电光分析天平的间接称量及常见问题分析
2011-02-20黄云薇
黄云薇
(肇庆学院 化学化工学院,广东 肇庆 526061)
目前,工厂、企业虽已基本淘汰了电光分析天平,采用电子分析天平取而代之,但电光分析天平在高校的化学实验教学中还有着重要的使用价值.电光分析天平的使用是无机化学实验教学的基础实验课程,掌握其使用方法可为以后使用电子分析天平打下基础.电光分析天平是一种较精密的称量工具,其结构复杂,称量的准确度高,要求学生在称量时能准确把握“量”,不能有丝毫的差错.在无机化学实验教学中,学习电光分析天平的使用是化学专业学生实验训练的开端,有助于其养成良好的实验习惯,训练规范的实验操作,培养科学的实验态度.本文介绍了TG328B型电光分析天平的间接称量法,并对学生在称量中经常出现的一些问题予以分析.
1 电光分析天平使用的前期检查
学生进入实验室后,首先取下天平罩,叠好并置于适当位置,检查砝码盒中的砝码是否齐全,夹砝码的镊子是否在盒内,环码是否完好并正确挂在环码钩上,读数盘的读数是否在零位.在检查完毕后接通电源,开启升降旋钮,检查光屏标尺是否指零.开始阶段学生常常会出现以下问题:升降旋钮未旋到底就检查平衡;推开前门检查天平是否调零.为此在学生进入实验室后,老师要强调把升降旋钮逆时针旋到底后再检查天平是否平衡,且在整个实验过程中不能推开前门.虽然天平在使用前已先调零、调平衡,但等学生实验再开启时指针有可能出现稍有偏离零刻度的现象,在这种情况下只需通过调整光屏的微调器进行移位调整.而学生此时往往敲打天平、拍桌子或乱调2个底脚等,这样会使天平处在不平衡状态下,指针可能会偏移到零刻度,学生便以为是调零了.若光屏移动到尽头还是不能与零刻度重合,此时学生应请老师通过旋转天平梁上的平衡螺丝进行调整.
2 称量过程及常见问题分析
2.1 样品1的称量
天平零位校正后,即可秤重.这里以间接法称量草酸为例,称量范围为0.05±0.005 g(即0.45~0.55 g).首先用干净纸条取装有草酸的称量瓶(样品1),先在托盘天平上称得样品1的重量为18.64 g,接着将样品放到分析天平的左盘中央,于右盘用镊子夹取砝码18 g然后半开升降旋纽,光屏标尺如果向左盘移动,表示样品1重;关闭升降旋纽,在右盘上加19 g砝码,半开升降旋纽,光屏标尺如果向右盘移动,表示砝码重,由此确定样品1的重量在18~19 g.选择18g的砝码,同样以此方法来确定大指数盘0.6 g[1].由于托盘天平不能准确地称量到0.05 g,则小指数盘读数需要通过下面的操作来确定,首先选环码“5”,会出现3种情况∶1)指针右摆(即环码轻),说明此级样品质量在下半区,再选环码“7”,此时如果出现指针左摆,光屏上无数字显示,环码再降至“6”时就可以看到光屏有数字显示了;2)指针左摆(即样品轻),且光屏无字显示,说明此级样品质量在上半区,可选环码“3”,再根据指针摆动情况,选择加“4”或“2”,直到光屏有数字显示为止;3)光屏有数字显示,说明此级样品质量为0.05 g.各示数乘上相应数量级再相加则为最后质量数[2].这样平行测量3次得平均值就是样品1的质量数.在样品1的称量过程中,学生主要会出现4个常见问题:第一,学生嫌麻烦不先用托盘天平粗称,就直接用分析天平称量.结果往往是砝码加来加去,指数盘旋来旋去,也不见天平平衡,光屏没有读数显示.要让学生了解粗称不是多此一举,而是为了方便后面的精确称量.第二,在称量过程中,不按照先确定砝码重量再确定大指数盘和小指数盘读数,最后在标尺上确定下来的顺序操作,而是靠碰巧达到平衡来完成称量.靠运气是无法准确、规范地完成称量的.第三,增减砝码和环码时不注意关闭天平.应该要求学生在每次称量后都要关闭天平.第四,在平行测量时,经常出现有了第1次测量数据后,学生就快速用力旋转指数盘到刻度的情况.这样很容易引起环码混搭在一起或是脱落,导致称量错误.因为旋转指数盘会引起相应的环码转换,一定要做到慢慢转动指数盘才能使环码进行有序转换.
2.2 样品2的称量
称量样品1后,可取1个烧杯,用戴着干净手套的右手打开瓶盖,慢慢倾斜称量瓶,用瓶盖轻敲瓶口上部,样品逐渐落入烧杯中.取样后慢慢将瓶竖正,再稍微倾斜,以瓶盖轻敲,使粘附在烧杯口上方的少量样品也落入烧杯(以上操作始终在烧杯上方进行,不能碰触任何东西,以防样品旁落,造成损失).盖上瓶盖,再放到天平上称量.如果样品的倒出量太少,可按上述方法再倒一些.样品倒出量太多,也不可将样品再倒回称量瓶中,只能倒掉重新称样[3].同样平行测量3次,取平均值就是样品2的质量.最后样品1与样品2的质量之差,就是倒入到烧杯中需要测量的草酸的质量,它的质量须在0.45~0.55 g之间.在此过程中学生会把握不好倒出草酸的质量而出现倒多到少的现象.这需要教师于实验之前先称量好0.45~0.55 g草酸,并将之展示给学生,学生要对其量的多少做到心中有数才能把握好倒出量.实在把握不了第1次宁可少倒,而后比较一下质量,估计第2次该倒多少.倒样品的次数越少越好,越少引起误差的机会就越少.
在所有的称量结束后取出样品,将砝码放回砝码盒内,指数盘旋到指零,清洁称量盘,关好天平门,切断电源,并用天平罩罩好天平,填写好使用记录后方可离开.
3 结语
电光分析天平的使用是无机化学实验教学的重要内容,学生若不熟练掌握,极易损坏天平的各项计量性能.如何在较短的教学时间内让学生学会正确使用天平,使其能准确快速进行称量,对维持天平的各项计量性能和延长天平的使用时间是至关重要的.以上介绍的方法,希望能对学生掌握天平的使用规则和正确的使用方法有所帮助,笔者意在通过对常见问题的例析引起学生对该问题的注意,从而达到规范称量操作的目的.
[1]郑峰.对学生使用分析天平常见错误的分析[J].卫生职业教育,2004,22(5):113-113.
[2]刘兴国.谈光电分析天平的使用[J].辽宁师范专科学报:自然科学版,2007,9(2):97-97.
[3]大连理工大学无机化学教研室.无机化学实验[M].2版.北京:高等教育出版社,2009:35.