分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重量計(jì)量方法

摘要：隨著課程改革的進(jìn)一步加深，新課標(biāo)以人為本的教學(xué)要求在教學(xué)中得到了越來(lái)越多的重視，本文以電子天平在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用為例，講解分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重量計(jì)量方法，并提出了幾點(diǎn)更具人性化的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)重量計(jì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)1672-3791(2012)03(b)-0000-00

伴隨著現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，電子天平在實(shí)驗(yàn)室中的使用已越來(lái)越廣泛。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械天平電子天平具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：精度高，操作簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)獨(dú)特，使用功能豐富，自動(dòng)化程度高，稱(chēng)量速度快等等。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有著重要作用。

1 重量計(jì)量方法

實(shí)驗(yàn)前對(duì)重量計(jì)量工具的校準(zhǔn)是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一。在對(duì)天平進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，首先要在環(huán)境相對(duì)適宜、穩(wěn)定和密封的房間作為天平室，且天平應(yīng)安放在堅(jiān)固、穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上操作；其次，天平要放置在水平臺(tái)上操作。這里所要求的“水平”主要是為了天平的放置和橫梁調(diào)節(jié)的方便。因此，在實(shí)際操作時(shí)應(yīng)以“能較容易地放穩(wěn)天平并在托盤(pán)上放穩(wěn)物體和砝碼”，或以“托盤(pán)支柱不接觸底部，即指針沒(méi)有完全指到分度盤(pán)兩邊的端線”為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷工作臺(tái)是否水平。所以，常以“實(shí)驗(yàn)演示桌”、“講臺(tái)”、“課桌”等作為水平臺(tái)來(lái)完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)的。天平的平衡調(diào)節(jié)同樣是操作成功的關(guān)鍵因素。在進(jìn)行水平調(diào)節(jié)時(shí)一般遵循“左偏右調(diào)”和“右偏左調(diào)”的原則。教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要注意幫助理解“平衡螺母的旋轉(zhuǎn)方向與指針偏轉(zhuǎn)方向相反”者句話，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)天平橫梁平衡。首先要明確天平調(diào)節(jié)中的“兩個(gè)垂直關(guān)系”:分度盤(pán)支柱與天平底座垂直和指針與橫梁垂直。當(dāng)橫梁平衡，橫梁與天平底座(或桌面)是平行的，指針就會(huì)指在分度盤(pán)中央的紅線上。當(dāng)指針不是對(duì)準(zhǔn)重要紅線時(shí)，就要借助“翹翹板原理及相互垂直的幾何學(xué)知識(shí)”來(lái)解決：指針左偏，說(shuō)明橫梁左端下沉。要使橫梁水平，天平左側(cè)的平衡螺母必須向右端調(diào)節(jié)，指針右偏，說(shuō)明橫梁右端下沉。要使橫梁水平，天平右側(cè)的平衡螺母必須向左端調(diào)節(jié)。當(dāng)然教師教學(xué)時(shí)應(yīng)加適當(dāng)?shù)挠懻摵涂偨Y(jié)，使“左偏右調(diào)，右偏左調(diào)”深入學(xué)生的心中。

當(dāng)天平達(dá)到平衡時(shí)，物品和砝碼放置的位置也有一定的要求。考慮到實(shí)驗(yàn)操作的方便，即“順手”，應(yīng)采用“左物右碼”的放置方法。此時(shí)的“物體質(zhì)量=所加砝碼質(zhì)量+游碼所對(duì)的質(zhì)量”。用“右物左碼”的方法也可以測(cè)出物體的質(zhì)量，對(duì)應(yīng)的有“物體質(zhì)量=所加砝碼質(zhì)量-游碼所對(duì)的質(zhì)量”的等量關(guān)系。當(dāng)天平已達(dá)到平衡時(shí)就盡量避免天平的移動(dòng)，但是當(dāng)必須進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，就應(yīng)考慮天平是否需要重新進(jìn)行平衡的調(diào)節(jié)，判斷平衡的依據(jù)不是看更換的桌子是否水平而是看天平移動(dòng)位置后指針還能否指在分度盤(pán)中央的紅線上，即橫梁是否還能平衡。當(dāng)移動(dòng)后，指針仍停留在中央紅線處時(shí)，就無(wú)需重新進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)，可以直接進(jìn)行稱(chēng)量。稱(chēng)量時(shí)，為了不損傷天平和保證準(zhǔn)確度，要首先確定天平的最大稱(chēng)量和感量。那么該如何確定天平的最大稱(chēng)量呢？此外，這里的總質(zhì)量是指天平所配的砝碼總質(zhì)量?還是所配砝碼總質(zhì)量和標(biāo)尺的最大示數(shù)之和呢?一般要根據(jù)具體情況來(lái)判斷，當(dāng)把砝碼盒中的砝碼全部加到右盤(pán)，此時(shí)橫梁差一點(diǎn)就平衡，在這種情形下，仍然可以理解為在測(cè)量范圍內(nèi)；而感量是指天平一次能測(cè)出的最小質(zhì)量，即天平標(biāo)尺中1小格所表示的質(zhì)量數(shù)，它相當(dāng)于刻度尺的最小分度值。顯然，如果被測(cè)物體質(zhì)量達(dá)不到感量，就不能用天平進(jìn)行稱(chēng)量。當(dāng)被測(cè)物體的質(zhì)量大于感量而小于所配的最小砝碼質(zhì)量時(shí)，就不需要在右盤(pán)中加砝碼，而采取直接移游碼的方法來(lái)測(cè)量物體質(zhì)量。

2 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

天平的使用有很多注意內(nèi)容:用天平稱(chēng)的物體的質(zhì)量不能超過(guò)天平的量程（最大秤量范圍)；砝碼的加減要用鑷子鑷取；使用天平過(guò)程中要保持天平干燥燥清清清潔，不要讓天平盤(pán)、橫梁等沾上污物或受到銹蝕；用鑷子往盤(pán)里加減祛碼時(shí)要輕拿輕放，避免讓天平受強(qiáng)烈振動(dòng)而影響其敏感度。此外，稱(chēng)量不同的物體時(shí)應(yīng)采用不同的方法：如應(yīng)采用“補(bǔ)差法”測(cè)液體或帶有腐蝕性的物體，即首先稱(chēng)量容器的質(zhì)量，然后再稱(chēng)量容器和待測(cè)物體的質(zhì)量之和，最后用總質(zhì)量減去容器質(zhì)量之差即是待測(cè)物體的質(zhì)量；采用化少為多的方法即“疊積法”來(lái)稱(chēng)微小物體質(zhì)量，首先稱(chēng)量出幾十個(gè)小物體的總質(zhì)量，然后再用總質(zhì)量除以個(gè)數(shù)，就可得到每個(gè)小物體的質(zhì)量（首先應(yīng)保證各微量物體的質(zhì)量相等）。每架天平都有一定的測(cè)量范圍，當(dāng)稱(chēng)量物體質(zhì)量超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)，就會(huì)造成較大的誤差，嚴(yán)重時(shí)甚至損傷天平。因此，稱(chēng)量物體質(zhì)量時(shí)，加在天平上的質(zhì)量不能超過(guò)它的測(cè)量范圍以獲得較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和保護(hù)天平。因?yàn)樘炱讲考陨砭痛嬖谝欢ǖ恼`差，兩托盤(pán)存在著一定的區(qū)別，所以物理天平左右兩臂上的掛鉤、吊架和秤盤(pán)不能互換。在對(duì)天平進(jìn)行安裝、使用等操作時(shí)，應(yīng)認(rèn)清零件的編號(hào)，把標(biāo)有編碼“1”的托盤(pán)放在左邊，標(biāo)有編碼“2”字的托盤(pán)放在右邊。校準(zhǔn)是貫徹天平使用整個(gè)過(guò)程的問(wèn)題，在完成對(duì)托盤(pán)天平和調(diào)節(jié)橫梁平衡后，就不能交換兩個(gè)托盤(pán)的位置，否則平衡關(guān)系破壞，要重新調(diào)節(jié)天平的平衡。為了避免天平使用時(shí)的碰、震等現(xiàn)象，在對(duì)物理天平進(jìn)行調(diào)水平、調(diào)平衡，放上或取下砝碼，增加或減少砝碼等操作時(shí)，都應(yīng)降下橫梁進(jìn)行，加減砝碼，放上或取下重物。在增減砝碼時(shí)還要注意輕拿輕放，否則容易損傷托盤(pán)和天平的刀口而影響天平的測(cè)量的精準(zhǔn)程度。測(cè)量物品時(shí)，要防止物品對(duì)天平的濕、污，不得把潮濕的物體或者化學(xué)藥品直接放入托盤(pán)里，不要用手直接拿砝碼，以免出現(xiàn)污損天平零件和砝碼的現(xiàn)象。最后，測(cè)量完畢后，要清點(diǎn)砝碼并裝入盒內(nèi)，防止砝碼的丟失而造成損失和對(duì)以后實(shí)驗(yàn)帶來(lái)麻煩。

3結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹并分析了化學(xué)實(shí)驗(yàn)中重量計(jì)量的幾種方法，并對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常遇到的天平的校準(zhǔn)、天平的放置位置、“左偏右調(diào)”、“左物右碼”、 天平移到另一水平臺(tái)上是否需要重新調(diào)節(jié)、天平的最大稱(chēng)量和感量的確定等問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析和講解。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題加以重視，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

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