电子分析天平的使用方法及注意事项

知识链接

天平是一种常见的计量工具，用于精确计量物质的质量，在各项生产生活中有着非常广泛的应用。熟练掌握天平的使用、校准和维护，能正确记录实验数据，是一项重要的基础实验能力。

常用的天平称量方法有三种：

1.直接称量法（加法称量）

对某些在空气中没有吸湿性的试样或试剂，如金属、合金等，可以用直接称量法称样。即用牛角勺取试样，放在已知重量的清洁而干燥的表面皿或称量纸上一次称取一定量的试样。然后将试样全部转移到接收容器中。

2.固定重量称量法

在分析化学实验中，当需要用直接配制法配制指定浓度的标准溶液时，常用固定重量称量法来称取基准物。此法只能用来称取不易吸湿且不与空气中各种组分发生作用的性质稳定的粉末状物质。不适用于块状物质的称量。

3.递减（差减）称量法

称取样品的量是由两次称量之差而求得的。递减称量法适用于称取易吸水、易氧化或易与CO2 反应的物质。此称量法比较简便、快速、准确，在分析化学实验中常用来称取待测样品和基准物，是最常用的一种称量法，但不便称取指定重量。

安全提示

（1）实训过程中防止触电。

（2）按照操作规程操作天平。

（3）电子分析天平为精密分析天平，使用过程中拿放物体要轻拿轻放，禁止野蛮操作。

任务一　托盘天平的使用

托盘天平是一种实验室常用的称量用具，由托盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、指针、刀口、底座、标尺、游码、砝码等组成。精确度一般为0.1 g 或0.2 g，荷载有100 g、200 g、500 g、1 000 g 等。遵循左物右码原则。

一、实训目的

（1）熟悉托盘天平的结构，了解其称量原理。

（2）学习直接称量法、固定重量称量法，掌握托盘天平的使用、维护和校准。

（3）正确记录实验数据。

二、实训原理

托盘天平称量依据杠杆原理：F1·L1=F2·L2，天平的动力臂与阻力臂相等，是一种等臂杠杆。

三、实训用品及准备

托盘天平、烧杯、药匙、称量瓶。

氯化钠、葡萄糖。

四、实训内容

1.认识构造

托盘天平由托盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、指针、刀口、底座、标尺、游码、砝码等组成（图 2-1）。由支点（轴）在梁的中心支着天平梁而形成两个臂，每个臂上挂着或托着一个盘，其中一个盘（通常为右盘）里放着已知重量的物体（砝码），另一个盘（通常为左盘）里放待称重的物体，游码则在刻度尺上滑动。固定在梁上的指针在不摆动且指向正中刻度时或左右摆动幅度较小且相等时，砝码重量与游码位置示数之和就指示出待称重物体的重量。

图2-1　托盘天平

2.托盘天平的使用

（1）放置在水平的地方，游码要指向红色0 刻度线。

（2）调节平衡螺母（天平两端的螺母）调节零点直至指针对准中央刻度线。

（3）左托盘放称量物，右托盘放砝码。

（4）添加砝码从估计称量物的最大值加起，逐步减小。

（5）物体的质量=砝码的总质量+游码在标尺上所对的刻度值。

3.使用注意事项

（1）轻拿轻放仪器，事先把游码移至0 刻度线，调节平衡螺母，使天平左右平衡。

（2）右盘放砝码，左盘放物体。

（3）砝码不能用手拿，要用镊子夹取，使用时要轻拿轻放。

（4）过冷、过热的物体不可放在天平上称量。应先在干燥器内放置至室温后再称。

（5）加砝码应该从大到小，可以节省时间。

（6）在称量过程中，不可再碰平衡螺母。

（7）使用完毕，将实验仪器放回到指定位置。

4.称量练习

（1）直接称量法：称取小烧杯的质量。

① 取出托盘天平与砝码盒，将称量盘放在天平两端的托盘架上。

② 戴上干净的白手套，调节天平两端螺母，使指针处于标尺中央。

③ 将小烧杯放在左盘上，用镊子加砝码至右盘中，加砝码时可根据估计试加较大质量砝码，然后再加质量较小砝码，天平接近平衡时缓慢移动游码至天平平衡。

④ 计算所加砝码和游码的质量之和，即为被称小烧杯的质量。记录被称小烧杯的质量m。

⑤ 称量完毕后，用镊子将砝码放回砝码盒，将游码拨回零刻度处，取下称量盘，将天平放回原处。

（2）固定质量称量法：称取2.0 g 氯化钠（托盘天平的使用）。

① 取出托盘天平与砝码盒，将称量盘放在天平两端的托盘架上。

② 戴上干净的白手套，调节天平两端螺母，使指针处于标尺中央。

③ 将小烧杯放在左盘上，用镊子加砝码至右盘中，加砝码时可根据估计试加较大质量砝码，然后再加质量较小砝码，天平接近平衡时缓慢移动游码至天平平衡。

④ 用镊子往右盘中加入2.0 g 砝码（或游码），然后再极其小心地用左手持盛药品的药匙，伸向小烧杯中心部位上方2～3 cm 处，药匙的顶部顶在掌心上，用左手拇指、中指及掌心拿稳药匙，以食指轻敲药匙柄，让被称药品慢慢地抖入小烧杯中，直至天平平衡。记录被称药品的质量。

⑤ 称量完毕后，用镊子将砝码放回砝码盒，将游码拨回零刻度处，取下称量盘，将天平放回原处。

五、数据记录与处理

1.直接称量法

小烧杯的质量m=

2.固定质量称量法

氯化钠质量m=

六、注意事项

（1）托盘天平及砝码需保持清洁和干燥，可用软布、软刷整理。

（2）在使用期间每隔3～12 个月必检计量性能，以防失准，发现托盘天平损坏和不准时送有关检修部门。

（3）注意加载或去载时避免冲击，称量重量不得超过核载重量，以免横梁断裂。

任务二　电子分析天平的使用

一、实训目的

（1）熟悉电子分析天平的结构，了解其称量原理。

（2）学习直接称量法、固定重量称量法和递减称量法，掌握电子分析天平的使用、维护和校准。

（3）正确记录实验数据。

二、实训原理

电磁力原理：电子装置能记忆加载前示位器的平衡位置。自动调零就是能记忆和识别预先调定的平衡位置，并能自动保持这一位置。称量盘上的任何变化都会被示位器察觉并立即向控制单元发出信号。当天平盘加载后，示位器发生位移并引起补偿线圈接通电源，线圈内就产生垂直的力，这种力作用于称量盘上，使示位器准确地回到原来的平衡位置。载荷越大，线圈中通过电流的时间越长。整个称量过程均由微处理器进行计算和调控，这样当称量盘上加载后，即接通了补偿线圈，产生了电流，计算机就开始计算冲击脉冲，达到平衡后就自动显示出载荷的质量。

三、实训用品及准备

（1）电子天平、烧杯、药匙、称量瓶。

（2）氯化钠、葡萄糖。

四、实训内容

1.认识构造（图 2-2、图 2-3）

图2-2　电子分析天平

图2-3　电子天平的构造

2.使用方法

电子分析天平使用步骤如下：

（1）调水平：

调整左右地脚螺栓高度，使水平仪内空气气泡位于圆环中央（图2-4）。

图2-4　电子天平的水平调节

（2）开机：

接通电源，轻按“on/off”键，当显示器显示“0.0000 g”时，电子称量系统自检过程结束（图2-5）。

图2-5　电子天平开机

（3）预热：

天平在初次接通电源或长时间断电之后，至少需要预热 30 min。为获得理想的测量结果，天平应保持在待机状态。

（4）校正：

首次使用天平必须进行校正，按校正键“CAL”，天平自动进行内部校准，直至显示“g”，校正结束。

（5）称量：

使用除皮键“TARE”，除皮清零。将被称物放于秤盘中央，并关闭天平侧门，待显示器显示稳定的数值，此数值即为被称物的质量（图2-6）。

图2-6　电子天平称量

（6）关机：

称量完毕，按“on/off”键，关闭显示器，此时天平处于待机状态。若当天不再使用，应拔下电源插头。

（7）使用完毕后，将天平罩罩上，并清理天平台。

（8）认真填写天平使用记录，填写完毕方可离开。

3.实训步骤

（1）检查仪器是否正常。

（2）学习仪器的操作规程。

（3）练习仪器的平衡调整方法。

（4）练习定量称量法：称取2.00 g 氯化钠。

（5）练习减量称量法：称取约0.15 g 药品。

将适量试样装入称量瓶中，盖上瓶盖。用清洁的纸条叠成纸带套在称量瓶上，左手拿住纸带尾部把称量瓶放到天平盘的正中位置，称出称量瓶加试样的准确质量，左手仍用原纸带将称量瓶从天平盘上取下，拿到接收器的上方，右手用纸片包住瓶盖柄打开瓶盖（但瓶盖也不离开接收器上方），将瓶身慢慢倾斜。用瓶盖轻轻敲瓶口上部，使试样慢慢落入容器中。当倾出的试样接近所需要的质量时，一边继续用瓶盖敲瓶口，一边逐渐将瓶身竖直，使粘在瓶口的试样落入接收器或落回称量瓶中。然后盖好瓶盖，把称量瓶放回天平盘，取出纸带，关好左边门，准确称其质量。两次质量之差，就是试样的质量。(www.xing528.com)

操作时应注意：

（1）若倒入试样量不够，可重复上述操作；如倒入试样大大超过所需要数量，则只能弃去重做。

（2）盛有试样的称量瓶除放在秤盘上或用纸带拿在手中外不得放在其他地方，以免玷污。

（3）套上或取出纸带时，不要碰着称量瓶口，纸带应放在清洁的地方。

（4）黏在瓶口上的试样尽量处理干净，以免黏到瓶盖上或丢失。

（5）要在接收容器的上方打开瓶盖或盖上瓶盖，以免可能黏附在瓶盖上的试样落到其他地方。

五、数据记录与处理

1.称取 2.00 g氯化钠（表 2-12 至表 2-14）

表2-12　直接法称量练习结果记录

表2-13　固定质量称量练习结果记录

表2-14　递减法称量练习结果记录

六、注意事项

（1）天平应放置在牢固、平稳的水泥台或木台上，室内要求清洁、干燥及较恒定的温度，同时应避免光线直接照射到天平上。

（2）称量时应从侧门取放物质，读数时应关闭箱门以免空气流动引起天平摆动。前门仅在检修或清除残留物质时使用。

（3）电子分析天平若长时间不使用，应定时通电预热，每周一次，每次预热，以确保仪器始终处于良好使用状态。

（4）天平箱内应放置吸潮剂（如硅胶），当吸潮剂吸水变色，应立即高温烘烤更换，以确保吸湿性能。

（5）挥发性、腐蚀性、强酸强碱类物质应盛于带盖称量瓶内称量，防止腐蚀天平。

七、实训评估

表2-15　电子分析天平的使用实训评估

八、拓展练习

（1）如何应用电子分析天平进行液体试样的称量？试用电子分析天平称取20 mg 硅胶黏合剂。

（2）当分析天平的称量误差为±0.0002 g 时，若要求容量分析的相对误差控制在0.1%以下，则基准物质的质量必须大于多少克？

（3）根据天平的感量（分度值），通常把天平分为三类：感量在____________g 的天平称为普通天平；感量在____________g 以上的天平称为分析天平；感量在____________mg以上的天平称为微量天平。

（4）天平室温湿度应相对稳定，一般温度应控制在（　），并保持恒温；相对湿度在（　）。室内应有温度计和湿度计。

（5）“精密称定”指称取质量应准确至所取质量的（　）

（6）称量前，应确保天平的水平泡是否在（　），并调好（　）。一般电子天平都装有自动调零钮，轻按一下即可自动调零。

项目三　容量瓶的使用及溶液的配制练习

知识链接

溶液与生命、工农业生产、科学研究有着密不可分的联系。生命赖以生存的养分常常是形成溶液后才能被有效地吸收；人体内的新陈代谢必须在溶液中才能进行；许多化学反应只有在溶液中才能进行得比较迅速和完全；临床上需将一些药物配制成溶液才能使用；等等。溶液广泛地存在于自然界，对人们的日常生活、工农业生产和生物的生命现象都具有十分重要的实际意义。

溶液是指一种或几种物质以分子或离子的状态分散于另一种物质中所形成的均匀稳定的体系。溶液的浓或稀常用其组成量度表示。溶液的组成量度是指一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量。溶液的组成量度表示方法有很多，常用的有：物质的量浓度（cB=nB/V）、质量分数（wB=mB/m）、质量浓度（ρB=mB/V）、体积分数（φB=VB/V）等。

另外，渗透压的大小与溶液浓度有关，渗透现象对生命过程和生产活动有重要影响，所以正确配制一定浓度溶液具有实际意义。

安全提示

注意玻璃制品的使用安全。

任务一　粗配练习

一、实训目的

（1）巩固托盘天平的使用方法；

（2）计算训练；

（3）掌握粗略配制溶液的基本操作。

二、实训原理

临床上为病人大量输液时，一般会使用0.9%的生理盐水或50 g/L 的葡萄糖溶液。这些溶液的组成量度表示方式为质量分数和质量浓度。在日常生活中有时只需要粗略配制一定浓度的溶液，我们可以利用精密度较低的托盘天平和量筒进行粗配操作，快速高效地达到配制目的。

粗略配制100 mL 0.9%（g/mL）的生理氯化钠溶液，计算过程如下：质量浓度公式：ρB=mB/V

已知：V=100 mL，ρ=0.9%（g/mL）

可计算出m（NaCl）=0.9g

三、实训用品及准备

1.实训仪器

表2-16　粗配练习实训仪器

2.实训试剂

表2-17　粗配练习实训试剂

四、实训内容

首先使用托盘天平称取0.9 g NaCl 固体试剂，然后将称量好的试剂转移到烧杯中。最后用量筒量取100 mL 蒸馏水，慢慢倒入烧杯中并不断搅拌，即配制完成。

五、注意事项

（1）托盘天平在本次实验中不需要使用砝码，利用游码即可完成0.9 g 的称量。如需称取试剂的量大于游码量程，则需使用砝码完成称量工作。

（2）称量纸需在左右两边各放一张，保持平衡。

六、实训评估

表2-18　粗配练习实训评估

七、拓展练习

（1）如需快速粗略地配制一瓶200 mL 50 g/L 的葡萄糖溶液，应该如何配制？

（2）如需将一份100 mL 95%的酒精溶液配制成75%的浓度，该如何计算并配制？

任务二　精配练习

一、实训目的

（1）巩固电子分析天平的使用以及固定重量称量法的操作；

（2）计算训练；

（3）掌握容量瓶的使用。

二、实训原理

精确配制一定浓度的溶液是生产生活和科学研究中的一项重要操作。容量瓶是实验室中用于精确配制一定浓度溶液的玻璃或塑料仪器。玻璃容量瓶的磨口玻璃塞和瓶身一定要配套使用，可用细绳拴在一起。如果瓶塞混用，会造成容量瓶漏液，影响试剂配制的准确性，因此在使用前需要完成试漏步骤。

在容量瓶瓶身标明的温度下，当溶液的弯月面与瓶颈处刻度线相切时，溶液的体积恰好与瓶上标注的体积相等。

精确配制100 mL 0.1 mol/L 的NaHCO3 溶液，计算过程如下：

物质的量浓度：cB=nB/V

已知：V=100 mL

可计算出m（NaHCO3）=0.84 g

三、实训用品及准备

1.实训仪器

表2-19　精配练习实训仪器

2.实训试剂

表2-20　精配练习实训试剂

四、实训内容

1.容量瓶的准备

取一套容量瓶，使用前需检漏。检漏方法：首先注入自来水至标线附近，盖好瓶塞。用左手食指按住瓶塞，其余手指捏住瓶颈，右手托住瓶底，将其倒立2 min，观察瓶塞周围是否有水渗出。如果不漏，将瓶直立，把塞子旋转180°后，再塞紧并倒置2 min 检查，如仍不漏水，则可使用。

使用前需要将容量瓶清洗干净。由于容量瓶管径很细，瓶口较小，很难从内直接刷洗，可选用清水或洗涤剂清洗。用清水或洗涤剂溶液清洗时每次加入量在容积的1/3 即可。注意保证振摇的姿势和次数。如污染较重，可使用铬酸等洗液浸泡后再清洗。使用前需使用蒸馏水清洗3 次。

2.容量瓶的使用

（1）试漏：使用前检查瓶塞处是否漏水。具体操作方法是：在容量瓶内装入半瓶水，塞紧瓶塞，用右手食指顶住瓶塞，另一只手五指托住容量瓶底，将其倒立（瓶口朝下），观察容量瓶是否漏水。若不漏水，将瓶正立且将瓶塞旋转180°后，再次倒立，检查是否漏水。若两次操作，容量瓶瓶塞周围都无水漏出，即表明容量瓶不漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。

（2）洗涤：先用自来水洗涤若干次。较脏（内壁挂水珠）时，可用铬酸酸洗液洗涤，洗涤时将瓶内水尽量倒空，然后倒入铬酸洗液 10～20 mL，盖上塞，边转动边向瓶口倾斜，至洗液布满全部内壁。放置数分钟，倒出洗液，用自来水充分洗涤，再用实验室用水润洗2～3 次。

（3）转移：若要将固体物质配制成一定体积的溶液，通常是将准确称量好的固体物质放在烧杯中，用少量溶剂溶解后，再定量地转移到容量瓶中。转移时要用玻璃棒引流。方法是将玻璃棒一端紧靠在容量瓶颈内壁上，但不要太接近瓶口，以免有溶液溢出。待烧杯中的溶液倒尽后，烧杯不要直接离开玻璃棒，而应在将烧杯扶正的同时使杯嘴沿玻璃棒上提1～2 cm，同时直立，使附着在烧杯嘴上的一滴溶液流回烧杯中。为保证溶质能全部转移到容量瓶中，用少量水（或其他溶剂）冲洗烧杯3～4 次，每次用洗瓶或滴管冲洗杯壁和玻璃棒，按同样的方法移入容量瓶中。

如果是浓溶液稀释，则用移液管吸取一定体积的浓溶液，放入容量瓶中，再按下述方法稀释并定容（注：热效应较强的浓溶液稀释，不能在容量瓶中进行，如浓硫酸）。

（4）定容：溶液转入容量瓶后，加溶剂，稀释至3/4 体积时，将容量瓶平摇几次（切勿倒转摇动），初步混匀（这样可避免混合后体积的改变）。继续加溶剂至刻线以下约1 cm，等待1～2 min，小心地逐滴加入，直至溶液的弯月面与标线相切为止。盖紧塞子。

（5）摇匀：左手捏住瓶颈上端，食指压住瓶塞，右手三指托住瓶底，将容量瓶倒转并振荡，再倒转过来，仍使气泡上升至顶，如此反复10～15 次，即可混匀。

清洗所有仪器后使用小烧杯在电子分析天平上称取0.84 g 碳酸氢钠固体试剂，加少量水溶解后利用玻璃棒导入容量瓶中。

3.试剂装瓶

配制好的溶液如果不马上使用，需要转移至试剂瓶中保存，盖上瓶塞，贴好标签，注明溶液的名称、浓度以及配制时间。

五、注意事项

（1）容量瓶不可以进行加热或烘干操作，因为体积的改变会造成容量的变化，影响准确性。

（2）容量瓶不可以长期存放试剂，配制好的溶液应该及时转移到试剂瓶中保存。

六、实训评估

表2-21　精配练习实训评估

七、拓展练习

（1）容量瓶使用前是否需要干燥？为什么？

（2）容量瓶使用时如果有试剂漏出该如何处理？

（3）容量瓶是否可以直接进行试剂的溶解？