分析天平性能的測定

分析天平性能的測定第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夥治鎏炱降臉?gòu)造、原理、使用規(guī)則及注意事項(xiàng)。熟悉電光分析天平的構(gòu)造和砝碼的組合方式。掌握天平的零點(diǎn)的測定方法。學(xué)會天平靈敏度、變動性、偏差的測定。

第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日二、實(shí)驗(yàn)原理天平是根據(jù)杠桿原理制造的。設(shè)有一杠桿為ABC，B為支點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)所受的力分別為Q、P，當(dāng)達(dá)到平衡時，支點(diǎn)兩邊的力矩相等，即： Q×AB=P×BC第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日二、分析天平基礎(chǔ)知識1.實(shí)驗(yàn)原理如果B正好是ABC的中點(diǎn)，則兩臂AB與BC的長度相等。此時若P代表物體的重量，Q代表法碼的重量，當(dāng)天平到達(dá)平衡時，物體的重量即等于砝碼的重量，P=Q。第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日2.分析天平的構(gòu)造

天平梁（橫梁）是天平的主要部件。多用質(zhì)輕堅(jiān)固、膨脹系數(shù)小的鋁合金制作，起平衡和承載物體的作用。梁上有三把棱形瑪瑙刀（支點(diǎn)刀、承重刀）；在使用天平時應(yīng)特別注意保護(hù)天平的刀口勿受損傷。平衡螺絲：在梁的上部兩端各裝有一個平衡螺絲，用于調(diào)節(jié)天平的零點(diǎn)。指針：固定在梁的正中，借于觀察天平梁傾斜的程度，可用于是判斷是否加減砝碼。

第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日微分標(biāo)尺：在指針的正下方，通過投影屏讀出10mg以下的質(zhì)量。天平立柱和水平泡：立柱是金屬做的中空圓柱，下端固定在天平底座中央，支撐著天平梁，在立柱的后面裝有水平泡，借支腳螺絲調(diào)節(jié)使天平放置水平。吊耳：中間面下嵌有瑪瑙平板?！獞覓熳枘崞鲀?nèi)筒、稱盤?？諝庾枘崞鳎河蓛蓚€特制的金屬圓筒構(gòu)成。外筒固定在支柱上，內(nèi)筒比外筒小，兩筒間沒有磨擦，由于盒內(nèi)空氣的阻力，使天平較快地趨于平衡，從而加快稱量速度。升降樞：天平的啟動（開）與休止（關(guān)）的操作是通過升降樞進(jìn)行的。

第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日打開升降樞，降下托梁架（托葉）使三個瑪瑙刀口與相應(yīng)的瑪瑙平板接觸，同時也降下盤托，天平處于擺動狀態(tài)，光源也同時打開，在光屏上可以看到縮微分標(biāo)尺的投影。砝碼、環(huán)（圈）碼、加環(huán)砝旋鈕、投影屏。每臺天平都附有一盒配套的砝碼，砝碼通常采用5、2、2*、1系統(tǒng)的組合（面值相同的砝碼它們之間的質(zhì)量可能有微小的差別）。50g、20g、20*g、10g、5g、2g、2*g、1g。1g以下，10mg以上的量值可通過指數(shù)轉(zhuǎn)盤（環(huán)碼旋鈕）進(jìn)行加減操縱。通過指數(shù)轉(zhuǎn)盤（環(huán)碼旋鈕）帶動操縱桿將環(huán)碼加上或取下，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤的外圈可操縱100mg~900mg，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤的內(nèi)圈可操縱10mg~90mg。1~10mg的讀數(shù)由投影屏讀出，投影屏又稱光幕，把放大了的微分標(biāo)尺景象顯示出來，投影屏座固定在天平底板上，底板下面有一調(diào)零桿，左右撥動可調(diào)整天平零點(diǎn)的位置。

第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日3.天平的精度與級別天平的精度（相對精度）定義為天平的名義分度值與最大載荷的比值。這是因?yàn)樘炱降木炔粌H與它能稱準(zhǔn)的最小質(zhì)量有關(guān)，還與它能稱量的最大質(zhì)量有關(guān)。天平的名義分度值愈小，最大載荷愈大，則天平的精度愈高。如TG—328B型天平，名義分度值是0.1mg，最大載荷是200g，所以精度為1×10-4g/200g=5×10-7（三級天平）。又如TG—429—1型天平精度為1×10-4g/100g=1×10-6（四級天平）。國家計(jì)量部門規(guī)定，單杠桿天平的精度分為10個級別。

第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日天平的級別只與精度有關(guān)。實(shí)際上，同一級別的天平有很多種。同是3級天平，最大載荷可以是50kg、1kg、200g等，它們的分度值分別為25mg、0.5mg、0.1mg等。因此在選取用天平時，不能片地追求精度級別，而要考慮到實(shí)際工作中要求的最大稱量范圍和稱量的準(zhǔn)確程度。例如全載為50kg，分度值為25mg的3級天平對分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是毫無用處的。

第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日4.分析天平的性能1)．天平的靈敏度：天平的靈敏度是指天平的負(fù)荷改變1mg的質(zhì)量時所引起的指針偏轉(zhuǎn)的程度。換一種說法：天平的靈敏度就是天平能察覺出兩盤載重質(zhì)量差的能力。天平的靈敏度高，表示天平感覺能力強(qiáng)，即兩盤載重有微小的差別時，天平也能察覺出來。所以靈敏度也可以用感量（或分度值）來表示。

第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日2)影響天平靈敏度的因素影響天平靈敏度的因素：α=L/Wd(p+m)×OA=P×OB+W×CG∵OA=OB∴m×OA=W×CGOA=OA′×C0Sα=L×C0SαCG=d×sinαsinα/C0Sα=≈αα很小時，tanα≈α當(dāng)m＝1mg時，E＝α=L/WdPP+mG/GAA/WO第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日由此可知：（1）天平梁臂長越長，天平的靈敏度應(yīng)越高，但是由于臂長增大，天平梁及其指針質(zhì)量增加。天平的靈敏度應(yīng)降低。（2）天平梁及其指針質(zhì)量（W）越重，天平的靈敏度應(yīng)越低。

（3）天平支點(diǎn)到重心位置的距離d越大，天平的靈敏度應(yīng)越低。

第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日對同一臺天平，L.W是固定的，只可通過升降重心螺絲來調(diào)整天平的重心位置，改變d的大小，從而調(diào)節(jié)天平的靈敏度。上調(diào)重心螺絲：d減小，E增大（即可提高靈敏度）下調(diào)重心螺絲：d增大，E減少。天平的靈敏度只有在一定的范圍內(nèi)才符合要求。E太大，指針擺動厲害，天平穩(wěn)定性降低；E太小，稱量誤差增大，影響稱量的準(zhǔn)確度；天平靈敏度還取決于三個瑪瑙刀口質(zhì)量，若刀口鋒利平行，則擺動磨擦力小，靈敏度就高；若刀口磨損，則不論如何調(diào)重心，也無法提高靈敏度，所以就保護(hù)好刀口，加減砝碼或取放物體一定要關(guān)閉天平。開關(guān)天平動作一定要輕緩。

第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日3．天平的穩(wěn)定性天平的穩(wěn)定性：天平梁在平衡狀態(tài)受到擾動后能自動回到初始平衡位置的能力，稱為天平的穩(wěn)定性。天平的穩(wěn)定性主要與天平梁的重心和支點(diǎn)的位置以及天平梁上一個支點(diǎn)刀刃和兩個承重刀刃在平面上的距離有關(guān)。在一般情況下，天平的穩(wěn)定性是通過改變天平的重心，即移動感量鉈來調(diào)節(jié)。

第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日4．天平的不變性：是指天平在同一個質(zhì)量差的作用下，各次平衡位置相重合不變的性能。5．天平的示值變動性：在同一臺天平上使用同一組砝碼，多次稱量同一重物，實(shí)際上不可能得到絕對完全重合的結(jié)果，一般稱量結(jié)果都存在著微小的差異，這差異稱為示值變動性。示值變動性是用多次開關(guān)天平時，天平指針平衡后在標(biāo)牌上的位置的最大值與最小值這差來表示，兩者這差愈大，表示天平的不變性愈差。

第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日天平的不變性與天平的穩(wěn)定性有密切的關(guān)系，兩者都與示值變動性來表示，但不是同一概念，天平穩(wěn)定性主要與梁的重心有關(guān)，而天平的不變性除了與穩(wěn)定性有關(guān)外，還與天平的結(jié)構(gòu)及稱量時環(huán)境條件等因素有關(guān)。6．天平不等臂性誤差――天平兩臂長的微小差異而引起的稱量誤差。

第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日三、試劑及儀器儀器：分析天平（TG328A、TG328B）、稱量瓶、紙條、牛角勺、干燥器。第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日四、實(shí)驗(yàn)步驟稱量前零點(diǎn)檢查揭開天平罩，檢查天平是否處于水平狀態(tài)；用小毛刷清掃天平盤上和天平箱內(nèi)的灰塵；接通電源，旋轉(zhuǎn)旋鈕，慢慢開動天平；空載檢查投影屏上標(biāo)尺的位置：如果零點(diǎn)與投影屏上的標(biāo)線不重合，可移動旋鈕附近的扳手，使零點(diǎn)與標(biāo)線重合。若相差較大，則調(diào)整平衡螺絲，使零點(diǎn)在零線位置。第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日四、實(shí)驗(yàn)步驟1.空載靈敏度的測定（1）調(diào)節(jié)天平的零點(diǎn)、關(guān)閉天平；（2）在天平的左盤上加10mg圈碼（或片碼），打開天平平衡點(diǎn)位置（e1）的分度值，計(jì)算空載靈敏度E1。讀數(shù)在9.8—10.2范圍內(nèi)，則天平的靈敏度符合要求。否則，應(yīng)調(diào)節(jié)重心螺絲。但學(xué)生不要求調(diào)節(jié)天平的靈敏度，只要求學(xué)會測定即可。感量的調(diào)節(jié)由教師完成。

第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日（2）載重靈敏度的測定載重靈敏度的測定：在天平的兩盤上各加20g砝碼，并左盤上加10mg圈碼（或片碼），打開天平平衡點(diǎn)位置（e2）的分度值，計(jì)算空載靈敏度E2。

第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日4．天平示值變動性的測定*空載時：測定天平的零點(diǎn)二次，記錄讀數(shù)。準(zhǔn)確稱量一干凈的100毫升燒杯，記錄讀數(shù)。載重后，測定天平的零點(diǎn)二次，記錄讀數(shù)。四次零點(diǎn)測定中的最大差值即為天平的變動性。（應(yīng)小于0.1—0.2mg）

第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日5．天平偏差的測定（天平不等臂性誤差測定）*

（1）測定天平的零點(diǎn)；（2）天平的兩盤上各放20g的砝碼，讀平衡點(diǎn)，l1。（3）交換左右砝碼后，再讀天平的平衡點(diǎn)，l2。

天平的偏差Y=∣l1+l2∣

/2。符合要求的天平的偏差應(yīng)小于0.4mg。**測定中應(yīng)選用面值相等的20g砝碼，不要選用2g的砝碼。偏差隨載荷的增大而增加。第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日天平稱量后的檢查天平是否關(guān)好；天平盤內(nèi)有無臟物，如有則用毛刷刷凈；檢查砝碼盒內(nèi)的砝碼是否按數(shù)歸還原位；檢查圈碼有無脫落，讀數(shù)盤是否回至零位；檢查天平罩是否已罩好。五、注意事項(xiàng)第二十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日五、注意事項(xiàng)開關(guān)天平動作應(yīng)輕、緩、勻；加減砝碼或稱量物前關(guān)好天平；試稱時半開天平判斷輕重，雙手操作以提高稱量速度；讀數(shù)時天平全開（邊門關(guān)好），所有砝碼加和，及