Презентация по физико-химическим методам исследования на тему Весы

ВЕСЫ И ВЗВЕШИВАНИЕ Физико-химические исследования ЧТО ТАКОЕ ВЕСЫ? Весы́ — устройство или прибор для определения массы тел (взвешивания) по действующему на них весу, приближённо считая его равным силе тяжести. Вес тела может быть определён как через сравнение с весом эталонной массы (как в рычажных весах), так и через измерение этой силы через другие физические величины. ИСТОРИЯ ВЕСОВ Первые найденные археологами образцы весов относятся к V тысячелетию до н. э., применялись они в Месопотамии. Весы хорошо видны на папирусе ХIX династии (около 1250 года до н. э.). Согласно древнеегипетской «Книге мертвых», Анубис, на входе в подземное царство взвешивает сердце всякого умершего на особых весах, где в качестве гири выступает богиня правосудия Маат.Каменная стела I тысячелетия до н. э. (Турция) изображает хетта, использующего вместо поперечной планки балансовых весов собственный палец.Историки приписывают римлянам изобретение принципиально новой системы измерения веса — при которой передвигается гиря, а точка опоры и положение привеса остаются неизменными. В Помпеях найден один из самых ранних безменов . У римского приспособления, в отличие от современного, было две шкалы и две ручки в виде крюков.В Древней Руси товары взвешивали на равноплечих весах — скалвах. С XIV века на Руси появляется слово «безмен» (от тюрк. batman — мера веса около 10 кг). КАКИЕ ВЕСЫ БЫВАЮТ 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 0.0001-0.0002г. 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 двухчашечные весы 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. отвес арретир коромысло установочные винты разновес стрелка шкала чашки регулировачные винты Правила взвешивания.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 весах. 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. Торсионные весыВесы пружинного типа, предназначенные для быстрого и относительно точного взвешивания грузов до 500мг.  Имеют арретир, чашки весов заключены в шкафчик. Техника взвешивания: весы устанавливают по уровню, открывают арретир,  стрелке указателя придают нулевое положение, закрывают арретир, открывают дверцы шкафчика, ставят на подвеску взвешиваемый груз, дверцу шкафчика закрывают, открывают арретир и поворачивают указатель веса до тех пор, пока указатель равновесия не совместится с чертой равновесия, закрывают арретир и по делению, которое указывает стрелка, определяют вес. Аналитические весы:Аналитические весы служат для точного определения массы тел. В лабораториях распространены 2 типа весов: весы с рейтером, которые уже не выпускаются промышленностью, но еще находятся в эксплуатации, и весы типа АДК-200 с накладными гирями и оптическим отсчетом. Основной частью весов является равноплечий рычаг , называемый коромыслом. В середине коромысла перпендикулярно к его плоскости укреплена агатовая призма. Ребром своим призма опирается на плоскую агатовую подушку, укрепленную на верху колонки . На равных расстояниях от средней призмы, у нижних концов рамы коромысла, расположены еще 2 призмы, на которые с помощью сережек подвешены чашки . В середине нижней части коромысла укреплена стрелка , позволяющая отсчитать отклонения коромысла от положения равновесия по шкале, укрепленной в нижней части колонки весов. Весы монтируются на пластмассовом или стеклянном основании и закрыты ящиком с подъемной стеклянной передней стенкой и стеклянными боковыми дверцами. Для предохранения ребер агатовых призм от преждевременного изнашивания весы снабжены арретиром - приспособлением, позволяющим коромысла и чашки поднять немного вверх и вывести ребра призм из соприкосновения с соответствующими подушками. Для арртирования весов и освобождения призмы от давления служит рукоятка, помещенная под плитой весов. Арретирование производиться вращением этой рукоятки. Когда весами не пользуются, а также при смене нагрузок во время взвешивания, весы обязательно должны быть арретированы. Разновес, который прилагается к аналитическим весам с рейтером состоит из набора гирь массой от 100 гр. до 10 мг. Для взвешивания с точностью большей, чем позволяет разновес, весы снабжаются рейтером – проволочной гирькой, которую удобно сажать верхом на одно из плеч коромысла весов. Каждое из плеч коромысла обычно разделено поверху на 10 частей. Рейтеры изготовляются весом 1 или 10 мг. Будучи повешен на 1 деление, рейтер создает действующий на коромысла момент, эквивалентный нагрузке 1 мг., положенный в чашку, если рейтер повешен на второе деление, то момент эквивалентен 2 мг. и т.д. Навешивание и перемещение рейтера производят специальным подвижным стержнем, пропущенным через правую стенку ящика весов. Стержень оканчивается крючком, которым зацепляют уши рейтера. Аналитические весы допускают взвешивание тел не больше определенного предельного веса. Эта предельная нагрузка либо указывается на самих весах или в их паспорте, либо может быть определена, как суммарный вес приложенного к весам разновеса. Весы АДК-200-М для удобства работы снабжены демпфером – устройством, увеличивающим затухания колебаний коромысла на столько, что движение стрелки становится апериодическим и она не колеблется около положения равновесия, а медленно приближается к нему и останавливается вблизи этого положения с той стороны, с которой к нему двигалась. Рейтер в этих весах отсутствует. Весы снабжены встроенными в них миллиграммовыми гирями от 10 до 1210 мг, навешиваемыми на планку, укрепленную на серге правой чашки весов. Управление гирями производится с помощью вращающихся лимбов , расположенных справа на футляре весов, через рычаги . При вращении внутреннего лимба происходит накидывание или снятие десятков мг., при вращении внешнего лимба сотен мг . Стрелка весов снабжена в своем нижнем конце шкалой с отсчетом от 0 до 10 мг. в обе стороны. Микрошкала с помощью оптического устройства проецируется на экран , расположенный перед колонкой весов. Включение подсветки оптического устройства ( вейтографа) производится одновременно с разарретированием весов рукояткой . Общие правила работы на аналитических весах:Нагрузка на чашки весов не должна превышать предельной для данной системы весов.При работе на весах необходимо проявлять осторожность, не делать резких движений.Весы всегда должны находиться в чистоте. При попадании на чашку весов сыпучих веществ их удаляют специальной кисточкой или перышком.Взвешиваемый предмет и разновесы помещают на чашки весов и снимают с них только при закрытом арретире.Для взвешивания необходимо пользоваться чистой сухой посудой (бюкс, стакан, часовое стекло, тигель), помещать вещества непосредственно на чашку весов запрещено. Летучие и гигроскопичные вещества следует взвешивать только в закрытыхбюксах.Температура взвешиваемого предмета и окружающей среды должна быть одинакова. Нельзя взвешивать теплые предметы и растворы.Все дверки весов во время взвешивания должны быть закрыты.Аналитические разновесы необходимо брать только пинцетом, после взвешивания разновесы сразу помещать в футляр.Все взвешивания для данного анализа следует проводиться одних и тех же весах. Электронные аналитические весыНемного теории: в механических и электромеханических весах процесс взвешивания заключается в сравнении взвешиваемого груза с системой встроенных гирь и пружин, а также внешних гирь с помощью индикатора положения равновесия.В весах электронных весах процесс взвешивания заключается в процессе сравнения взвешиваемого груза и эталонного груза калибровки, значение которого сохраняется в памяти электронного блока весов. По принципу измерения электронный весы могут быть тензовесами или весами с электромагнитной системой.В наиболее простых из электронных весов - тензовесах взвешивание происходит посредством измерения напряжения упругого тела, с которым связана чашка весов. Весы с электромагнитной системой - это весы, в которых через сложную систему рычагов и пружин уравновешивание взвешиваемого груза происходит при помощи электромагнитной катушки и измерения, проходящего через нее тока. Такие весы более долговечны при эксплуатации, поскольку в них все механические части фактически являются неподвижными - весы находятся в постоянном состоянии равновесия. Правила взвешивания на автоматических весах с цифровой индикациейВключить шнур весов в сеть. Нажать на клавишу «On/Zero» для установки весов на нуль. Если нужно взвесить сыпучие вещества, то предварительно нужно поместить на чашку весов сухой пустой бюкс или стаканчик для отображения на дисплее их массы. Нажатием на клавишу «Tare» убирается с дисплея масса тары. Насыпать сухое вещество в бюкс и поставить на чашку весов. На дисплее отобразится масса вещества. После взятия навески вещества вновь надо нажать на клавишу«Tare» до появления на дисплее цифры 0,0000 г. Для выключения весов нажать на клавишу «On/Zero» до исчезновения на дисплее цифр. Выключить весы из сети. Техника взятия навескиТехника взятия навески может быть различна:1)Часовое стекло или бюкс точно взвешивают, помещают туда приблизительно необходимое количество вещества и снова взвешивают. Массу вещества рассчитывают по разнице масс часового стекла или бюкса с навеской и без.2)На часовое стекло или в бюкс помещают количество вещества достаточное для взятия нескольких навесок и взвешивают. Затем отсыпают порцию вещества в стакан и снова взвешивают часовое стекло или бюкс с остатками вещества. По разнице двух взвешиваний, находят массу навески.Такой способ более удобен в тех случаях, когда необходимо взять несколько навесок анализируемого веществ Контрольные вопросы1. Что такое масса тела?2. Что называется весом тела?3. Почему можно утверждать, что при точном взвешивании на рычажных весах измеряется масса тела, а на пружинных - вес?4. Изменяется ли результат взвешивания на рычажных весах при перемещении с полюса на экватор?5. С какой точностью производится взвешивание на аналитических весах?6. Почему нельзя судить о положении нулевой точки весов по положению конца стрелки после полного затухания колебаний коромысла?