Medição de Massa no Laboratório

Measuring Mass in the Laboratory
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General Laboratory Techniques
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JoVE Science Education General Laboratory Techniques
Measuring Mass in the Laboratory

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08:00 min
April 30, 2023

Overview

O equilíbrio analítico é o equipamento comum no laboratório científico. Estes instrumentos altamente precisos podem medir até dez milésimos ou mesmo cem milésimos de grama. O equilíbrio do feixe triplo é um tipo de balança que usa contrapesos em três vigas de piloto para contrabalançar a amostra na panela. Por outro lado, os modernos equilíbrios analíticos utilizam um complexo sistema de sensores eletrônicos para massa precisa de uma substância. O equilíbrio analítico é tão sensível que muitas vezes tem um escudo de rascunho para evitar que as correntes de ar interfiram na medição. Durante a pesagem, um barco de pesagem ou papel de pesar é usado para segurar a substância que está sendo pesada e proteger a panela de pesagem. Antes de pesar uma substância, os balanços analíticos são asfaltados para subtrair o barco de pesagem ou pesar papel e re-zero a escala. Tarring refere-se a definir a escala de volta para ler zero e permite que uma substância seja ponderada com precisão. Além da pesagem de substâncias químicas, os equilíbrios analíticos são usados em animais ou insetos, e tubos de centrífugas em experimentos de ultracentrifugação.

Procedure

O equilíbrio analítico e a escala podem ser encontrados na maioria dos laboratórios científicos. Estes instrumentos altamente precisos permitem que os cientistas meçam com precisão a massa de uma variedade de substâncias. Esses saldos podem vir em uma variedade de tipos diferentes. O equilíbrio analítico é o mais utilizado em laboratórios científicos.

Os primeiros balanços analíticos foram puramente mecânicos e usaram feixes de equilíbrio. Não esse tipo de feixe de equilíbrio, bobo.

Eles usaram equilíbrios mecânicos, como o equilíbrio do feixe triplo que você vê aqui, o feixe é suportado pelo fulcro. A panela e a amostra estão em uma extremidade, enquanto os contrapesos repousam em três feixes paralelos e podem ser movidos. Os saldos triplos do feixe são “equilibrados” quando o ponteiro está em 0.

Quando uma amostra é colocada na panela, ela interrompe o equilíbrio de equilíbrio como indicado pelo ponteiro. Os pesos móveis são então usados para restaurar o equilíbrio, aumentando o braço da alavanca. As posições no feixe em que os pesos descansam indicam a massa do objeto.

Por outro lado, os saldos analíticos atuais são eletrônicos e utilizam o método de compensação eletromagnética para determinar a massa. Para calcular uma massa, uma mola é deslocada pela força descendente que, em seguida, faz com que uma célula de carga envie uma corrente elétrica para um processador de sinal, que então exibe a massa. Usando este método, esses equilíbrios podem determinar precisamente a massa de uma substância.

Os equilíbrios analíticos são instrumentos muito precisos e a maioria mede até dez milésimos de grama, enquanto alguns podem até medir um centésimo de grama.

Um equilíbrio analítico contém vários componentes-chave. A panela de pesagem é onde as amostras são colocadas. É o componente da escala que está ligado ao feixe de equilíbrio ou à mola. O escudo de ar ou rascunho, o gabinete de vidro com portas móveis em cima do equilíbrio, impede que correntes de ar e poeira entrem em contato com a panela de pesagem, e por sua vez fazendo com que a medida seja imprecisa. A barra de tare é usada para rezerar a balança depois que o barco de pesagem ou papel de pesar é colocado sobre a panela de pesagem.

Barcos de pesagem e papel de pesar são usados para conter substâncias para medição no equilíbrio. Evitam que a pesagem fique suja ou danificada por reagentes químicos.

Espátulas são os instrumentos usados para manipular as amostras que devem ser pesadas. Dependendo do tipo de substância e de quanto precisa ser pesado, uma microspatula pode ser usada para quantidades menores. A scoopula é usada para massa de quantidades maiores.

Para usar um equilíbrio analítico, certifique-se de que a balança está sobre pressionando a barra de tare. Abra a porta do escudo de rascunho e coloque o barco de pesagem ou pesar papel na balança. Feche o escudo. Pressione a barra de tare novamente e a balança deve agora ler 0,0000 g.

A quantidade de substância que precisa ser ponderada também determina se um barco de pesagem ou papel de pesar é usado. Para quantidades menores, ou se a substância está entrando em um tubo, como um pequeno frasco ou tubo de microfuge, o papel de pesar é utilizado. O papel de pesar é frequentemente dobrado para fácil manuseio.

Barcos de pesagem são usados quando uma grande quantidade precisa ser ponderada.

Pesar a substância sobre a panela de pesar sem derramar sobre ela usando uma espátula. Durante a pesagem, permita que a leitura se estabilize. Se necessário, feche a porta do escudo de rascunho para garantir uma leitura precisa.

Além disso, certifique-se de não se apoiar no banco enquanto usar o equilíbrio analítico, pois isso pode afetar a leitura.

Após a pesagem, certifique-se de limpar quaisquer detritos que possam ter derramado na panela usando um pincel.

Lembre-se de sempre usar luvas quando trabalhar com um equilíbrio analítico. O uso de luvas impede que as impressões digitais entrem na panela de pesagem.

Saldos analíticos são tão sensíveis que até mesmo impressões digitais podem fazer com que as leituras sejam imprecisas.

Lembre-se também de sempre fechar o escudo de ar enquanto você está pesando sua amostra para evitar que correntes de ar produzam leituras imprecisas.

Quando se trata de massagem, substâncias higroscópicas, que são substâncias que absorvem umidade, fazem isso rapidamente, pois absorverão a umidade durante a pesagem. Sempre permita que substâncias congeladas ou refrigeradas cheguem à temperatura ambiente, a fim de evitar que o produto químico absorva a umidade. Um produto químico frio será mais pesado do que um aquecido, e fará com que sua medição esteja incorreta.

Certifique-se também de que o equilíbrio está nivelado, localizando a bolha de nivelamento e verificando se ela está centrada. Caso não, o equilíbrio pode ter pernas ajustáveis que podem ser viradas para permitir que o equilíbrio esteja nivelado em uma superfície irregular. Além disso, os equilíbrios são frequentemente localizados em um bloco absorvente de vibração, que protege a eletrônica da vibração.

Para verificar periodicamente se seu saldo está dando boas leituras, os equilíbrios analíticos muitas vezes vêm com pesos de calibração. Esses pesos padrão têm massa precisa e específica e permitem verificar a precisão do equilíbrio. O termo calibração refere-se ao processo de ajuste da saída de uma escala ou equilíbrio contra um objeto de peso conhecido.

Muitos tipos diferentes de substâncias podem ser pesados no laboratório. Uma aplicação de um equilíbrio analítico é medir líquidos. Isso é fundamental para experimentos de centrifugação. Um aspecto fundamental é garantir que os tubos de ultracentrídulo tenham a massa idêntica ou então o rotor não será equilibrado, e causará grandes problemas!

Além de pesar líquidos, animais e até insetos como drosophila e mosquitos são pesados usando equilíbrios. Isso permite que os cientistas rastreiem o peso corporal e o consumo alimentar de um animal ao longo de um estudo.

Você acabou de assistir a introdução do JoVE aos saldos no laboratório.

Neste vídeo, mostramos os diferentes tipos de equilíbrios, como eles funcionam, como usar um equilíbrio, dicas importantes para pesagem de substâncias e alguns usos adicionais para equilíbrios no laboratório científico. Obrigado por assistir!

Transcript

The analytical balance and scale can be found in most, if not at all, scientific laboratories. These highly precise instruments allow scientists to accurately measure the mass a variety of substances. These balances can come in a variety of different types. The analytical balance is the most commonly used in scientific laboratories.

Early analytical balances were purely mechanical and used balance beams. Not that type of balance beam, silly.

They used mechanical balances, such as the triple beam balance you see here, the beam is supported by the fulcrum. The pan and sample are at one end, while the counterweights rest on three parallel beams and can be moved. Triple beam balances are “balanced” when the pointer is at 0.

When a sample is put in the pan, it disrupts the balance equilibrium as indicated by the pointer. The movable weights are then used to restore the balance equilibrium by increasing the lever arm. The positions on the beam at which the weights rest indicate the mass of the object.

On the other hand, today’s analytical balances are electronic and use the electromagnetic compensation method to determine mass. To calculate a mass, a spring is displaced by the downward force which then causes a load cell to send an electrical current to a signal processor, which then displays the mass. By using this method, these balances can precisely determine the mass of a substance.

Analytical balances are very precise instruments and most measure down to ten thousandths of a gram, while some can even measure down a hundred thousandth of a gram.

An analytical balance contains several key components. The weighing pan is where samples are placed. It is the component of the scale that is linked to either the balance beam or spring. The air or draft shield, the glass enclosure with movable doors atop the balance, prevents air currents and dust from coming into contact with the weighing pan, and in turn causing the measurement to be inaccurate. The tare bar is used to re-zero the scale after the weigh boat or weigh paper is placed onto the weighing pan.

Weigh boats and weigh paper are used to hold substances for measurement on the balance. They prevent the weighing pan from getting dirty or damaged by chemical reagents.

Spatulas are the instruments used to manipulate the samples that are to be weighed. Depending on the type of substance and how much needs to be weighed, a microspatula can be used for smaller quantities. The scoopula is used to mass larger quantities.

To use an analytical balance, make sure the scale is on by pressing the tare bar. Open the draft shield door and place the weigh boat or weigh paper on the scale. Close the draft shield. Press the tare bar again and the scale should now read 0.0000 g.

The amount of substance that needs to be weighed also determines whether a weigh boat or weigh paper is used. For smaller amounts, or if the substance is going into a tube such as a small vial or microfuge tube, weigh paper is utilized. Weigh paper is often folded for easy handling.

Weigh boats are used when a large amount needs to be weighed out.

Weigh the substance onto the weigh pan without spilling onto it using a spatula. While weighing, allow the reading to stabilize. If necessary, close the door of the draft shield to ensure an accurate reading.

Also, be sure not to lean on the bench while using the analytical balance as this could affect the reading.

After weighing, be sure to clean off any debris that may have spilled onto the pan using a brush.

Remember to always wear gloves when working with an analytical balance. Wearing gloves prevents fingerprints from getting on the weighing pan.

Analytical balances are so sensitive that even fingerprints can cause readings to be inaccurate.

Also remember to always close the air shield as you’re weighing your sample to prevent air currents from producing inaccurate readings.

When it comes to massing, hygroscopic substances, which are substances that take up moisture, do it quickly, since they will absorb moisture during weighing. Always allow frozen or refrigerated substances to come to room temperature, in order to prevent the chemical from absorbing moisture. A cold chemical will be heavier than one warmed-up, and cause your measurement to be incorrect.

Also always make sure the balance is level, by locating the leveling bubble and verifying that it is centered. If not, the balance may have adjustable legs that can be turned to allow the balance to be level on an uneven surface. Moreover, balances are often located on a vibration-absorbing block, which protects the electronics from vibration.

To periodically, check that your balance is giving good readings, analytical balances often come with calibration weights. These standard weights have precise, specific mass, and allow a way to check the accuracy of the balance. The term calibration refers to the process of adjusting the output of a scale or balance against a object of known weight.

Many different types of substances can be weighed in the lab. One application of an analytical balance is measuring liquids. This is critical for centrifugation experiments. One key aspect is making sure ultracentrifuge tubes have the identical mass or else the rotor will not be balanced, and cause big problems!

In addition to weighing liquids, animals and even insects such as drosophila and mosquitoes are weighed using balances. This allows scientists to track an animal’s body weight and food consumption throughout a study.

You’ve just watched JoVE’s introduction to the balances in the laboratory.

In this video, we showed you the different types of balances, how they work, how to use a balance, important tips for weighing substances, and some additional uses for balances in the scientific laboratory. Thanks for watching!