Тема 3. Зважування

Питання для самостійного вивчення:

1. Ваги різного класу точності

2. Зважування на технохімічних вагах

3. Постійність, стійкість, правильність, точність і чутливість вагів

4. Аналітичні ваги і зважування. Визначення нульової точки вагів

5. Правила зважування на аналітичних вагах

1. Ваги різного класу точності

Законспектувати. Знати і вміти розкривати зміст

Ваги – прилад для визначення маси тіл шляхом порівняння її з масою гир. На вагах беруть наважку речовини для приготування розчину, визначення маси тари, яку збираються використовувати для проведення точної роботи, наприклад у ваговому аналізі.

Залежно від робо­ти, яка ставиться в хімічній лабораторії, використовують ваги того або іншого класу точності.

Ваги т р е т ь о г о класу точності дозволяють зважувати з точністю до грама. У хімічній лабораторії це настільні звичайні ваги (ваги Беранже), які ще називають торгівельними вагами.

Ваги д р у г о г о класу точності дозволяють зважувати з точністю до 0,01 г. У хімічній лабораторії вони представлені технохімічними вагами, чашковими лабораторними і ручними аптекарськими вагами.

Ваги п е р ш о г о класу точності є ще більш точними – вони дозволяють зважувати з точністю до 0,0002 г. У хімічній лабораторії вони представлені аналітичними вагами. Ці ваги знаходяться в спеціально відведеній для них ваговій кімнаті і використовуються при виконанні хімічних робіт, що вимагають особливо високої точності.

Кожен тип вагів характеризується допустимим максимальним і мінімальним навантаженнями. Максимальне навантаження інакше називається граничним, при його перевищенні може статися деформація або поломка вагів. Ці навантаження зазвичай вказані на лицьовій стороні коромисла. При зважуванні перш за все необхідно звернути увагу на ці дані і підібрати такі ваги, які дозволять виконати завдання з достатньою точністю. (Краще, щоб маса тіла або реактиву не дуже наближалася до мінімального і максимального навантаження.)

При порівнянні вагів навіть одного класу точності, наприклад другого, легко відмітити, що вони мають різну конструкцію.

2. Зважування на технохімічних вагах

Законспектувати. Знати і вміти розкривати зміст

У практиці хімічного аналізу найчастіше використовують ваги другого і першого класу. Розглянемо будову, принцип роботи та налаштування технохімічних вагів (рис. 1) із другого класу точності.

Їх не­обхідно перш за все правильно встановити, користуючись установлювальними гвинтами і стежачи за виском. Всі три ніжки вагів (дві передні з гвинтами і задня – опірна) повинні стояти на особливих металевих підставках, що мають в центрі поглиблення для ніжки.

Аби привести ваги в робоче положення, ручку аретиру повертають управо, при цьому призми коромисла опускаються на подушки і стає можливим його коливання. При переміщенні регуляторів тари змінюють момент сили, досягаючи рівноваги.

Рис. 1. Технохімічні ваги:

1 – коромисло; 2 – регулятор тари; 3 – сережка; 4 – стремено; 5 – чашки; 6 – висок;

7 – шкала; 8 – установлювальні гвинти; 9 – ручка аретиру

Зважування на вагах проводиться за допомогою набору гир, який називається важками. Відповідно до вагів є важки третього, другого, першого класів точності. Тому необхідно строго дотримуватися цієї відповідності, оскільки інакше точність зважування не може бути досягнута.

Важки другого класу точності поміщені у певному порядку в коробці з кришкою (рис. 2). Грамові гирі важків здебільшого нікельовані, але зустрічаються і фарфорові. Найкрупніша гиря таких важків має масу 500 г.

Рис. 2. Важки

Окрім грамових гир, у важку є міліграмові гирі (рис. 3) у вигляді пластинок з алюмінію або нікелю. Для зручності розпізнавання гирі роблять різної форми: п’ятсот- і п’ятдесятиміліграмові – шестигранні; двохсот- і двадцатиміліграмові – прямокутні, сто і десятиміліграмові – трикутні.

Рис. 3. Міліграмові важки

Кожна міліграмова гирка має заломлений краєчок, або вушко, за який беруть її пінцетом, коли кладуть на ваги або коли знімають з них. На кожній гирці стоїть число, що позначає масу гирі в міліграмах: 500, 200, 100, 50, 10 і рідше 5, 2 і 1.

Зважування на вагах проводиться за допомогою набору гир, який називається важками. Відповідно до вагів є важки третього, другого, першого класів точності. Тому необхідно строго дотримуватися цієї відповідності, оскільки інакше точність зважування не може бути досягнута.

Перш ніж приступити до зважування, необхідно перевірити ваги. Для цього плавним поворотом гвинта, що піднімає і опускає коромисло (аретир), ваги приводять у робоче положення і спостерігають за коливанням стрілки в ту й іншу сторону від середньої поділки шкали, що знаходиться в нижній частині вагів. Якщо при цьому стрілка відхиляється від середньої лінії шкали на рівне число поділок в обидві сторони або ж в один бік на 1-2 поділки більше, ніж в іншу, то ваги можна вважати придатними до роботи. Після закінчення перевірки ваги необхідно аретирувати, тобто, перевести в неробоче положення зворотним поворотом аретиру.

При зважуванні необхідно дотримуватись таких правил:

1. Ставити предмети і важки на чашки вагів, знімати їх звідти, торкатися чим би то не було робочої частини вагів можна лише після того, як ваги повністю аретовані.

2. Не ставити на чашку вагів гарячих, мокрих або брудних предметів. При роботі з рідинами ні в якому разі не допускати попадання рідини на ваги і важки.

3. Зважуваний предмет поміщати на ліву чашку вагів, а важки на праву.

4. Не класти зважувану речовину безпосередньо на чашку вагів. Тверді речовини зважувати на годинникових (увігнутих.) стеклах, в бюксах; у тиглях або на лис­точках глянцевого паперу.

5. Важки брати лише пінцетом і при знятті з вагів класти їх в ті гнізда, звідки вони були взяті. Ні в якому разі важки не класти на стіл.

6. Спочатку треба взяти важок, що приблизно відповідає вазі предмету. Якщо важок виявився більше необхідного, то потрібно взяти наступний за ним і т. д., до тих пір, доки не буде досягнута рівновага, тобто приблизно таке відхилення стрілки в обидві сторони від середини шкали, яке було перед зважуванням. Підрахувати загальну масу важків і записати її в робочий зошит. Не робити записи на окремих випадкових клаптиках паперу.

7. Не брати гирі з іншого набору важків.

8. При послідовних зважуваннях одного або різних предметів, які проводяться у зв'язку з однією роботою, слід користуватися одними й тими ж вагами і важками.

9. Після зважування ваги обов'язково аретувати. На вагах нічого не залишати.

Середня квадратична похибку зважування. Кожне зважування неминуче супроводжується похибкою. То­му з метою знаходження маси, найбільш наближеної до істинної, необхідно провести 4-5 зважувань. При послідовних зважуваннях предмет з вагів кожного разу не знімати. Одне зважування відділяється від іншого лише аретируванням вагів.

Похибку, що допускається при зважуванні можна виразити у вигляді середньої квадратичної похибки. Розрахунок середньої квадратичної похибки проводиться наступний чином. Припустимо, що проведено n зважувань і отримано такі результати:

m₁, m₂, . . . . . . , m_n

Знаходимо середнє арифметичне з цих значень:

m_сер. = .

Середня квадратична похибка б визначається наступним виразом:

.

Таким чином, маса тіла дорівнює:

А = m_сер. ±б