个玛瑙刀口与相应的玛瑙平板接触，同时盘托落下，天平处于工作状态。,(8)支柱、水平泡和托叶：支柱是金属做的中空圆柱

5、，下端固定在天平底座中央。柱的上方嵌有玛瑙平板，与梁中央的玛瑙刀口接触。,(10)圈玛指数盘：转动圈玛指数盘可往天平梁上加砝码。全自动天平的砝码都是通过指数盘添加，半自动天平1克以下的砝码（又称为圈玛）由指数盘添加。指数盘上刻有圈玛的质量，分内外两层。内层由1090mg组合，外层由100900mg组合。天平达到平衡时，可以由内外层读出圈玛的质量，确定物体质量小数点后的第一、二位。,(11) 砝码盒：半自动天平1克以上的砝码从砝码盒中夹取，每盒砝码有100g 1个，50g 1个，20g 2个，10g 1个，5g 1个，2g 2个，1g 1个。,(12)投影屏：又称光幕，位于天平指针下端标尺前，其

6、上有一竖线，称为标线。称量时接通电源后，光源产生的光透过指针下端的标尺，并经光学放大，投影到屏上。在投影屏上能读出0.110mg范围内的称量读数。,标尺的刻度从0 到 10 mg分为十大格，每一大格，又分10小格，故每一小格 0.1mg。 称量达到平衡状态时，投影屏上的标线必定与刻度尺的某一刻度线重合，此位置称为“停点”，读数为*.*mg。所以从投影屏可以确定物体质量小数点后的第三、四位。,（13） 天平箱 天平箱包括玻璃外罩、底板、天平脚等。,二、分析天平的计量性能,（一） 灵敏性 （二） 稳定性与示值变动性 （三） 正确性,(一)灵敏性 天平的灵敏性用灵敏度(Sensitivity)表示，

7、灵敏度是指在天平的某一盘上增加lmg质量时，天平指针平衡点移动的格数，其单位是小格/毫克。 天平的灵敏性也常用分度值(或称感量)表示。分度值是指使天平平衡位置在微分标尺上产生一个分度（小格）的变化所相当的质量，单位是毫克/小格。 对于同一台天平，分度值（S）与灵敏度（E）互为倒数关系：,影响天平灵敏度的因素有如下几点。 天平本身的结构。天平的灵敏度主要决定于天平本身的结构，天平的灵敏度与天平梁的质量及重心至支点的距离成反比，与天平臂长成正比。天平的灵敏度(E)与天平的臂长(L)、天平摆动部分的质量(m)、支点到重心间的距离(h)等有关， 玛瑙刀口接触点的质量。天平的灵敏度与3个玛瑙刀口接触点的

8、质量有关，刀口棱边锋利、玛瑙刀承表面光滑、两者接触时摩擦小则灵敏度高。 载荷。载荷时一般天平臂微下垂, 以致天平臂的实际长度减小，同时使梁的重心下移，所以载荷后天平灵敏度会降低。 天平的灵敏度低，称量误差大；而灵敏度过高，会使天平的稳定性变差，延长到达平衡的时间，不利于称量, 因此天平的灵敏度应适当。,（二）稳定性与示值变动性 稳定性指天平受到扰动后，能自动回到初始平衡位置的能力。 变动性指天平在相同条件下。多次称量同一物体，所得称量结果的一致程度。 示值变动性是指天平空载或载重后，在不改变天平状态的情况下，多次开闭天平，天平平衡位置的重现性。,（三）正确性 指天平本身的系统误差最小到多大范围

9、的能力。对双盘等臂天平而言，通常用横梁的“不等臂性误差”来表示。对单盘天平和电子天平来说，主要是指天平在不同载荷下所能控制线性偏差在规定范围内的能力。,第三节 分析天平的使用规则和称量方法,一、称量的一般程序 （1）取下天平布罩并折叠整齐，放在天平箱后方的台面上接通电源。 （2）一般性检查。检查天平的各个部件是否正常，如横梁、吊耳的位置，砝码和环码的数目和位置指数盘是否指在零位等。检查天平盘与低板是否清洁，检查天平箱内的硅胶是否失效，检查天平是否处于水平，若不水平用天平脚的升降螺丝调节。如有特别要求，应全面检查天平的计量性能。,看水平： 观察天平柱上方的水平泡，检查天平是否水平，如果不水平，调

10、整螺丝脚。,最好在老师的指导下进行，如果调整不好，可能造成天平倾斜、歪倒。,(3)检查平调节天平的零点。 接通电源，旋转升降旋钮，调节零点调节杆，使小标尺0.00与投影屏的刻线重合，零点即调好。相差较大时，则需关闭天平再调节平衡螺丝。,注意：若小标尺的投影移到尽头，其0.00无法与投影屏刻线重合，则需要调节天平梁上的平衡螺丝,小标尺右移，右侧重,砝码重，关闭升降旋钮，减少砝码后再称量。,小标尺左移，左侧重,迅速左移，砝码轻，关闭升降旋钮，增加砝码后再称量。,标尺缓慢移动，全开天平，待平衡时即可读数。,转动圈码时，关闭天平。,(4)称量 左物右码，缓慢开动（半开天平）升降旋钮，观察投影屏：,读数

11、时：纪录值保留到小数点后4位,待小标尺投影稳定后，可以从投影屏上读出10.0毫克以下质量。 标尺上一大格1毫克，一小格0.1毫克。,读数完后，应立即关闭升降旋钮,(5)称量结束后应关闭天平，取下被称物和砝码,指数盘归零，检查天平各部件是否都在正常位置，做好天平内外的清洁，关好天平门，切断电源，罩好天平罩，将坐凳放回原位，在使用记录上登记，请指导老师检查后，方可离开天平室。,二、分析天平的使用规则 （1）每台天平有一盒固定的法码，不得换用，取放砝码时不能用手拿，必须用镊子夹取。砝码只能放在砝码盒或天平盘上。试加砝码时要遵循“先大后小，中间截取”的原则。转动指数盘时，动作不要太快，要逐挡进行加减，

12、以防止环码脱落或错位，所取数字应正对标线。 （2）天平的计量想能与刀口的锋利程度关系极为密切，在使用天平的过程中，应特别注意保护玛瑙刀口和刀承。 （3）过冷、过热的物品不能直接在天平上称量，以免引起天平箱内空气对流或使水汽凝结在物品上，指响准确称量。经过干燥或 烧的物品，必须放在干燥器内冷却至室温后方可称量。 （4）称量时不要使用前门，以免呼出的气流、二氧化碳、水蒸气影响称量。读数时应关闭天平两边的侧门以免空对流，指响读数的准确性。,（5）化学试样和试剂不得直接放在天平盘上，必须放在干净洁净的容器中称量。具有吸湿性，挥发性或腐 性的药品应加盖密闭后再称量。 （6）为了减小误差，同一次实验所有称

13、量，必须使用同一台天平，同一盒砝码，对于面值相同的砝码，应尽可能使用同一个砝码。 （7）称量时，砝码及被称物应放在天平盘的中央，被称物的质量不的超 过天平的最大载荷，体积与长度也不能太大。 （8）称量过程中如发生故障，应立即停止操作，并向教师报告，不准自行处理。 （9）天平长期不用或搬动时，应将横梁取下，取下横梁时应注意保护刀口。,三、分析天平的称量方法,1.直接称量法 2.差减称量法 3.固定质量称量法,1、直接称量法 对某些在空气中没有吸湿性的试样、金属或合金等，可以用该法称量。,2、减重称量法 两次称量之差而求得的。该法测定时不用测天平的零点，可连续称量若干份样品。节省称量时间。当被称物

14、易吸水，易氧化或易与二氧化碳反应时，则必须采用此方法称取。 称量方法： 所称样品的质量用w表示。,w1=m(称量瓶)+m1(药品),倾倒,w2=m(称量瓶)+m2(剩余药品),w1=w1-w2,w3=m(称量瓶)+m3(剩余药品),w2=w2-w3,称量瓶的拿法 从称量瓶中敲出试样的方法,操作方法：,注：差减法称量时，拿取称量瓶的原则是避免手指直接接触器皿，除用塑料薄膜外也可用洁净的纸条包裹或者用“指套”、“手套”拿称量瓶，以减少称量误差。,3、指定质量称量法 这种方法是为了称取指定质量的试样，在分析化学实验中，当需要用直接法配制指定浓度的标准溶液时，常用此法来称取基准物质。该法只能用来称取在空气中性质稳定，不易吸湿性粉末状试样，不适用于块状物质的称量。,四、注意事项,1.凡是加、减砝码（包括转动指数盘加减圈玛）、取放物体、调节平衡螺丝，都应先使天平处于休止状态。 2.在天平远离平衡状态时，天平不用完全开启；调节零点以及天平接近平衡准备读刻度尺读数时，天平必须完全开启。 3.调节零点、读数时，两侧门必须关闭。 4.转动指数盘时应一档一档缓慢转动。,切记！,5.天平的前门不需打开，只需推动侧门。 6.称量时，左右手配合工作，一手操作升降枢，一手转动指数盘。 7.称量完毕纪录数据后，应将天平恢复称量前的状态。一切归位，等待老师检查。,