实验三 台秤和分析天平的使用
一 、实验目的
1、熟练掌握托盘天平（即台天平）的使用方法。
2、了解分析天平的基本构造
3、学习分析天平的使用方法。
4、学会用直接法和减量法称量样品。
二、天平的构造及工作原理
（一）托盘天平
托盘天平是实验室粗称药品和物品不可缺少的称量仪器，其最大称量（最小准称量）为1000g （lg ）、500g （0.5g ）、200g （0.2g ）、100g （0.1g ）。
图4-1
托盘天平构造如图4-1所示，通常横梁架在底座上，横梁中部有指针与刻度盘相对，据指针在刻度盘上左右摆动情况，判断天平是否平衡，秤盘用来放置试样（左）砝码（右）。 托盘天平的称量操作
（1）调零 将游码归零、调节调零螺母、使指针在刻度盘中心线左右等距离摆动，表示天平的零点已调好，可正常使用。
（2）称量 在左盘放试样，右盘用镊子夹入砝码（由大到小），再调游码，直至指针在刻度盘中心线左右等距离摆动。砝码及游码指示数值相加则为所称试样质量。
（3）恢复原状 要求把砝码移到砝码盒中原来的位置，把游码移到零刻度，把夹取砝码的镊子放到砝码盒中。
（二）分析天平
分析天平是指精密天平。常见的一类精密天平是无光学读数装置的空气阻尼天平，也称普通标牌天平; 另一类是具有光学读数装置的等臂、不等臂电光天平，也称为微分标牌天平。其称量加砝码方式又分为全自动机械加码和半自动机械加码两种。现以实验室常用的半自动机械加码等臂天平为例，介绍分析天平的原理、结构和使用方法。
（1）半自动电光分析天平的外形 如图4-2所示。它的主要部件是铜合金制成的横梁。梁上装有三个三角棱柱形的玛瑙刀。中间一个刀口向下，称为支点刀。工作时它的刀刃与一个玛瑙平板接触， 是天平的支点，梁的两侧各有一个刀口向上的玛瑙刀，称为承重刀。 承重刀上面分别挂着两个吊耳（镫），吊耳下面各挂一个称盘。为了使天平尽快停静下来，吊耳下面分别安装了两个阻尼筒（阻尼器），它是由两个互相套合而又不接触的铝制圆筒构成的。
1. 天平梁 2. 平衡螺丝 3. 吊耳
4. 指针 5. 升降枢 6. 拨杆
7. 螺旋脚 8. 盘托 9. 称盘
10. 投影屏 11. 阻尼筒 12. 托叶
13. 支柱 14. 指数盘 15. 圈码
16. 框罩 17. 支点刀
半自动电光分析天平的构造
图4-2
天平梁正中有一根很长的指针，指针下端固定着一个透明的微分标尺，称量时，借助光源，经过放大、反射，透明标尺上的刻度便在投影屏上显示出来。透明标尺一大格相当于1毫克，一小格相当于0.1毫克。10毫克以下的质量就是利用这一标尺的移动情况来确定的。 ①立柱 空心立柱是横梁支点，柱上装有可升降的托梁架，天平不用时托起天平梁，使三刀口脱离接触。
②悬挂系统
吊耳 吊耳位重刀接触。悬吊起称盘。圈码承重片附加于右侧吊耳之上。
秤盘 供放置砝码或称量物用，称量时悬挂于吊耳钩上，
阻尼器 由内、外筒组成，外筒固定于支架上，内筒悬挂于吊耳钩上，置于外筒之中开启时，内筒与吊耳、秤盘同步移动。由于两筒内空气阻尼作用，使天平很快达平衡状态。 ③电源 光电源接通，天平处工作状态。反之天平处于停运行状态。
④光学读数系统 横梁的指针下端装有缩微标尺，工标尺放大，再反射投影于光屏上。若标尺投影零刻度线与光屏上中垂线重合，则天平处平衡位置。
⑤自动指数盘 直接向天平梁上加10~990mg的圈码。
⑥天平箱 天平箱用于保护天平不受量物质用。箱底部有三只支承脚，前边两脚可调动，供调节天平水平用，天平立柱上端固定有水平泡一只，供观察天平的水平状态。
⑦砝码 半自动天平配备有一盒砝码。
（2）分析天平的称量操作
①预备和检查
A 、称量前取下天平箱上的布罩，叠好后放在天平箱右后方的台面上。
B 、称量操作人应面对天平端坐，记录本放在胸前的台面上。砝码盒放在天平箱的右侧，接受和存放称量物的器皿放在天平箱的左侧。
C 、检查砝码是否齐全，放置的位置是否正确。检查砝码盒内是否有移取砝码的摄子。检查圈码是否齐全，是否挂在相应的圈码钩上，圈码读数盘的读数是否在零位。
D 、检查天平梁和吊耳的位置是否正常，检查天平是否处于休止状态。检查天平是否处于水平位置。如不水平，可调节天平箱前下脚的两个螺丝，使气泡水准器中的气泡位于正中（要求学生会调节水平）。
E 、察看天平盘上如有粉尘或其他落入的物质可用软毛刷轻轻扫净。
②天平零点的调节
零点是指未载重的天平处于平衡状态时指针所指的标尺刻度。检查天平后，端坐于天平前面，沿顺时针方向轻轻转动旋钮（即打开天平），使天平梁放下，待指针稳定后，若微分标牌的“0”刻度与投影屏上的标线不重合，当位差较小时，可拨动天平箱底板下的拨杆使其重合；若位差较大时，在教师指导下，先调节天平梁上的平衡螺丝，再调节拨杆使其重合。然后沿反时针方向轻轻旋转旋钮，将天平梁托起（即关上天平）。此时天平的零点（L 0）已调节为“0”。
③直接称量法
从教师处领取一个洁争的表面皿，记下其编号。先用托盘天平粗称，记录其质量（保留一位小数），再用分析天平准确称量。调节好分析天平的零点并关上天平后，把表面皿放在天平左盘的中央，向天平右盘添加粗称时质量的砝码。然后慢慢沿顺时针方向转动旋钮（初始应半开天平，防止天平梁倾斜度太大，损坏天平），若微分标尺向右移动得很快，则说明右盘重（微分标尺总是向重盘方向移动），关上天平后减少右盘中的砝码（用圈码读数盘减少）0.1g 。再慢慢打开天平，判断并加减砝码（加减砝码前切记先关上天平），直至微分标尺稳定地停在0~10mg间（此时，天平应打开到最大位置）。当天平达到平衡后，读取砝码（整数）、圈码（小数点后第一、二两位小数）和投影屏上（小数点后第三、四位小数）的质量，复核后关上天平做好记录。
④减量称量法
例用减量称量法称取三份试样，每份0.2~0.3g。
用叠好的纸带（一般宽1.5cm ，长15cm ）拿取洗净烘干的带盖称量瓶一只。用托盘天平粗称（保留一位小数）。然后，用纸带打开称量瓶盖子（盖子打开后仍放在托盘天平左盘上），加0.9g 砝码于托盘天平右盘上。用小药勺取NaCI 固体分数次加入称量瓶中，直至托盘天平正好达到平衡态，此时已粗称0.9g 于称量瓶中。盖好称量瓶盖子，读取砝码质量，复核后做好记录（保留一位小数）。
称量瓶操作 调好分析天平的零点并关上天平后，用纸带将称量瓶（内装样）放在分析天平的左盘中央，在分析天平右盘加上粗称时质量的砝码。然后慢慢打开天平（初始应半开天平），判断并加减砝码（加减砝码前首先关上天平），直至天平达到平衡态，微分标尺稳定地停在0—10mg 间（此时，天平应打开到最大位置）。读取砝码、圈码和投影屏上的质量，复核后关上天平并做好记录（保留四位小数）（W 1）。
用纸带将称量瓶取出，左手用纸带操作称量瓶，右手用纸带操作称量瓶的盖子。把
250 mL烧杯放在台面上，将称量瓶移到烧杯口上部适宜位置，用盖
子轻轻敲击倾斜着的称量瓶上口，使称量物慢慢落入烧杯中。估计倾
倒出0.2~0.3g试样后，将称量瓶竖直，仍在烧杯口上部，用称量瓶盖
子敲击称量瓶上口，使称量瓶边沿的试样全部落入称量瓶中如图4-3。
然后把称量瓶放回到天平左盘的中央，把右盘的圈码由读数盘减少
0.23g ，再重新调节天平的平衡点。若称量物重于右盘中的砝码，则
应再次倾倒试样于烧杯中，直至天平达到平衡态，微分标尺稳定地停
在0~10mg间（天平应开到最大），此时倒入烧杯中的试样质量在
0.2~0.3g间。读取砝码、圈码和投影屏上的质量，复核后关上天平并做好记录（保留四位小数）（W 2）。
此时已称量出第一份试样的质量（G 1），即G 1＝W 1－W 2。用相同方法反复操作，可称量出第二份试样的质量（G 2）和第三份试样的质量（G 3），即G 2＝W 2－W 3，G 3＝W 3－W 4。
（3）整理天平和善后工作
使用完分析天平后，关上天平，取出称量物和砝码，使圈码读数盘恢复到零位置。检查
天平内外是否清洁，若有脏物，用毛刷清扫干净。关好天平门，罩好天平箱的布罩，切断电
源，将坐凳放回原位，填写天平使用登记簿后方可离开天平室。
（4）数据记录与处理
分析天平的称量记录
三、注意事项
1．不得用天平称量热的物品。
2．药品不得直接放在天平盘中称量，须用容器或称量纸放置后称量。
3．砝码不得用手移动，必须用镊子夹取移动。
4．分析天平使用时要特别注意保护玛瑙刀口。取放称量物，加减砝码之前必须先关上天平。
5. 平衡读数后应及时关上天平，缩短玛瑙刀口工作时间，延长分析天平使用寿命。
四、思考题
1．什么情况下用直接称量法？什么情况下用减量称量法？
2．使用分析天平时为什么强调轻开轻关天平旋钮？为什么必须先关天平，方可取放称量物和加减砝码，否则会引起什么后果？
3．用减量法称取试样，若称量瓶内的试样吸湿，将对称量结果造成什么误差？若试样倾倒入烧杯内以后再吸湿，对称量是否有影响？
附：思考题答案
1．答：称量固定的物品，或称量一份试样时用直接称量法。称量几份平行试样时最好的方法是用减量称量法。
2．答：强调轻开轻关天平旋钮，为了保护玛瑙刀口。必须先关天平，方可取放称量物和加减砝码，也是为了保护玛瑙刀口。否则，没有关天平就取放称量物或加减砝码，天平梁就会倾斜度太大，而导致损坏玛瑙刀口，使整架天平成为废品。
3．答：用减量法称取试样，若称量瓶内的试样吸湿，将使称量出的试样比真实需要试样量少，因为称量出的是真实试样与吸湿的水份之总和。若试样倾倒入烧杯内以后再吸湿，对称量没有影响。
实验三 台秤和分析天平的使用
一 、实验目的
1、熟练掌握托盘天平（即台天平）的使用方法。
2、了解分析天平的基本构造
3、学习分析天平的使用方法。
4、学会用直接法和减量法称量样品。
二、天平的构造及工作原理
（一）托盘天平
托盘天平是实验室粗称药品和物品不可缺少的称量仪器，其最大称量（最小准称量）为1000g （lg ）、500g （0.5g ）、200g （0.2g ）、100g （0.1g ）。
图4-1
托盘天平构造如图4-1所示，通常横梁架在底座上，横梁中部有指针与刻度盘相对，据指针在刻度盘上左右摆动情况，判断天平是否平衡，秤盘用来放置试样（左）砝码（右）。 托盘天平的称量操作
（1）调零 将游码归零、调节调零螺母、使指针在刻度盘中心线左右等距离摆动，表示天平的零点已调好，可正常使用。
（2）称量 在左盘放试样，右盘用镊子夹入砝码（由大到小），再调游码，直至指针在刻度盘中心线左右等距离摆动。砝码及游码指示数值相加则为所称试样质量。
（3）恢复原状 要求把砝码移到砝码盒中原来的位置，把游码移到零刻度，把夹取砝码的镊子放到砝码盒中。
（二）分析天平
分析天平是指精密天平。常见的一类精密天平是无光学读数装置的空气阻尼天平，也称普通标牌天平; 另一类是具有光学读数装置的等臂、不等臂电光天平，也称为微分标牌天平。其称量加砝码方式又分为全自动机械加码和半自动机械加码两种。现以实验室常用的半自动机械加码等臂天平为例，介绍分析天平的原理、结构和使用方法。
（1）半自动电光分析天平的外形 如图4-2所示。它的主要部件是铜合金制成的横梁。梁上装有三个三角棱柱形的玛瑙刀。中间一个刀口向下，称为支点刀。工作时它的刀刃与一个玛瑙平板接触， 是天平的支点，梁的两侧各有一个刀口向上的玛瑙刀，称为承重刀。 承重刀上面分别挂着两个吊耳（镫），吊耳下面各挂一个称盘。为了使天平尽快停静下来，吊耳下面分别安装了两个阻尼筒（阻尼器），它是由两个互相套合而又不接触的铝制圆筒构成的。
1. 天平梁 2. 平衡螺丝 3. 吊耳
4. 指针 5. 升降枢 6. 拨杆
7. 螺旋脚 8. 盘托 9. 称盘
10. 投影屏 11. 阻尼筒 12. 托叶
13. 支柱 14. 指数盘 15. 圈码
16. 框罩 17. 支点刀
半自动电光分析天平的构造
图4-2
天平梁正中有一根很长的指针，指针下端固定着一个透明的微分标尺，称量时，借助光源，经过放大、反射，透明标尺上的刻度便在投影屏上显示出来。透明标尺一大格相当于1毫克，一小格相当于0.1毫克。10毫克以下的质量就是利用这一标尺的移动情况来确定的。 ①立柱 空心立柱是横梁支点，柱上装有可升降的托梁架，天平不用时托起天平梁，使三刀口脱离接触。
②悬挂系统
吊耳 吊耳位重刀接触。悬吊起称盘。圈码承重片附加于右侧吊耳之上。
秤盘 供放置砝码或称量物用，称量时悬挂于吊耳钩上，
阻尼器 由内、外筒组成，外筒固定于支架上，内筒悬挂于吊耳钩上，置于外筒之中开启时，内筒与吊耳、秤盘同步移动。由于两筒内空气阻尼作用，使天平很快达平衡状态。 ③电源 光电源接通，天平处工作状态。反之天平处于停运行状态。
④光学读数系统 横梁的指针下端装有缩微标尺，工标尺放大，再反射投影于光屏上。若标尺投影零刻度线与光屏上中垂线重合，则天平处平衡位置。
⑤自动指数盘 直接向天平梁上加10~990mg的圈码。
⑥天平箱 天平箱用于保护天平不受量物质用。箱底部有三只支承脚，前边两脚可调动，供调节天平水平用，天平立柱上端固定有水平泡一只，供观察天平的水平状态。
⑦砝码 半自动天平配备有一盒砝码。
（2）分析天平的称量操作
①预备和检查
A 、称量前取下天平箱上的布罩，叠好后放在天平箱右后方的台面上。
B 、称量操作人应面对天平端坐，记录本放在胸前的台面上。砝码盒放在天平箱的右侧，接受和存放称量物的器皿放在天平箱的左侧。
C 、检查砝码是否齐全，放置的位置是否正确。检查砝码盒内是否有移取砝码的摄子。检查圈码是否齐全，是否挂在相应的圈码钩上，圈码读数盘的读数是否在零位。
D 、检查天平梁和吊耳的位置是否正常，检查天平是否处于休止状态。检查天平是否处于水平位置。如不水平，可调节天平箱前下脚的两个螺丝，使气泡水准器中的气泡位于正中（要求学生会调节水平）。
E 、察看天平盘上如有粉尘或其他落入的物质可用软毛刷轻轻扫净。
②天平零点的调节
零点是指未载重的天平处于平衡状态时指针所指的标尺刻度。检查天平后，端坐于天平前面，沿顺时针方向轻轻转动旋钮（即打开天平），使天平梁放下，待指针稳定后，若微分标牌的“0”刻度与投影屏上的标线不重合，当位差较小时，可拨动天平箱底板下的拨杆使其重合；若位差较大时，在教师指导下，先调节天平梁上的平衡螺丝，再调节拨杆使其重合。然后沿反时针方向轻轻旋转旋钮，将天平梁托起（即关上天平）。此时天平的零点（L 0）已调节为“0”。
③直接称量法
从教师处领取一个洁争的表面皿，记下其编号。先用托盘天平粗称，记录其质量（保留一位小数），再用分析天平准确称量。调节好分析天平的零点并关上天平后，把表面皿放在天平左盘的中央，向天平右盘添加粗称时质量的砝码。然后慢慢沿顺时针方向转动旋钮（初始应半开天平，防止天平梁倾斜度太大，损坏天平），若微分标尺向右移动得很快，则说明右盘重（微分标尺总是向重盘方向移动），关上天平后减少右盘中的砝码（用圈码读数盘减少）0.1g 。再慢慢打开天平，判断并加减砝码（加减砝码前切记先关上天平），直至微分标尺稳定地停在0~10mg间（此时，天平应打开到最大位置）。当天平达到平衡后，读取砝码（整数）、圈码（小数点后第一、二两位小数）和投影屏上（小数点后第三、四位小数）的质量，复核后关上天平做好记录。
④减量称量法
例用减量称量法称取三份试样，每份0.2~0.3g。
用叠好的纸带（一般宽1.5cm ，长15cm ）拿取洗净烘干的带盖称量瓶一只。用托盘天平粗称（保留一位小数）。然后，用纸带打开称量瓶盖子（盖子打开后仍放在托盘天平左盘上），加0.9g 砝码于托盘天平右盘上。用小药勺取NaCI 固体分数次加入称量瓶中，直至托盘天平正好达到平衡态，此时已粗称0.9g 于称量瓶中。盖好称量瓶盖子，读取砝码质量，复核后做好记录（保留一位小数）。
称量瓶操作 调好分析天平的零点并关上天平后，用纸带将称量瓶（内装样）放在分析天平的左盘中央，在分析天平右盘加上粗称时质量的砝码。然后慢慢打开天平（初始应半开天平），判断并加减砝码（加减砝码前首先关上天平），直至天平达到平衡态，微分标尺稳定地停在0—10mg 间（此时，天平应打开到最大位置）。读取砝码、圈码和投影屏上的质量，复核后关上天平并做好记录（保留四位小数）（W 1）。
用纸带将称量瓶取出，左手用纸带操作称量瓶，右手用纸带操作称量瓶的盖子。把
250 mL烧杯放在台面上，将称量瓶移到烧杯口上部适宜位置，用盖
子轻轻敲击倾斜着的称量瓶上口，使称量物慢慢落入烧杯中。估计倾
倒出0.2~0.3g试样后，将称量瓶竖直，仍在烧杯口上部，用称量瓶盖
子敲击称量瓶上口，使称量瓶边沿的试样全部落入称量瓶中如图4-3。
然后把称量瓶放回到天平左盘的中央，把右盘的圈码由读数盘减少
0.23g ，再重新调节天平的平衡点。若称量物重于右盘中的砝码，则
应再次倾倒试样于烧杯中，直至天平达到平衡态，微分标尺稳定地停
在0~10mg间（天平应开到最大），此时倒入烧杯中的试样质量在
0.2~0.3g间。读取砝码、圈码和投影屏上的质量，复核后关上天平并做好记录（保留四位小数）（W 2）。
此时已称量出第一份试样的质量（G 1），即G 1＝W 1－W 2。用相同方法反复操作，可称量出第二份试样的质量（G 2）和第三份试样的质量（G 3），即G 2＝W 2－W 3，G 3＝W 3－W 4。
（3）整理天平和善后工作
使用完分析天平后，关上天平，取出称量物和砝码，使圈码读数盘恢复到零位置。检查
天平内外是否清洁，若有脏物，用毛刷清扫干净。关好天平门，罩好天平箱的布罩，切断电
源，将坐凳放回原位，填写天平使用登记簿后方可离开天平室。
（4）数据记录与处理
分析天平的称量记录
三、注意事项
1．不得用天平称量热的物品。
2．药品不得直接放在天平盘中称量，须用容器或称量纸放置后称量。
3．砝码不得用手移动，必须用镊子夹取移动。
4．分析天平使用时要特别注意保护玛瑙刀口。取放称量物，加减砝码之前必须先关上天平。
5. 平衡读数后应及时关上天平，缩短玛瑙刀口工作时间，延长分析天平使用寿命。
四、思考题
1．什么情况下用直接称量法？什么情况下用减量称量法？
2．使用分析天平时为什么强调轻开轻关天平旋钮？为什么必须先关天平，方可取放称量物和加减砝码，否则会引起什么后果？
3．用减量法称取试样，若称量瓶内的试样吸湿，将对称量结果造成什么误差？若试样倾倒入烧杯内以后再吸湿，对称量是否有影响？
附：思考题答案
1．答：称量固定的物品，或称量一份试样时用直接称量法。称量几份平行试样时最好的方法是用减量称量法。
2．答：强调轻开轻关天平旋钮，为了保护玛瑙刀口。必须先关天平，方可取放称量物和加减砝码，也是为了保护玛瑙刀口。否则，没有关天平就取放称量物或加减砝码，天平梁就会倾斜度太大，而导致损坏玛瑙刀口，使整架天平成为废品。
3．答：用减量法称取试样，若称量瓶内的试样吸湿，将使称量出的试样比真实需要试样量少，因为称量出的是真实试样与吸湿的水份之总和。若试样倾倒入烧杯内以后再吸湿，对称量没有影响。