分析天平與稱量方法

關(guān)于分析天平與稱量方法第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日分析天平的稱量原理和分類天平根據(jù)杠桿原理設(shè)計。分析天平的天平梁起杠桿作用，三個瑪瑙刀口是支點B與力點A和C，P、Q是兩個力點所受的力。若P代表物體的質(zhì)量，Q代表砝碼的質(zhì)量，因為天平梁兩臂是等距離的，即AB=BC。則天平達(dá)到平衡狀態(tài)時，P=Q，砝碼的質(zhì)量即是物體的質(zhì)量。ABCPQ一、分析天平的稱量原理第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日二、分析天平的分類（一）按天平的結(jié)構(gòu)分類分析天平機械天平電子天平等臂天平不等臂天平阻尼雙盤天平電光機械加減碼天平單盤天平頂部承載式底部承載式第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日（二）按天平精度分類

準(zhǔn)確度級別最大載荷與檢定標(biāo)尺間隔之比

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第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.分析天平的種類

常用的分析天平有半機械電光分析天平、全機械電光分析天平。此類天平習(xí)慣上稱為萬分之一天平，可以準(zhǔn)確稱量至0.1mg（萬分之一克），最大載荷200g。第五頁，共三十六頁，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，共三十六頁，2022年，8月28日3.基本構(gòu)造（以半機械天平為例）1.橫梁2.掛鉤

3.阻尼器4.稱盤5.托盤6.開關(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，共三十六頁，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三棱形的瑪瑙刀，一個裝在正中稱支點刀，刀口向下，天平啟動后作為支點（圖B點）；另外兩個與支點刀等距離地分別安裝在梁的左右兩端，稱為邊刀，刀口向上。這三個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量準(zhǔn)確度。(1)天平梁：ABCPQ第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日(2)平衡螺絲：天平梁上部兩端各裝有一個，用來調(diào)節(jié)天平的零點。(3)重心螺絲：天平梁背面的螺桿上，上下移動用于調(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)天平擺動時，指針隨著擺動。指針下端裝有標(biāo)尺，標(biāo)尺位置可通過投影屏讀出，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)天平擺動時，指針隨著擺動。指針下端裝有標(biāo)尺，標(biāo)尺位置可通過投影屏讀出，從而確定天平梁的平衡位置。(5)吊耳和天平盤：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螺絲凹槽。(6)空氣阻尼器：兩個套在一起的圓筒，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。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，共三十六頁，2022年，8月28日支點刀邊刀天平梁感量螺絲平衡螺絲第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日(7)天平盤托：位于天平盤下面，裝在天平底板上。天平不用時，盤托升起把天平托住。(9)升降旋鈕（升降樞）：連接著托葉和盤托，是控制天平工作狀態(tài)和休止?fàn)顟B(tài)的旋鈕，也就是天平的開關(guān)。使用天平時，旋轉(zhuǎn)升降旋鈕，降下托葉，三個瑪瑙刀口與相應(yīng)的瑪瑙平板接觸，同時盤托落下，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圓柱，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，共三十六頁，2022年，8月28日(10)圈瑪指數(shù)盤：轉(zhuǎn)動圈瑪指數(shù)盤可往天平梁上加砝碼。全自動天平的砝碼都是通過指數(shù)盤添加，半自動天平1克以下的砝碼（又稱為圈瑪）由指數(shù)盤添加。指數(shù)盤上刻有圈瑪?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，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)點后的第一、二位。第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日(11)砝碼盒：半自動天平1克以上的砝碼從砝碼盒中夾取，每盒砝碼有100g1個，50g1個，20g2個，10g1個，5g1個，2g2個，1g1個。(12)投影屏：又稱光幕，位于天平指針下端標(biāo)尺前，其上有一豎線，稱為標(biāo)線。稱量時接通電源后，光源產(chǎn)生的光透過指針下端的標(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。稱量達(dá)到平衡狀態(tài)時，投影屏上的標(biāo)線必定與刻度尺的某一刻度線重合，此位置稱為“停點”，讀數(shù)為*.*mg。所以從投影屏可以確定物體質(zhì)量小數(shù)點后的第三、四位。第十三頁，共三十六頁，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，共三十六頁，2022年，8月28日二、分析天平的計量性能（一）靈敏性（二）穩(wěn)定性與示值變動性（三）正確性第十五頁，共三十六頁，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上增加lmg質(zhì)量時，天平指針平衡點移動的格數(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)生一個分度（小格）的變化所相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，單位是毫克/小格。對于同一臺天平，分度值（S）與靈敏度（E）互為倒數(shù)關(guān)系：

第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日影響天平靈敏度的因素有如下幾點。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)量及重心至支點的距離成反比，與天平臂長成正比。天平的靈敏度(E)與天平的臂長(L)、天平擺動部分的質(zhì)量(m)、支點到重心間的距離(h)等有關(guān)，②瑪瑙刀口接觸點的質(zhì)量。天平的靈敏度與3個瑪瑙刀口接觸點的質(zhì)量有關(guān)，刀口棱邊鋒利、瑪瑙刀承表面光滑、兩者接觸時摩擦小．則靈敏度高。③載荷。載荷時一般天平臂微下垂,以致天平臂的實際長度減小，同時使梁的重心下移，所以載荷后天平靈敏度會降低。天平的靈敏度低，稱量誤差大；而靈敏度過高，會使天平的穩(wěn)定性變差，延長到達(dá)平衡的時間，不利于稱量,因此天平的靈敏度應(yīng)適當(dāng)。第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日（二）穩(wěn)定性與示值變動性穩(wěn)定性指天平受到擾動后，能自動回到初始平衡位置的能力。變動性指天平在相同條件下。多次稱量同一物體，所得稱量結(jié)果的一致程度。示值變動性是指天平空載或載重后，在不改變天平狀態(tài)的情況下，多次開閉天平，天平平衡位置的重現(xiàn)性。第十八頁，共三十六頁，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。對雙盤等臂天平而言，通常用橫梁的“不等臂性誤差”來表示。對單盤天平和電子天平來說，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，共三十六頁，2022年，8月28日第三節(jié)分析天平的使用規(guī)則和稱量方法一、稱量的一般程序（1）取下天平布罩并折疊整齊，放在天平箱后方的臺面上接通電源。（2）一般性檢查。檢查天平的各個部件是否正常，如橫梁、吊耳的位置，砝碼和環(huán)碼的數(shù)目和位置指數(shù)盤是否指在零位等。檢查天平盤與低板是否清潔，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)全面檢查天平的計量性能。第二十頁，共三十六頁，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，共三十六頁，2022年，8月28日(3)檢查平調(diào)節(jié)天平的零點。

接通電源，旋轉(zhuǎn)升降旋鈕，調(diào)節(jié)零點調(diào)節(jié)桿，使小標(biāo)尺0.00與投影屏的刻線重合，零點即調(diào)好。相差較大時，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，共三十六頁，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，增加砝碼后再稱量。標(biāo)尺緩慢移動，全開天平，待平衡時即可讀數(shù)。轉(zhuǎn)動圈碼時，關(guān)閉天平。(4)稱量

左物右碼，緩慢開動（半開天平）升降旋鈕，觀察投影屏：第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日讀數(shù)時：紀(jì)錄值保留到小數(shù)點后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，共三十六頁，2022年，8月28日(5)稱量結(jié)束后應(yīng)關(guān)閉天平，取下被稱物和砝碼,指數(shù)盤歸零，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，切斷電源，罩好天平罩，將坐凳放回原位，在使用記錄上登記， 請指導(dǎo)老師檢查后，方可離開天平室。第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日二、分析天平的使用規(guī)則（1）每臺天平有一盒固定的法碼，不得換用，取放砝碼時不能用手拿，必須用鑷子夾取。砝碼只能放在砝碼盒或天平盤上。試加砝碼時要遵循“先大后小，中間截取”的原則。轉(zhuǎn)動指數(shù)盤時，動作不要太快，要逐擋進(jìn)行加減，以防止環(huán)碼脫落或錯位，所取數(shù)字應(yīng)正對標(biāo)線。（2）天平的計量想能與刀口的鋒利程度關(guān)系極為密切，在使用天平的過程中，應(yīng)特別注意保護(hù)瑪瑙刀口和刀承。（3）過冷、過熱的物品不能直接在天平上稱量，以免引起天平箱內(nèi)空氣對流或使水汽凝結(jié)在物品上，指響準(zhǔn)確稱量。經(jīng)過干燥或燒的物品，必須放在干燥器內(nèi)冷卻至室溫后方可稱量。（4）稱量時不要使用前門，以免呼出的氣流、二氧化碳、水蒸氣影響稱量。讀數(shù)時應(yīng)關(guān)閉天平兩邊的側(cè)門以免空對流，指響讀數(shù)的準(zhǔn)確性。

第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日（5）化學(xué)試樣和試劑不得直接放在天平盤上，必須放在干凈潔凈的容器中稱量。具有吸濕性，揮發(fā)性或腐性的藥品應(yīng)加蓋密閉后再稱量。（6）為了減小誤差，同一次實驗所有稱量，必須使用同 一臺天平，同一盒砝碼，對于面值相同的砝碼，應(yīng)盡可能使用同一個砝碼。（7）稱量時，砝碼及被稱物應(yīng)放在天平盤的中央，被稱物的質(zhì)量不的超過天平的最大載荷，體積與長度也不能太大。（8）稱量過程中如發(fā)生故障，應(yīng)立即停止操作，并向教師報告， 不準(zhǔn)自行處理。（9）天平長期不用或搬動時，應(yīng)將橫梁取下，取下橫梁時 應(yīng)注意保護(hù)刀口。第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日三、分析天平的稱量方法1.直接稱量法2.差減稱量法3.固定質(zhì)量稱量法第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日1、直接稱量法對某些在空氣中沒有吸濕性的試樣、金屬或合金等，可以用該法稱量。

2、減重稱量法兩次稱量之差而求得的。該法測定時不用測天平的零點，可連續(xù)稱量若干份樣品。節(jié)省稱量時間。當(dāng)被稱物易吸水，易氧化或易與二氧化碳反應(yīng)時，則必須采用此方法稱取。稱量方法：所稱樣品的質(zhì)量用Δw表示。

第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日w1=m(稱量瓶)+m1(藥品)傾倒w2=m(稱量瓶)+m2(剩余藥品)Δw1=w1-w2w3=m(稱量瓶)+m3(剩余藥品)Δw2=w2-w3第三十頁，共三十六頁，2022年，8月2