分析天平的使用.pdf

项目项目 1 分析天平的使用分析天平的使用教学目的与要求：教学目的与要求：知识目标：知识目标：1.学习台秤、分析天平的原理和方法；2.学习直接称量和间接称量的方法。3.了解天平的发展史。能力目标：能力目标：1.培养学生的观察能力、数据记录与分析的能力；2.培养学生的动手操作能力。素质目标：素质目标：1.培养学生良好的心里素质；2.培养学生的团队协作意识。教学重点与难点：教学重点与难点：重点：重点：1.分析天平的使用方法；2.培养学生的动手操作能力。难点：难点：1.分析天平的使用的操作规范与操作速度；2.学生的动手操作能力的提高。教学方法与手段：教学方法与手段：板书，学生操作，现场指导。学时分配：学时分配：3学时。教学内容：教学内容：教学案例教学案例某公司的液化气付出量采用人工检尺计量，而收方采用大型槽车自动灌装系统（汽车衡）称重方式计量。虽然液化气球罐与汽车衡相距仅100 米，且有专用管线直送，但在高温季度三个月中，收、付双方差量369吨。你认为造成收、付双方差量的原因是什么？有没有比较精确的计量方法或工具？课前学习一、常见各种称的工作原理一、常见各种称的工作原理1 1、杆秤：杠杠原理2、台秤3、电光分析天平（1）分析天平的称量原理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2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。（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。（3）基本构造（以半机械天平为例）半机械加码电光分析天平1 横梁2 平衡螺丝3吊耳4 指针5支点刀6框罩7圈码8 指数盘9承重刀10支架 11 阻尼内筒12投影屏13称盘14盘托15螺旋脚16垫脚17开关旋钮（升降枢）18微动调节杆天平梁：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（上图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。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3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。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。支柱、水平泡和托叶：支柱是金属做的中空圆柱，下端固定在天平底座中央。柱的上方嵌有玛瑙平板，与梁中央的玛瑙刀天平柱的上部还装有能升降的托叶，天平休止时，有托叶托住天平梁，使玛瑙刀口不承重。在支柱上装有水平泡，靠水平调节螺丝使天平放置水平。吊耳和天平盘：吊耳的中间向下的部分嵌有玛瑙平板，与天平梁两端的玛瑙刀口接触。吊耳两端面向下有两个螺丝凹槽。天平休止时，凹槽与托叶上的螺丝接触，将吊耳托住，使玛瑙刀口与平板脱开。吊耳上还装有挂天平盘和空气阻尼器内筒的悬钩。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。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。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。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。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，50g1个，20g 2 个，10g 1 个，5g 1个，2g 2个，1g 1个。投影屏：又称光幕，位于天平指针下端标尺前，其上有一竖线，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，故每一小格代表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。天平箱：为了天平在稳定气流中称量及防尘、防潮，天平安装在一个由木框和玻璃制成的天平箱内，天平箱前边和左右两边有门，前门一般在清理或修理天平时使用，左右两侧的门分别供取放样品和砝码用。天平箱固定在大理石板上，箱座下装有三个支脚，后面的一个支脚固定不动，前面的两个支脚可以上下调节，通过观察天平内的水平仪，使天平调节到水平状态二、称量方法二、称量方法1直接称量法（又称直接法）该法一般用于称量某一不吸水、在空气中性质稳定的固体（如坩锅、金属、矿石等）准确质量。称量时，将被称量物直接放入电子分析天平中，称出其准确质量。2定质量称量法（又称增量法）该法一般用于称取某一固定质量的试样（一般为液体或固体的极细粉末，且不吸水，在空气中性质稳定）。称量时，先将干净且干燥的器皿（一般为烧杯、坩锅、表面皿等）轻轻放在天平秤盘上，待显示稳定后，按“去皮”键扣除容器重量并显示为0.0000g，然后打开天平门4往容器中缓缓加入试样，并观察显示屏，当达到所需质量时停止加样，关上天平门，稳定后即可记录所称取试样的净重。3递减称量法（又称减量法、差减法）该法多用于称取易吸水、易氧化或易与 CO2反应的物质。要求称取物的质量不是一个固定质量，而只要符合一定的质量范围既可。相对于增量法而言，减量法是以天平上的容器内试样减少量为称量结果的。称量时，先将装有试样的称量瓶放在电子分析天平上，显示稳定后，按一下“去皮”键使显示为0.0000g，然后取出称量瓶，向容器中敲出一定量的样品，再将称量瓶放在天平上称量，如果所示质量达到要求范围，即可记录称量结果。提示：称量瓶不可直接用手拿，可用纸条裹住称量瓶身和盖子进行操作；也可带上干净干燥的手套进行操作。直接称量法与减量称量法的差异：化学性质不活泼可直接获取秤重的用直接称量法 活泼的 配成稳定物质後再称量然後通过换算求值。三、使用分析天平时注意事项三、使用分析天平时注意事项（1）天平室应避免阳光照射，保持干燥，天平应放在稳固的台上，避免震动。（2）天平箱内应保持清洁，要定期放置和更换吸湿变色干燥剂，以保持干燥。（3）称量物体不得超过天平的最大载重量（一般为200g）.（4）不得在天平上称量热的或散发腐蚀性气体的物质。（5）开关天平要轻缓。加取物体和砝码时，应先关天平的升降枢。（6）加减砝码时，必须用镊子夹取，取下的砝码应放在砝码盒内的固定位置上，不能到处乱放，更不能用其他天平的砝码。（7）称量的物品，必须放在适当的容器中，不得直接放在天平盘上。（8）称量完毕应将各部件恢复原位，关好天平门，罩上天平罩，切断电源。并检查盒内砝码是否完整无缺和清洁，最后在天平使用登记本上写清使用情况。（9）禁止在天平开启状态开侧门、添加（或减小）砝码或物品。（10）不要长让天平处于工作状态 四、使用分析天平时四、使用分析天平时可能出现的问题可能出现的问题1、没有调节水平、零点就称量；2、打开正门操作；3、工作状态加减砝码或称量物；5拿取称量瓶向容器中敲打样品4、吊耳或横梁脱落；5、不关侧门；6、手拿砝码或称量物；7、读数错误；8、砝码不归盒、圈码不归零，不填记录；9、不叠罩，不关电源。教学任务分解任务一：称前检查、水平、零点的调节任务一：称前检查、水平、零点的调节（一）称量前检查（一）称量前检查:将天平防尘罩取下，折叠整齐放在天平盒顶部。查：天平是否水平，观察天平柱上方的水平泡，检查天平是否水平，如不水平可通过转动天平盒下方、左右两个螺旋脚调平。查：指数盘是否在“0.00”处，圈码是否挂好，砝码盒内砝码、镊子是否齐全。查：天平横梁、吊耳位置是否正常；两盘是否干净，不然需用小毛刷清扫。注意：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（二）调节零点（二）调节零点 零点：天平完全开启状态下，投影屏上标线与刻度尺“零”重合。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。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。6任务二：练习直接称量法；（称一个称量瓶）任务二：练习直接称量法；（称一个称量瓶）主要过程：主要过程：1、台秤粗称：准确至小数点后1位；2、天平称量：准确至小数点后 4位。加码原则：加码原则：由大到小，折半加入。称量过程：称量过程：1、缓开天平：观察标尺（标尺移向重侧）；2、关闭天平，增减砝码（由小到大，逐一增减）；3、接近平衡，天平全开，标尺出现，由停点读数。7任务三：练习间接称量法。（称取任务三：练习间接称量法。（称取 0.63040.6304 克的草酸晶体）克的草酸晶体）（1）称量原理：试样质量由两次称量的质量差求得。（2）称量方法：所称样品的质量用w表示。称称 3 3 份，质量在 份，质量在 0.40.40.5g0.5g 之间的样品：之间的样品：在台秤上粗称称量瓶的质量。（35.3g)根据要求向称量瓶中加入一定质量的药品（仍在台秤上）(37.3g)将粗称好的、盛有药品的称量瓶放入分析天平，称出其准确质量w1。(37.3875g)从称量瓶向烧杯中倾倒药品，同时，将分析天平的砝码减少所需试样质量的最小值。(36.98)打开天平，判断倾出样品的多少。称出符合要求的称量瓶与剩余药品的准确质量w2。（第一份样品称量完毕）再次倾倒药品，相同方法称出w3、w4。计算 3份样品的质量。如何判断倾出药品的多少？如何判断倾出药品的多少？倾出药品，将分析天平的砝码减少所需试样质量的最小值。若砝码侧轻，称量瓶侧重，说明倾出药品的质量没有达到所需要求，应继续倾倒药品，此时不必称出瓶重。直至砝码侧重。若砝码侧重，瓶侧轻，说明倾出药品质量肯定大于了0.4g，可将砝码质量再减少0.1g。若砝码侧轻，瓶重，说明倾出药品的质量在0.4与 0.5克之间，将此时称量瓶的质量称出即为w2。（36.8912g)若砝码侧仍重，说明倾出药品超过了所需量，实验失败，必须重新称量。将此时的质量准确称出作为w1。任务四：称后检查任务四：称后检查8称量数据记录完毕，即应关闭天平，取出被称量物质，用镊子将砝码放回砝码盒内，圈码指数盘退回到“000”位，关闭两侧门，盖上防尘罩，并在天平使用登记本上登记。任务五：任务五：课堂讨论课堂讨论1、分析天平的灵敏度主要取决于天平的什么零件？称量时应如何维护天平的灵敏性？答：天平梁上有三个三棱形的玛瑙刀，刀口的尖锐程度决定天平的灵敏度。在每次旋动指数盘和取放物品时，应关好旋钮，使天平横梁托起，才可维护天平的灵敏性。2、掌握减量法的关键？答：用减量法称量物质时量不能太多，倒药品时，右手拿称量瓶盖轻轻敲击称量瓶动作应缓慢。3、什么情况下用直接称量法？什么情况下需用减量法称量？答：有些固体试样没有吸湿性，在空气中性质稳定，用直接法称量；某些固体试样易吸水，在空气中性质不稳定，用减量法称量。4、用电光天平称量时，常不能一下判断是该加码，还是减码，是何故？答：半自动电光天平是一件非常灵敏的仪器，即使是几毫克的差量也感应得出来。因此，砝码比称量物重（轻）许多，光标都可能不移动，故无法判断是该加码还是减码。5、用减量法称取试样时，若称量瓶内的试样吸湿，对称量结果造成什么误差？若试样倾倒入烧杯内以后再吸湿，对称量结果是否有影响？答：前者使称量结果偏大，后者对称量结果没有影响。6、使用分析天平时为什么强调轻开轻关天平旋钮？为什么必须先关天平，方可取放称量物和加减砝码，否则会引起什么后果？答：强调轻开轻关天平旋钮，为了保护玛瑙刀口。必须先关天平，方可取放称量物和加减砝码，也是为了保护玛瑙刀口。否则，没有关天平就取放称量物或加减砝码，天平梁就会倾斜度太大，而导致损坏玛瑙刀口，使整架天平成为废品。课后学习课后学习作业：作业：1将物体或砝码从称盘上取下或放上去时，为什么必须把天平梁托住？2在减量法称出样品的过程中，若称量瓶内的试样吸湿，对称量会造成什么误差？若试样倾入锥形瓶内再吸湿，对称量是否有影响？为什么？3在称量中如何运用优选法较快地确定出物体的质量？4在减量法称量中，零点是否要求绝对准确？是否可以不参加计算？5在称量练习的记录和计算中，如何正确运用有效数字？6.通过实验，你认为电光分析天平在操作上存在哪些弊端？应如何改进？7.写一篇科普小论文（如时间测量工具的发展史、话说天平等等）。课外学习参考网站：课外学习参考网站：1、http:/