Лекция №11. Весы и взвешивание

ЛЕКЦИЯ №11
Весы и взвешивание
ОП.06 Физико-химические методы исследования и техника лабораторных работ
1 курс 1 семестр
Составитель: преподаватель
Кобзева Марина Валерьевна
Ставрополь, 2020г

Виды лабораторных весов
Лабораторные весы- обязательное высокоточное оборудование. Выпускают разнообразные модели механических и электронных приборов для измерения веса.

Взвешивание- это сравнение массы груза с системой встроенных или внешних гирь и пружин, с помощью индикатора положения равновесия (в электронных весах- с эталонным грузом калибровки, заложенным в память электронного блока).

Еди­ницы измерения веса, используемые в лабораторной практике:
килограмм (кг)
грамм (г) = 10-3 кг
миллиграмм (мг) = 10-6 кг
микрограмм (мкг) = 10-9 кг
То есть, 1 кг=1 000 грамм= 1 000 000 миллиграмм= 1 000 000 000 микрограмм

Дискретность или цена деления весов– минимальная величина, на которую может происходить изменение показаний веса.

В зависимости от точности взвешивания, весы делят на группы:
1) для грубого взвешивания (дискретность до г)- используются редко;

2) для точного взвешивания (-//- до 10 мг):
а) аптечные и технические;
б) технохими­ческие;

аналитические:
а) обычные (-//- до 0,1-0,2 мг);
б) полумикрохимические (-//- до 0,01-0,02 мг);
в) микрохимические (-//- до 0,001 мг);
г) ультрамикрохимические (-//- от 10-6 до 10-9 мг);
4) специальные: пробирные, торзионные и пр.

Механические лабораторные весы
Достоинства: относительно низкая цена
Недостатки: длительная настройка и взвешивание, быстрый износ деталей, необходимость обеспечения определённых внешних условий (температура и влажность воздуха, отсутствие вибраций и резких толчков при работе и т.д.).

Каждые механические весы имеют свои разновесы, т.е. набор гирь в специ­альном футляре (берут для работы только пинцетом).
На каждой гирьке разновеса обозначена ее номинальная масса.

Весы для точного взвешивания
аптечные весы (предельная нагрузка до 100г) - предназначены для измерения массы сыпучих веществ.
В комплект входят: две пластмассовые чашки, равноплечный простой механизм и штатив для его установки.

технические весы (предельная нагрузка до 1 кг)- отличаются от аптечных только большим размером, устройство такое же.

технохимические весы более совершенны, чем предыдущие. Основная часть равноплечный рычаг - коромысло. Посередине коромысла, острием вниз, укреплена стальная призма. Ею коромысло опирается на стальную подушку, находящуюся на вертикальном стержне (он проходит внутри опорной колонки).
На концах коромысла, остриями вверх, укреплены призмы. На них лежат подушки так называемых "сережек", к которым на дужках подвешиваются чашки весов.

В средней части коромысла укреплена стрелка, а на опорной колонне внизу имеется шкала с делениями. К колонке прикреплен отвес, по которому весы устанавливаются в правильном положении. На концах коромысла имеются два поворотных грузика, вращением которых можно уравновесить ненагруженные весы.

На опорной колонке весов имеется арретир- специальное приспособление, защищающее ответственную деталь технохимических весов- остриё призм, от преждевременного износа, когда они находятся в нерабочем состоянии (поднимает коромысло и разобщает острые ребра призм и стальную подушку, на которую они опираются).

Аналитические весы
Точные лабораторные весы (предельная нагрузка до 200 г, погрешность взвешивания ±0,0001г) Для предохранения, от действия различных внешних факторов (например, движения потоков воздуха, температура в помещении), всегда заключены в стеклянный футляр с открывающимися дверцами, которые во время работы и после неё, должны быть закрыты.
Различные системы механических аналитических весов отличаются некоторыми деталями, но принцип устройства один и тот же

Микроаналитические весы отличаются от аналитических лишь тем, что у них предельная нагрузка около 20 г, а чувствительность доведена до 0,01-0,001 мг.

Под ультрамикровесами понимают все весы, чувствительность которых составляет 10-5-10-3 мг, а максимальная нагрузка колеблется от 1 г до 10 г.
Так как данные модели весов громоздки, трудны в калибровке и т.п., в настоящее время лаборатории оснащают электронными аналогами этих весов.

Специальные весы
Торсионные весы применяют для быстрого определения небольших масс - от 0,01 до 500 мг.
Достоинством торсионных весов является простота конструкции и быстрота взвешивания. Взвешивание на них производится быстро и точно. У этих весов есть арре­тир. Чашка весов заключена в шкафчик.

Электронные лабораторные весы
Взвешивание на электронных весах значительно быстрее и проще, так как масса вещества сразу высвечивается на табло.
Достоинства- надежны, точны и долговечны, так как они находятся в состоянии равновесия, все механические детали прибора неподвижны, а значит, не изнашиваются; требования к внешним условиям при работе с ними менее строгие;

Недостаток– относительно
высокая цена, особенно
на модели, снабженные
дополнительными функциями.

Возможно наличие дополнительных функций:
Функция процентного взвешивания- задав процентное соотношение ингредиентов в смеси, получают вес каждой составляющей и общий вес раствора или смеси.

Определение количества однородных предметов- взвесить десяток предметов, чтобы был определен их средний вес, а затем, поместить на рабочую платформу весов партию таких предметов; получают не только их общий вес, но и количество.

Функция усреднения помогает получить довольно точные результаты, если процесс взвешивания происходит в нестабильных условиях или при нестабильном поведении образца.

Контрольное взвешивание - это определение соответствия веса заданным пределам с определенной, допустимой нормами, погрешностью.
Кроме этих функций отдельные модели весов могут определять плотность материалов, выполнять корректировку количества компонентов в сложных составах, сравнивать вес образца до обработки с весом после нее и даже распечатывать данные на встроенном принтере.