Работа №1. Весы и взвешивание

Необходимой принадлежностью химической лаборатории являются весы , поэтому умение обращаться с ними требуется от каждого работающего в лаборатории. Обычно в химических лабораториях применяют технохимические и аналитические весы.

Технохимические весы позволяют определять массу с погрешностью до 0.01 г. Их часто используют преимущественно при анализах. На этих весах взвешивание производят с погрешностью до 0.0001-0.0002 г. (Работе на аналитических весах студенты обучаются на занятиях по аналитической химии.) К каждому типу весов полагаются свои гири. Набор гирь для технохимических или аналитических весов, помещенный в специальный футляр, называют разновесом.

Технохимические и аналитические весы бывают одно- и двухчашечные.

Технохимические двухчашечныевесы устанавливают на столе так, чтобы стойка весов находилась в горизонтальном положении. В случае необходимости регулированием установочных ножек-винтов добиваются того , чтобы весы стояли точно по отвесу, который подвешен к стойке.

Технохимические весы имеют приспособление, называемое арретиром, которое поддерживает чашки весов, когда они находятся в нерабочем (арретированном) положении, и этим освобождаются от нагрузки призмы весов. Чтобы привести весы в рабочее положение, нужно опустить арретир. Для этого служит маховичок (иногда рукоятка), при поворачивании которого арретир опускается и чашки весов повисают на стременах, опирающихся на призмы коромысла.

Приступая к взвешиванию, прежде всего, следует убедиться, что весы работают правильно и показаниям их можно верить. Для этого опускают арретир и наблюдают за отклонениями стрелки по шкале. Если весы установлены и работают правильно, то стрелка будет одинаково отклоняться как вправо, так и влево от среднего деления шкалы. Это будет свидетельствовать о том, что чашки весов находятся в равновесии. Если отклонение в одну из сторон будет больше, чем в другую, нужно отрегулировать весы до равновесия, передвигая по винтовой нарезке один из грузиков в ту или иную сторону. Убедившись в равновесии весов, приступают к взвешиванию. Взвешиваемый предмет ставят на левую чашку весов, а на правую пинцетом кладут гирьки (разновески) по порядку, начиная с самых крупных.

Снимать и класть разновески следует только при арретированных весов.Положив гирьку, освобождают арретир и следят за стрелкой весов. Если равновесия нет, вновь арретируют весы и прибавляют следующую по порядку гирьку и так продолжают до тех пор , пока не будет достигнуто равновесие. Взвешивание можно считать законченным, когда отклонение стрелки в правую и левую стороны от средней черты шкалы станет одинаковым или будет отличаться не более чем на одно деление шкалы.

Массу (сумма масс положенных гирь) подсчитывают из записанных по отдельности масс разновесок. Их проверяют по пустым гнездам футляра, а затем при укладывании гирек в футляр.

При взвешивании на технохимических весах необходимо соблюдать следующие правила:

1. Не ставить на чашки весов горячие, мокрые и грязные предметы. При работе с жидкостями ни в коем случае не допускать попадания жидкости на весы и разновески. Особая осторожность необходима при взвешивании кислот.

2. Не помещать взвешиваемое вещество непосредственно на чашку весов.

Твердые вещества для взвешивания помещать на часовые стекла, в бюксы, в химические стаканы, на листочки бумаги. Жидкости взвешивать в бюксах или стаканах. Предварительно надо определить массу тары.

3. Взвешиваемый предмет помещать на левую чашку, а разновески- на правую. Взвешиваемый предмет и разновески должны находиться посередине чашек.

4. Разновески брать только пинцетом и при снятии с весов класть сразу в те гнезда футляра, из которых они были взяты; нельзя класть разновески на стол, так как их легко можно загрязнить или потерять.

5. Не брать для взвешивания гирьки из другого разновеса. Если для уравновешивания предмета не хватило какой-либо разновески, это значит, что не соблюдался правильный порядок взвешивания.

6. При последовательном взвешивании различных веществ в одной лабораторной работе следует пользоваться одними и теми же весами и разновесом.

7. После взвешивания ничего не оставлять на весах. По окончании работы проверить весы и разновески и арретировать весы.

8. В случае обнаружения неисправности в технохимических весах, которую студент своими силами не может устранить, следует немедленно сообщить об этом преподавателю.

Одночашечные весы предназначены для быстрого взвешивания без использования разновесов. Весы рассчитаны на взвешивание навесок массой до 200 г.

Конструкция весов для быстрого взвешивания не позволяет помещать на чашку весов навеску при закрепленной чашке (так как арретирование отсутствует), поэтому при использовании таких весов необходима большая осторожность. Для взвешивания следует включить осветитель весов с помощью тумблера, расположенного на задней панели корпуса весов, затем установить нуль, используя рукоятку, помещенную на правой стороне весов. Рукоятка обычно окрашена в цвет, отличный от цвета корпуса весов. Осторожно поставив на чашку весов взвешиваемое вещество, помещенное обязательно в стеклянную или фарфоровую тару, записать показания, появившиеся на освещенной шкале .Цифры на шкале указывают граммы , одно деление шкалы соответствует 0.1 г. Чтобы убедиться в том, что весы работают с удовлетворительной точностью в интервале 0-5 г., необходимо откалибровать шкалу с помощью разновесок.

Средняя квадратичная ошибка взвешивания.Каждое взвешивание неизбежно сопровождается ошибкой. Поэтому в целях нахождения веса, возможно более приближающегося к истинному, необходимо произвести 4-5 взвешиваний. При последовательных взвешиваниях предмет с весов каждый раз снимать. Одно взвешивание от другого отличается от другого только арретированием весов.

Допускаемую при взвешивании ошибку можно выразить в виде средней квадратичной ошибки. Расчет средней квадратичной ошибки производится следующим образом. Допустим, что произведено n взвешиваний и получены следующие результаты:

а_{1 ,} а₂ , ... а_n

Находим среднее арифметическое из этих значений:

а = ( а_{1 ,} а₂ , ... а_n )/ n

Средняя квадратичная ошибка d определяется следующим выражением:

Таким образом, вес предмета равен : А = а ± d

Задание: Произвести взвешивание на технико-химических весах двух небольших предметов, взятых у лаборанта (весом от 1 до 100 г) с точностью до 0,01 г. Рассчитать среднюю квадратичную ошибку взвешиваний.