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關(guān)于分析天平與稱(chēng)量方法第一頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日分析天平的稱(chēng)量原理和分類(lèi)天平根據(jù)杠桿原理設(shè)計(jì)。分析天平的天平梁起杠桿作用,三個(gè)瑪瑙刀口是支點(diǎn)B與力點(diǎn)A和C,P、Q是兩個(gè)力點(diǎn)所受的力。若P代表物體的質(zhì)量,Q代表砝碼的質(zhì)量,因?yàn)樘炱搅簝杀凼堑染嚯x的,即AB=BC。則天平達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),P=Q,砝碼的質(zhì)量即是物體的質(zhì)量。ABCPQ一、分析天平的稱(chēng)量原理第二頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日二、分析天平的分類(lèi)(一)按天平的結(jié)構(gòu)分類(lèi)分析天平機(jī)械天平電子天平等臂天平不等臂天平阻尼雙盤(pán)天平電光機(jī)械加減碼天平單盤(pán)天平頂部承載式底部承載式第三頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(二)按天平精度分類(lèi)
準(zhǔn)確度級(jí)別最大載荷與檢定標(biāo)尺間隔之比
12345678910
第四頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日2.分析天平的種類(lèi)
常用的分析天平有半機(jī)械電光分析天平、全機(jī)械電光分析天平。此類(lèi)天平習(xí)慣上稱(chēng)為萬(wàn)分之一天平,可以準(zhǔn)確稱(chēng)量至0.1mg(萬(wàn)分之一克),最大載荷200g。第五頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日第二節(jié)分析天平的結(jié)構(gòu)和性能一、分析天平的結(jié)構(gòu)第六頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日3.基本構(gòu)造(以半機(jī)械天平為例)1.橫梁2.掛鉤
3.阻尼器4.稱(chēng)盤(pán)5.托盤(pán)6.開(kāi)關(guān)旋鈕7.避震墊腳8.光學(xué)投影裝置9.環(huán)形砝碼11.砝碼10.吊耳第七頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日重要部件,起平衡和承載物體的作用。梁的中間和等距離的兩端裝有三個(gè)三棱形的瑪瑙刀,一個(gè)裝在正中稱(chēng)支點(diǎn)刀,刀口向下,天平啟動(dòng)后作為支點(diǎn)(圖B點(diǎn));另外兩個(gè)與支點(diǎn)刀等距離地分別安裝在梁的左右兩端,稱(chēng)為邊刀,刀口向上。這三個(gè)刀口必須完全平行且位于同一水平面內(nèi)。刀口的角度和刀鋒的完整程度直接影響天平的稱(chēng)量準(zhǔn)確度。(1)天平梁:ABCPQ第八頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(2)平衡螺絲:天平梁上部?jī)啥烁餮b有一個(gè),用來(lái)調(diào)節(jié)天平的零點(diǎn)。(3)重心螺絲:天平梁背面的螺桿上,上下移動(dòng)用于調(diào)節(jié)天平的重心,改變天平的靈敏度和穩(wěn)定性。(4)指針和標(biāo)尺:指針固定在天平梁中央,當(dāng)天平擺動(dòng)時(shí),指針隨著擺動(dòng)。指針下端裝有標(biāo)尺,標(biāo)尺位置可通過(guò)投影屏讀出,從而確定天平梁的平衡位置。指針和標(biāo)尺:指針固定在天平梁中央,當(dāng)天平擺動(dòng)時(shí),指針隨著擺動(dòng)。指針下端裝有標(biāo)尺,標(biāo)尺位置可通過(guò)投影屏讀出,從而確定天平梁的平衡位置。(5)吊耳和天平盤(pán):吊耳的中間向下的部分嵌有瑪瑙平板,與天平梁兩端的瑪瑙刀口接觸。吊耳兩端面向下有兩個(gè)螺絲凹槽。(6)空氣阻尼器:兩個(gè)套在一起的圓筒,外筒固定在天平柱上,內(nèi)筒倒掛在吊耳鉤上。兩圓筒間有均勻的空隙,使內(nèi)筒能自由上下移動(dòng)。利用筒內(nèi)空氣的阻力產(chǎn)生阻尼作用,使天平很快達(dá)到平衡狀態(tài)。第九頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日支點(diǎn)刀邊刀天平梁感量螺絲平衡螺絲第十頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(7)天平盤(pán)托:位于天平盤(pán)下面,裝在天平底板上。天平不用時(shí),盤(pán)托升起把天平托住。(9)升降旋鈕(升降樞):連接著托葉和盤(pán)托,是控制天平工作狀態(tài)和休止?fàn)顟B(tài)的旋鈕,也就是天平的開(kāi)關(guān)。使用天平時(shí),旋轉(zhuǎn)升降旋鈕,降下托葉,三個(gè)瑪瑙刀口與相應(yīng)的瑪瑙平板接觸,同時(shí)盤(pán)托落下,天平處于工作狀態(tài)。(8)支柱、水平泡和托葉:支柱是金屬做的中空?qǐng)A柱,下端固定在天平底座中央。柱的上方嵌有瑪瑙平板,與梁中央的瑪瑙刀口接觸。第十一頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(10)圈瑪指數(shù)盤(pán):轉(zhuǎn)動(dòng)圈瑪指數(shù)盤(pán)可往天平梁上加砝碼。全自動(dòng)天平的砝碼都是通過(guò)指數(shù)盤(pán)添加,半自動(dòng)天平1克以下的砝碼(又稱(chēng)為圈瑪)由指數(shù)盤(pán)添加。指數(shù)盤(pán)上刻有圈瑪?shù)馁|(zhì)量,分內(nèi)外兩層。內(nèi)層由10~90mg組合,外層由100~900mg組合。天平達(dá)到平衡時(shí),可以由內(nèi)外層讀出圈瑪?shù)馁|(zhì)量,確定物體質(zhì)量小數(shù)點(diǎn)后的第一、二位。第十二頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(11)砝碼盒:半自動(dòng)天平1克以上的砝碼從砝碼盒中夾取,每盒砝碼有100g1個(gè),50g1個(gè),20g2個(gè),10g1個(gè),5g1個(gè),2g2個(gè),1g1個(gè)。(12)投影屏:又稱(chēng)光幕,位于天平指針下端標(biāo)尺前,其上有一豎線,稱(chēng)為標(biāo)線。稱(chēng)量時(shí)接通電源后,光源產(chǎn)生的光透過(guò)指針下端的標(biāo)尺,并經(jīng)光學(xué)放大,投影到屏上。在投影屏上能讀出0.1~10mg范圍內(nèi)的稱(chēng)量讀數(shù)。標(biāo)尺的刻度從0到10mg分為十大格,每一大格,又分10小格,故每一小格0.1mg。稱(chēng)量達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),投影屏上的標(biāo)線必定與刻度尺的某一刻度線重合,此位置稱(chēng)為“停點(diǎn)”,讀數(shù)為*.*mg。所以從投影屏可以確定物體質(zhì)量小數(shù)點(diǎn)后的第三、四位。第十三頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(13)天平箱天平箱包括玻璃外罩、底板、天平腳等。第十四頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日二、分析天平的計(jì)量性能(一)靈敏性(二)穩(wěn)定性與示值變動(dòng)性(三)正確性第十五頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(一)靈敏性天平的靈敏性用靈敏度(Sensitivity)表示,靈敏度是指在天平的某一盤(pán)上增加lmg質(zhì)量時(shí),天平指針平衡點(diǎn)移動(dòng)的格數(shù),其單位是小格/毫克。天平的靈敏性也常用分度值(或稱(chēng)感量)表示。分度值是指使天平平衡位置在微分標(biāo)尺上產(chǎn)生一個(gè)分度(小格)的變化所相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量,單位是毫克/小格。對(duì)于同一臺(tái)天平,分度值(S)與靈敏度(E)互為倒數(shù)關(guān)系:
第十六頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日影響天平靈敏度的因素有如下幾點(diǎn)。①天平本身的結(jié)構(gòu)。天平的靈敏度主要決定于天平本身的結(jié)構(gòu),天平的靈敏度與天平梁的質(zhì)量及重心至支點(diǎn)的距離成反比,與天平臂長(zhǎng)成正比。天平的靈敏度(E)與天平的臂長(zhǎng)(L)、天平擺動(dòng)部分的質(zhì)量(m)、支點(diǎn)到重心間的距離(h)等有關(guān),②瑪瑙刀口接觸點(diǎn)的質(zhì)量。天平的靈敏度與3個(gè)瑪瑙刀口接觸點(diǎn)的質(zhì)量有關(guān),刀口棱邊鋒利、瑪瑙刀承表面光滑、兩者接觸時(shí)摩擦小.則靈敏度高。③載荷。載荷時(shí)一般天平臂微下垂,以致天平臂的實(shí)際長(zhǎng)度減小,同時(shí)使梁的重心下移,所以載荷后天平靈敏度會(huì)降低。天平的靈敏度低,稱(chēng)量誤差大;而靈敏度過(guò)高,會(huì)使天平的穩(wěn)定性變差,延長(zhǎng)到達(dá)平衡的時(shí)間,不利于稱(chēng)量,因此天平的靈敏度應(yīng)適當(dāng)。第十七頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(二)穩(wěn)定性與示值變動(dòng)性穩(wěn)定性指天平受到擾動(dòng)后,能自動(dòng)回到初始平衡位置的能力。變動(dòng)性指天平在相同條件下。多次稱(chēng)量同一物體,所得稱(chēng)量結(jié)果的一致程度。示值變動(dòng)性是指天平空載或載重后,在不改變天平狀態(tài)的情況下,多次開(kāi)閉天平,天平平衡位置的重現(xiàn)性。第十八頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(三)正確性指天平本身的系統(tǒng)誤差最小到多大范圍的能力。對(duì)雙盤(pán)等臂天平而言,通常用橫梁的“不等臂性誤差”來(lái)表示。對(duì)單盤(pán)天平和電子天平來(lái)說(shuō),主要是指天平在不同載荷下所能控制線性偏差在規(guī)定范圍內(nèi)的能力。第十九頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日第三節(jié)分析天平的使用規(guī)則和稱(chēng)量方法一、稱(chēng)量的一般程序(1)取下天平布罩并折疊整齊,放在天平箱后方的臺(tái)面上接通電源。(2)一般性檢查。檢查天平的各個(gè)部件是否正常,如橫梁、吊耳的位置,砝碼和環(huán)碼的數(shù)目和位置指數(shù)盤(pán)是否指在零位等。檢查天平盤(pán)與低板是否清潔,檢查天平箱內(nèi)的硅膠是否失效,檢查天平是否處于水平,若不水平用天平腳的升降螺絲調(diào)節(jié)。如有特別要求,應(yīng)全面檢查天平的計(jì)量性能。第二十頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日
看水平:觀察天平柱上方的水平泡,檢查天平是否水平,如果不水平,調(diào)整螺絲腳。最好在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行,如果調(diào)整不好,可能造成天平傾斜、歪倒。第二十一頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(3)檢查平調(diào)節(jié)天平的零點(diǎn)。
接通電源,旋轉(zhuǎn)升降旋鈕,調(diào)節(jié)零點(diǎn)調(diào)節(jié)桿,使小標(biāo)尺0.00與投影屏的刻線重合,零點(diǎn)即調(diào)好。相差較大時(shí),則需關(guān)閉天平再調(diào)節(jié)平衡螺絲。注意:若小標(biāo)尺的投影移到盡頭,其0.00無(wú)法與投影屏刻線重合,則需要調(diào)節(jié)天平梁上的平衡螺絲第二十二頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日小標(biāo)尺右移,右側(cè)重砝碼重,關(guān)閉升降旋鈕,減少砝碼后再稱(chēng)量。小標(biāo)尺左移,左側(cè)重迅速左移,砝碼輕,關(guān)閉升降旋鈕,增加砝碼后再稱(chēng)量。標(biāo)尺緩慢移動(dòng),全開(kāi)天平,待平衡時(shí)即可讀數(shù)。轉(zhuǎn)動(dòng)圈碼時(shí),關(guān)閉天平。(4)稱(chēng)量
左物右碼,緩慢開(kāi)動(dòng)(半開(kāi)天平)升降旋鈕,觀察投影屏:第二十三頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日讀數(shù)時(shí):紀(jì)錄值保留到小數(shù)點(diǎn)后4位
待小標(biāo)尺投影穩(wěn)定后,可以從投影屏上讀出10.0毫克以下質(zhì)量。標(biāo)尺上一大格1毫克,一小格0.1毫克。讀數(shù)完后,應(yīng)立即關(guān)閉升降旋鈕第二十四頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(5)稱(chēng)量結(jié)束后應(yīng)關(guān)閉天平,取下被稱(chēng)物和砝碼,指數(shù)盤(pán)歸零,檢查天平各部件是否都在正常位置,做好天平內(nèi)外的清潔,關(guān)好天平門(mén),切斷電源,罩好天平罩,將坐凳放回原位,在使用記錄上登記, 請(qǐng)指導(dǎo)老師檢查后,方可離開(kāi)天平室。第二十五頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日二、分析天平的使用規(guī)則(1)每臺(tái)天平有一盒固定的法碼,不得換用,取放砝碼時(shí)不能用手拿,必須用鑷子夾取。砝碼只能放在砝碼盒或天平盤(pán)上。試加砝碼時(shí)要遵循“先大后小,中間截取”的原則。轉(zhuǎn)動(dòng)指數(shù)盤(pán)時(shí),動(dòng)作不要太快,要逐擋進(jìn)行加減,以防止環(huán)碼脫落或錯(cuò)位,所取數(shù)字應(yīng)正對(duì)標(biāo)線。(2)天平的計(jì)量想能與刀口的鋒利程度關(guān)系極為密切,在使用天平的過(guò)程中,應(yīng)特別注意保護(hù)瑪瑙刀口和刀承。(3)過(guò)冷、過(guò)熱的物品不能直接在天平上稱(chēng)量,以免引起天平箱內(nèi)空氣對(duì)流或使水汽凝結(jié)在物品上,指響準(zhǔn)確稱(chēng)量。經(jīng)過(guò)干燥或燒的物品,必須放在干燥器內(nèi)冷卻至室溫后方可稱(chēng)量。(4)稱(chēng)量時(shí)不要使用前門(mén),以免呼出的氣流、二氧化碳、水蒸氣影響稱(chēng)量。讀數(shù)時(shí)應(yīng)關(guān)閉天平兩邊的側(cè)門(mén)以免空對(duì)流,指響讀數(shù)的準(zhǔn)確性。
第二十六頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日(5)化學(xué)試樣和試劑不得直接放在天平盤(pán)上,必須放在干凈潔凈的容器中稱(chēng)量。具有吸濕性,揮發(fā)性或腐性的藥品應(yīng)加蓋密閉后再稱(chēng)量。(6)為了減小誤差,同一次實(shí)驗(yàn)所有稱(chēng)量,必須使用同 一臺(tái)天平,同一盒砝碼,對(duì)于面值相同的砝碼,應(yīng)盡可能使用同一個(gè)砝碼。(7)稱(chēng)量時(shí),砝碼及被稱(chēng)物應(yīng)放在天平盤(pán)的中央,被稱(chēng)物的質(zhì)量不的超過(guò)天平的最大載荷,體積與長(zhǎng)度也不能太大。(8)稱(chēng)量過(guò)程中如發(fā)生故障,應(yīng)立即停止操作,并向教師報(bào)告, 不準(zhǔn)自行處理。(9)天平長(zhǎng)期不用或搬動(dòng)時(shí),應(yīng)將橫梁取下,取下橫梁時(shí) 應(yīng)注意保護(hù)刀口。第二十七頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日三、分析天平的稱(chēng)量方法1.直接稱(chēng)量法2.差減稱(chēng)量法3.固定質(zhì)量稱(chēng)量法第二十八頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日1、直接稱(chēng)量法對(duì)某些在空氣中沒(méi)有吸濕性的試樣、金屬或合金等,可以用該法稱(chēng)量。
2、減重稱(chēng)量法兩次稱(chēng)量之差而求得的。該法測(cè)定時(shí)不用測(cè)天平的零點(diǎn),可連續(xù)稱(chēng)量若干份樣品。節(jié)省稱(chēng)量時(shí)間。當(dāng)被稱(chēng)物易吸水,易氧化或易與二氧化碳反應(yīng)時(shí),則必須采用此方法稱(chēng)取。稱(chēng)量方法:所稱(chēng)樣品的質(zhì)量用Δw表示。
第二十九頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月28日w1=m(稱(chēng)量瓶)+m1(藥品)傾倒w2=m(稱(chēng)量瓶)+m2(剩余藥品)Δw1=w1-w2w3=m(稱(chēng)量瓶)+m3(剩余藥品)Δw2=w2-w3第三十頁(yè),共三十六頁(yè),2022年,8月2
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