Приготування розчинів

3.3. Зважування твердих речовин

Зважування - порівняно нескладна, але разом із тим одна з найбільш відповідальних операцій.

Всі ваги, використовувані в хімічних лабораторіях, можна умовно поділити на ваги для грубого зважування, для точного зважування, для аналітичних робіт і для спеціальних цілей. Останні призначені для визначення не маси тіл, а інших параметрів, наприклад вологості.

До грубого зважування в лабораторній практиці вдаються порівняно рідко, наприклад при розфасовці реактивів у велику тару, а також при деяких роботах, в яких точність не має вирішального значення. У таких випадках використовують різні марки чашкових ваг, що забезпечують похибку зважування не більше 1-2 % від вимірюваної маси. Зручні також ваги того ж типу, що й магазинні.

Основну частину зважувань в хімічних лабораторіях (за винятком аналітичних лабораторій) виконують на технічних вагах. Незважаючи на уявну простоту пристрою, такі ваги є приладом високого класу точності, тому робота з ними вимагає особливої акуратності і обережності. Вантажопідйомність технічних терезів може становити від 20 г до 10 кг, а допустима похибка - від ± 5 до ± 500 мг.

На сьогоднішній день у шкільному кабінеті хімії користуються двома типами ваг: технохімічними терезами (рис. 1) та електронними лабораторними вагами (рис. 2).

Перш ніж. приступити до зважування на вагах невідомої марки, працівник повинен обов'язково ознайомитися з технічним паспортом, в якому містяться докладні відомості про будову та принцип дії, а також про правила установки та експлуатації приладу.

Гирі для демонстраційних дослідів і для лаборанської годяться найпростіші (точних не потрібно). Досить одного набору от 1 кг до 0,01 г. Для робіт учнів потрібні: до аптечних ваг - прості, краще нікельовані, важки від 50 до 0,01 г в ящику (дуже зручні важки з алюмінієвими частинками грама); до хіміко-технічних - більш точні від 200 до 0,001 г (рис. 3).

Хороші важки, як і ваги, повинні бути неодмінною приналежністю лабораторії.

При відважуванні певної кількості твердої речовини, а особливо рідини, щоб не пересипати або не перелити, зручно на шальку, куди кладеться речовина, покласти спочатку невелику важку (3-5 г). Тоді можна сміливо доливати рідину або насипати тверду речовину. Досягнувши приблизної рівноваги, знімають важку і, вже обережно додаючи речовину, остаточно доводять терези до рівноваги.

Запозичувати важку з іншого ящика ні в якому випадку не слід. При зважуванні необхідно строго дотримуватися правила - класти важку завжди на одну і ту ж шальку ваг. Це має важливе значення, тому що при більшості хімічних робіт доводиться виконувати два послідовних зважування та брати їх різницю. Неминучі при зважуванні помилки будуть більше позначатися на результаті, якщо при одному зважуванні важки стaвлятьcя на праву шальку ваг, при іншому - на ліву, ніж при дотриманні зазначеного правила. Для зменшення помилок необхідно також обидва зважування проводити на одних і тих же вагах з одними і тими ж важками. Звичайно предмет, який зважують, поміщають на ліву шальку терезів, а важку - на праву; під час зважування доводиться ставити і прибирати важку; це роблять правою рукою, тому й зручніше ставити їх на праву шальку.

Розглянемо тепер більш детально сам процес зважування. Для простоти опису візьмемо певний окремий випадок. Припустимо, що зважування проводиться на вагах з чутливістю до 0,01 г і граничним навантаженням в 50 г, припустимо, що маса тіла з точністю до 0,0001 г дорівнює 32,8267 г

Помістивши зважувати тіло на одну з шальок ваг, намагаються насамперед знайти дві важки, що стоять в наборі поруч, з яких одна легша, інша важча зважуваного тіла. У даному випадку ці важка будуть в 50 г і в 20 г. Чутливі ваги при накладанні і зніманні важок повинні бути поставлені на аретир.

Між обома масами різниця дуже велика. Проте ми тепер знаємо, що шукана маса лежить десь між 50 і 20 г.

Користуючись системою важок, ми можемо з найменшою витратою часу поступово прийти до шуканогї маси таким способом.

Залишивши на чашці терезів меншу з важок, тобто важку в 20 г, ставимо поруч з нею наступну по порядку важка також в 20 г. Помічаємо, що цього, тобто 40 г (20 + 20), багато. Знімаємо одну з важок 20 г, кладемо наступну по порядку важку в 10 г; бачимо, що цього (30 г) мало. Не знімаючи важок, додаємо наступну важку, в 5 г; виявляється, цього (35 г) багато. Знімаємо важку в 5 г, ставимо наступну по порядку важку, в 2 г (32 г) - мало. Додаємо ще 2 г (34 г) - багато. Знімаємо одну важку в 2 г і ставимо в 1 г (33 г) - знову багато.

Очевидно, далі треба брати вже частки грама.

Знімаємо 1 г, кладемо 0,5 г (32,5 г) - мало.

Додаємо ще 0,2 г (32,7 г) - мало.

Додаємо ще 0,2 г (32,9 г) - багато.

Знімаємо одну важку в 0,2 г, кладемо 0,1 г (32,8 г) - мало.

Додаємо наступну важку в 0,05 г (32,85 г) - багато.

Знімаємо її, кладемо наступну в 0,02 г (32,82 г) - мало.

Додаємо ще 0,02 г (32,84 г) - багато.

Таким чином, знаходження маси досягається при зважуванні поступовим і послідовним, наближенням.

Межа, до якої ми можемо дійти при зважуванні, залежить від чутливості ваг.

Правила зважування

1. Обов'язковою операцією, що передує кожному зважуванню, повинно бути визначення мінімальної точності, необхідної для успішного здійснення даної роботи. Проведення зважування (як, втім, і будь-яких інших вимірювань) з невиправдано високою точністю є такою ж грубою помилкою, як і недостатня точність роботи. Так, наприклад, оскільки для більшості аналітичних робіт похибка визначення не повинна перевищувати десятих долей відсотка вимірюваної величини, при взятті наважки в 100 г можна допустити похибку в 0,1 г, тобто зважування необхідно проводити на технічних вагах. При зменшенні проби до 1 г допустима похибка становитиме 1 мг; в цьому випадку слід скористатися звичайними аналітичними вагами. При проведенні робіт, не пов'язаних з кількісним аналізом, за рідкісним винятком цілком достатня точність до 1% вимірюваної величини. Неприпустимо використання аналітичних ваг для грубих зважувань. Категорично забороняється також перевищення максимальної вантажопідйомності даних ваг.
2. Перед кожним зважуванням або серією зважувань необхідно перевірити стан ваг. Правильність установки ваг визначається за виском або рідинним рівнем.

   Стрілка ненавантажених ваг повинна вказувати на нульову поділку шкали або коливатися біля неї на рівні відстані і ту і іншу сторону. Якщо ця умова не виконується, ваги слід відрегулювати за допомогою поворотних важків на коромислі. (На деяких марках ваг передбачений спеціальний механізм регулювання нульової точки). Чутливість і правильність ваг повинна регулярно перевірятися працівниками служби контрольно-вимірювальних приладів. Не слід самостійно проводити ремонт ваг крім усунення незначних несправностей. При виявленні будь-яких дефектів необхідно викликати майстра-юстувальника.

3. Предмет, котрий зважується, завжди поміщається на ліву чашку терезів, а важка - на праву. Виняток становлять ваги з повним механічним гнре-накладанням, що мають лише одну чашку. Не допускається зважування будь-яких речовин безпосередньо в чашці ваг. Гігроскопічні і леткі тверді, а також рідкі речовини обов'язково поміщають в щільно закриі посудини. Інертні речовини дозволяється зважувати у відкритих посудинах або на аркушах гладкого паперу, однак, щоб запобігти можливості випадкового прокидання речовини і забруднення ваг, рекомендується загнути краї аркуша так, щоб він набув форму кювети. На постійно використовувані в якості тари посудини корисно титановим олівцем нанести їх точну масу, незмінність якої слід щоразу перевіряти. Іноді тару не важать, а врівноважують за допомогою дрібних цвяхів або шматочків алюмінієвого дроту. Деякі марки ваг забезпечені спеціальним механізмом для компенсації тари.
4. Всі марки технічних та аналітичних терезів забезпечені аретиром - спеціальним пристосуванням для приведення коромисла ваг в робочий стан. Відкривати аретир можна тільки на момент зважування. При відкритому аретирі категорично забороняються будь-які маніпуляції з вагами - додавання або зменшення речовини або важок, а також будь-які дотики до коромисла або шальок ваг. Повертати диск аретира слід обережним, плавним рухом. При підборі різноважок, поки шальки терезів не врівноважені, аретир відкривають не до кінця, а лише настільки, щоб стало зрозуміло, куди відхиляється стрілка.
5. При зважуванні будь-якого предмета важку підбирають не безладно, а керуючись наступною системою. Спочатку на око грубо оцінюють масу предмета і поміщають на праву чашку ваг гирку свідомо більшої маси. Злегка відкривши аретир переконуються, що гирка дійсно переважує. У цьому випадку її замінюють наступною по порядку гиркою меншої маси. Так чинять до тих пір, поки гирка не виявиться легшою предмета. Тоді до неї додають наступну меншу гирку. Операцію повторюють, не пропускаючи жодної гирки. Коли предмет буде майже урівноважений, аретир відкривають повністю і спостерігають за показанням стрілки.
6. Ваги і точні важки слід всіляко оберігати від несприятливих зовнішніх впливів. Не дозволяється без особливої ​​необхідності переставляти ваги з займаного ними місця. Технічні та аналітичні ваги зазвичай встановлюють на спеціальний фундамент, не пов'язаний з підлогою приміщення, на кронштейни, забиті в капітальну стіну, або на амортизуючу підставку. Поруч з вагами не слід розміщувати ніяких інших приладів. Для аналітичних терезів по можливості рекомендується виділяти спеціальну кімнату. Ваги повинні бути надійно захищені від дії прямого сонячного світла, а також від потоків теплого або холодного повітря. Аналітичні, а також деякі марки технічних терезів забезпечені заскленою вітриною, що оберігає їх від пилу, руху повітря, дихання працюючого і т. п. Під час роботи слід відкривати тільки бокові дверцята вітрини, проте безпосередньо в момент зважування вони повинні бути закриті. При відсутності вітрини її неважко виготовити, наприклад з оргскла. Всередину вітрини корисно помістити твердий осушувач, наприклад силікагель. Не дозволяється зважувати предмети, температура яких відрізняється від кімнатної, - це призводить до спотворення результатів.

   Важки до точних ваг слід утримувати в ідеальній чистоті, ні в якому разі не брати гирки руками - в кожному наборі є спеціальний пінцет з пластмасовими або кістяними наконечниками. Кожна гирка, якою в даний момент не користуються, повинна знаходитися у відведеному для неї гнізді в спеціальній скриньці. Класти гирки навіть тимчасово безпосередньо на робочий стіл або вітрину ваг забороняється. Не можна також залишати важки на вагах після закінчення зважування.

   Після кажного зважування необхідно переконатися, що шальки ваг або підлога вітрини не забруднені випадково розсипаною речовиною. Якщо недбалість все ж допущена, ваги негайно очищають за допомогою спеціального пір'їнки або м'якого пензлика і протирають чистим шматком замші, але ні в якому разі не вологою ганчіркою. Шальки ваг при очищенні обов'язково знімають з коромисла, міняти їх при цьому місцями не дозволяється.

Розділи:

3. Техніка виготовлення розчинів
   1. Загальні правила виготовлення розчинів
   2. Вимірювання рідин
   3. Зважування твердих речовин
   4. Розчинення