§ 7. Взвешивание

Воздушно-сухие вещества взвешивают, не прибегая к особым предосторожностям. При взвешивании высушенных проб и гигроскопических веществ соблюдают особые меры предосторожности во избежание поглощения этими веществами влаги из воздуха. В таких случаях вещество высушивают в стеклянных стаканчиках — бюксах (рис. 2), закрывают бюкс крышкой и помещают в эксикатор (рис. 3). Пришлифованную крышку эксикатора через некоторое время на мгновение открывают для выравнивания внешнего и внутреннего давления (рис. 4). Эксикатор из лаборатории в весовую комнату переносят так, как показано на рис. 5. Взвешенное вещество используют для анализа.

Лабораторные весы. Для измерения массы взвешиваемого тела в химико-аналитических лабораториях применяют весы различного назначения отличающиеся не только конструктивными особенностями, но и допустимой предельной нагрузкой, точностью, чувствительностью, ценой деления и т. п.

В связи с этим лабораторные весы подразделяют на: аналитические, полумикроаналитические, микроаналитические и пробирные;

Рис. 2. Бюксы.

Рис. 3. Эксикаторы.

микровесы, отличающиеся от аналитических весов относительно малыми значениями предельной нагрузки, цены деления и погрешности;

технические весы классов, применяемые для менее точного взвешивания;

специальные лабораторные весы, применяемые в особых условиях лабораторной работы (например, в атмосфере агрессивных сред) или для особых видов анализа (термогравиметрические, седиментационные и т. п.). К этому типу весов относятся электронные весы, в которых отсчет показаний или уравновешивание нагрузки производится посредством электронных приборов.

В студенческих химико-аналитических лабораториях применяют почти исключительно рычажные аналитические весы, на которых сравнивают массу взвешиваемого тела с массой разновесок (или гирь).

Устройство аналитических весов. Устройство аналитических весов и их частей подробно описывается в курсах физики и изучается студентами на первом курсе. Поэтому мы опускаем описание конструкции весов.

Схема аналитических весов дана на рис. 6.

Некоторые весы имеют приспособления для автоматического подвешивания гирек (рис. 7).

Рис. 4. Открывание эксикатора.

Рис. 5. Переноска эксикатора.

Очень удобны в работе демпферные весы, при взвешивании на них положение равновесия чашек определяют не по колебаниям стрелки, а по ее положению после прекращения колебания. Демпфер (рис. 8) представляет собой два легких полых металлических циливдра, подвешенных к чашкам или дужкам весов.

В эти цилиндры свободно входят два других неподвижно укрепленных на колонке или на основании весов цилиндра.

При колебании стрелки весов верхний цилиндр наклоняющегося плеча коромысла сжимает находящийся в нижнем цилиндре эоздух, который стремится выйти через узкую щель, образующуюся между цилиндрами.

Рис. 6. Схема аналитических весов: 1 — коромысло весов; 2 — средняя опорная призма; 3 — стержень рейтерного приспособления; 4 — крайняя призма; 5 — крючок рейтера; 6 — горизонтальная балансирная гайка; 7 — стойка арретира коромысла; 8 — планка сережки; 9 — крючок сережки; 10 — рычаг арретира коромысла;

II — вертикальная балансирная гайка; 12 — колонка; 13 дужка чашки; 14 чашка; 15 — стрелка; 16 — шкала стрелки; 17 — ручка арретира; 18 — передняя ножка весов; 19 — подставка ножки; 20 — задняя ножка весов; 21 — базисная (основная) доска весов; 22 — подвижная подставка арретира чашек.

Рис. 7. Приспособление для автоматического подвешивания гирек. В данном случае на планку весов помещены , или 0,580 г.

Рис. 8. Демпфер: 1 — подвижные цилиндры, прикрепленные к дужкам весов; - неподвижные цилиндры. Стрелки показывают движение воздуха.

В результате колебания коромысла тормозятся и чашки весов быстро приходят в состояние покоя.

Разновес. Тела, служащие эталонами для измерения массы, называют гирями или разновесками.

Мелкие гирьки (разновески) имеют форму квадратной пластинки с загнутым углом или форму шестиугольника. Цифры, поставленные на мелких разновесках, показывают миллиграммы (500, 200, 100 и т. д.) или доли грамма (0,5, 0,2, 0,1 и т. д.). Набор гирь, необходимых для взвешивания на аналитических весах, называется аналитическим разновесом (рис. 9). Этот набор составляется так, чтобы при наименьшем числе гирь можно было получать любое число целых граммов и долей грамма. Гири помещают в определенном порядке в футляре. Каждой гире предназначено особое место в виде углубления. Расположение гирь систематическое (по убывающей массе), благодаря этому нетрудно определить по пустому месту массу отсутствующей гири. Мелким разновескам отводится в футляре особое отделение, которое покрывают стеклом. В этом же отделении помещают пинцет или щипчики, при помощи которых берут гири. Щипчики снабжены костяными наконечниками для того, чтобы они не царапали гири.

Рис. 9. Аналитический разновес и рейтер.

Обычно аналитический набор имеет в своем составе гири достоинством 100, 50, 20, 10, 10, 5, 2, 2, 1 г и 500, 200, 100, 100, 50, 20, 10, 10, 10 мг. Гири менее не употребляются: их заменяет рейтер, или гусарик.

Чувствительность весов. Чувствительность весов выражают числом делений шкалы, прикрепленной к основанию колонки, на которое отклоняется стрелка весов при изменении нагрузки одной из чашек на .

Пример. Если при добавочном грузе стрелка весов отклонится на 8 делений, это значит, что чувствительность весов равна .

Цена деления шкалы. Ценой деления шкалы называют груз, необходимый для смещения стрелки шкалы на одно деление. Цену деления выражают в миллиграммах. Если цена деления шкалы весов равна, например, , то это значит, что под влиянием гирьки массой стрелка отклоняется на 1 деление.

Иногда цену деления шкалы называют чувствительностью весов, в действительности цена деления обратно пропорциональна чувствительности весов.