1.7.1 Устройство технохимических весов и правила обращения с ними

Технохимические весы изображены на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – Технохимические весы

Технохимические весы имеют коромысло (2), на котором укреплены три призмы: две на концах коромысла (обращены ребром вверх) и одна посередине (обращена ребром вниз). Своей средней призмой коромысло опирается на площадку, укрепленную на центральной колонке весов. Чашки весов (4) посредством серег подвешены на концевые призмы. Для определения состояния равновесия служат стрелка (8) и шкала с делениями (6). Весы имеют арретир (7). Арретир приподнимает коромысло с чашками весов, освобождая призмы от контакта с площадками. Это предохраняет призмы от преждевременного изнашивания и прекращает качания коромысла. Неработающие весы всегда должны быть арретированы. Весы смонтированы на площадке, снабженной установочными винтами (5), которые служат для настройки весов по отвесу (3). Если площадка весов установлена горизонтально, острие отвеса совпадает с острием неподвижного конуса на площадке. На концах коромысла имеются две балансировочные гайки (1), вращением которых весы корректируются до начала взвешивания, так чтобы при качании коромысла стрелка отклонялась влево и вправо на одинаковое число делений шкалы (6).

В рабочее положение весы приводят плавным поворотом по часовой стрелке арретирующего устройства. На чашки весов запрещается ставить горячие или грязные предметы, брать разновески (гирьки) без пинцета. Класть на весы предметы и разновески можно только при арретированных весах. Взвешиваемые предметы кладут на левую чашку весов обязательно на листочке бумаги или в химической посуде, массу которых определяют заранее. Разновески кладут на правую чашку весов до тех пор, пока весы не уравновесятся. Суммарная масса разновесок равна массе взвешиваемого предмета. После взвешивания разновески должны быть возвращены на место, а весы арретированы. При выполнении одной работы взвешивать нужно на одних и тех же весах с одним и тем же разновесом.

1.7.2 Устройство аналитических весов и правила обращения с ними

Познакомимся с равноплечими аналитическими демпферными весами и техникой взвешивания на них. Основные части этих весов показаны на рисунке 1.7. Весы заключены в витрину с боковыми дверцами. Витрина закреплена на основании, на котором также крепится колонка (1). При помощи регулируемых ножек основание весов устанавливается строго горизонтально по уровню. На колонке крепятся два кронштейна с воздушными успокоителями колебаний – демпферами (2). На вершине колонки помещена опорная площадка, на которую опирается средняя призма коромысла (3). На концах коромысла имеются грузоприемные призмы, на них подвешиваются серьги с грузоприемными площадками. На верхние крючки серег подвешиваются чашки весов (4), на нижние – стаканы демпферов. Весы снабжены встроенными разновесками, которые навешиваются на планку, скрепленную с правой серьгой. Управление разновесками происходит при помощи вращающихся лимбов (5) через рычаги. На конце стрелки весов (7) имеется микрошкала (6.), которая при помощи оптического устройства проецируется на освещаемый экран.

Чувствительность весов в значительной мере зависит от того, насколько остро отточены острия призм, и как хорошо отполированы площадки, на которые эти призмы опираются. Чтобы призмы не истирались, весы снабжены арретиром (8). Когда весы арретированы, призмы не касаются опорных площадок. В таком состоянии они должны находиться, когда весами не пользуются, накладывают разновески или взвешиваемые предметы.

Рисунок 1.7 – Аналитические весы

Проводя взвешивание на аналитических весах, необходимо соблюдать ряд правил.

Нельзя нагружать аналитические весы сверх установленной нормы. Если масса предмета вызывает сомнение, его предварительно следует взвесить на технохимических весах. Разновески следует брать только пинцетом.

Ставить предметы и разновески на чашки весов или снимать их с чашек разрешается только после арретирования весов. Поворачивать рукоятку арретира следует плавно и осторожно.

Вещества взвешиваются только в специальной посуде (тигли, бюксы, часовые стекла), а если нет опасности потери вещества, то на кусочках бумаги.

Нельзя ставить на чашки весов горячие, влажные или грязные предметы. Нельзя сдвигать весы, просыпать и проливать реактивы внутри витрины весов.

Вещества, выделяющие пары или газы, следует взвешивать только в герметично закрытой посуде.

Для уменьшения влияния погрешностей на результаты опыта все взвешивания проводятся на одних и тех же весах, с использованием одного и того же разновеса.

По окончании работы весы должны быть арретированы, взвешиваемый предмет и разновески убраны с чашек весов, дверцы закрыты, малый и большой лимбы поставлены в нулевое положение, штепсельная вилка вынута из розетки.

1.8 Методика проведения опыта

1.8.1 Взвешивание цинка на аналитических весах

Включить осветитель весов при помощи штепсельной вилки.

Привести весы в рабочее состояние, повернув рукоятку арретира, при этом автоматически включается лампочка осветителя. На экране вейтографа появляется движущееся изображение шкалы.

Установить нулевую точку весов, совместив неподвижную вертикальную линию на экране (риску) с нулевым делением шкалы. Этого можно добиться вращением регулировочного винта экрана.

Арретировать весы.

Открыв боковую дверцу, на левую чашку весов поместить кусочек цинка на предварительно взвешенной бумажке массой m_1. Для взвешивания с точностью до 1г на правую чашку весов помешают гирьки. Так как в данной работе предстоит взвесить с точностью до 0,0002г навеску цинка массой около 0,02 – 0,03г, а масса кусочка бумаги также меньше 1г, то на правую чашку весов гирьки ставить не требуется.

Закрыв дверцу, приступить к взвешиванию. Поворачивая большой лимб, производят взвешивание с точностью до десятых долей грамма так, чтобы был недовес (риска находится в положительной части шкалы). Поворачивая малый лимб, производят взвешивание с точностью до сотых долей грамма. Взвешивание считается законченным, когда риска находится в пределах положительных значений шкалы от 0 до 10. Тысячные и десятитысячные доли грамма узнают по шкале после того, как колебания прекратятся.

Определить массу цинка с бумажкой m₂, суммируя показания по большому, малому лимбу и шкале весов.

Масса цинка определяется по разности m₂ – m₁.

Взвешенный кусочек цинка завернуть в бумагу, на которой написать его массу, и сохранить до следующей лабораторной работы.

1.9 Требования к уровню подготовки студентов

• Знать общие правила и технику безопасности при работе в химической лаборатории.

• Уметь оказать первую помощь при несчастных случаях.

• Знать назначение наиболее часто используемой химической посуды и лабораторного оборудования, правила пользования ими.

• Уметь выполнять операции нагревания и охлаждения, фильтрования, взвешивания, измерения температуры.

• Знать принципиальную схему устройства технохимических и равноплечих демпферных аналитических весов.

1.10 Задания для самоконтроля

1. Почему нельзя выливать в раковину концентрированные растворы кислот и щелочей, органические растворители, выбрасывать остатки щелочных металлов?

2. Какую последовательность следует соблюдать при приготовлении разбавленного раствора из концентрированной серной кислоты?

3. Почему запрещается проводить опыты в грязной посуде?

4. Что нужно предпринять при попадании капель концентрированной кислоты или щелочи на кожу?

5. Нарисуйте схему частей пламени спиртовки или горелки. В какой части пламени температура максимальна?

6. Какие правила необходимо соблюдать при нагревании жидкости в пробирке на пламени спиртовки и в стакане на электроплитке?

7. Какую посуду называют мерной, для чего она используется?

1.10.8 Какая фарфоровая посуда используется в лаборатории, и для каких целей?

9. Какие способы проведения фильтрования вы знаете?

10. Что такое арретир, для чего он нужен в весах?

11. На правой чашке уравновешенных технохимических весов находятся разновески достоинством 10г, 2г, 50 мг. Какова масса взвешиваемого предмета?

12. Масса навески вещества составляет 5,2387г. На какое деление подвижной шкалы аналитических весов указывает риска на экране вейтографа?

1.11 Список рекомендуемой литературы

1.11.1 Коровин Н.В. Лабораторные работы по химии: Учеб. пособие для техн. направлений и спец. вузов/ Н.В.Коровин, Э.И. Мингулина, Н.Г.Рыжова. Под ред. Н.В.Коровина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.; Высш. шк., 1998. – 256 с.

1.11.2 Практикум по общей и неорганической химии: Учеб. пособие/ Л.С.Гузей, В.Н.Кузнецов, Г.П.Жмурко и др. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 88 с.

1 Мениск – вогнутая (если жидкость смачивает поверхность стекла) или выпуклая (если жидкость не смачивает поверхность стекла) утолщенная поверхность жидкости в узких трубках.