Измерение массы в лаборатории

Аналитические весы и лабораторные весы можно встретить почти в каждой научной лаборатории. Эти высокоточные приборы позволяют ученым точно измерять массу различных веществ. Весы могут быть разных типов, однако аналитические весы являются наиболее часто используемыми в научных лабораториях.

Ранние аналитические весы были чисто механическими и использовали балансиры. Разумеется, речь не о гимнастическом брусе.

Они представляли собой механические весы, такие как тройные рычажные весы, которые вы видите здесь; рычаг опирается на точку опоры. Чаша с образцом находится на одном конце, в то время как противовесы расположены на трех параллельных балках и могут перемещаться. Тройные рычажные весы считаются «отбалансированными», когда указатель находится на отметке 0.

Когда образец помещают в чашу, это нарушает равновесие весов, что отображается указателем. Затем перемещаемые гири используются для восстановления равновесия путем увеличения плеча рычага. Положения гирь на балках указывают массу объекта.

С другой стороны, современные аналитические весы являются электронными и используют метод электромагнитной компенсации для определения массы. Для расчета массы пружина смещается под действием силы, направленной вниз, что заставляет тензодатчик посылать электрический ток на сигнальный процессор, который затем выводит значение массы на экран. Используя этот метод, данные весы могут точно определять массу вещества.

Аналитические весы являются очень точными приборами; большинство из них измеряют массу с точностью до одной десятитысячной грамма, а некоторые способны измерять даже до одной сотой тысячной грамма.

Аналитические весы состоят из нескольких основных компонентов. На чашу весов помещают образцы. Это часть весов, которая соединена либо с рычажным механизмом, либо с пружиной. Воздушный экран — стеклянный кожух с подвижными дверцами в верхней части весов — предотвращает воздействие воздушных потоков и пыли на чашу, что в противном случае привело бы к погрешности измерений. Шкала тарирования используется для обнуления весов после помещения на чашу лодочки для взвешивания или бумаги для взвешивания.

Лодочки и бумага для взвешивания используются для удержания веществ при их измерении на весах. Они предотвращают загрязнение или повреждение чаши весов химическими реагентами.

Для манипуляций с образцами, подлежащими взвешиванию, используются шпатели. В зависимости от типа вещества и необходимого количества, для малых масс можно использовать микрошпатель. Скуппула применяется для взвешивания больших количеств вещества.

Для использования аналитических весов убедитесь, что прибор включен, нажав на клавишу тарирования. Откройте дверцу защитного кожуха и поместите на платформу весов навесочную лодочку или навесочную бумагу. Закройте защитный кожух. Снова нажмите клавишу тарирования; теперь на дисплее должно отобразиться значение 0.0000 g.

Выбор между навесочной лодочкой и навесочной бумагой зависит от количества вещества, которое необходимо взвесить. Для небольших количеств или если вещество будет переноситься в пробирку, например, в небольшой флакон или микроцентрифужную пробирку, используется навесочная бумага. Для удобства работы навесочную бумагу часто складывают.

Навесочные лодочки используются при необходимости взвешивания больших количеств вещества.

С помощью шпателя перенесите вещество на чашу весов, стараясь не рассыпать его за ее пределами. Во время взвешивания дождитесь стабилизации показаний. При необходимости закройте дверцу защитного кожуха для обеспечения точности измерений.

Также следите за тем, чтобы не опираться на лабораторный стол при работе с аналитическими весами, так как это может повлиять на показания.

После завершения взвешивания обязательно удалите с помощью кисти любые остатки вещества, которые могли попасть на чашу весов.

Помните, что при работе с аналитическими весами необходимо всегда использовать перчатки. Использование перчаток предотвращает попадание отпечатков пальцев на чашу весов.

Аналитические весы настолько чувствительны, что даже отпечатки пальцев могут привести к неточным показаниям.

Также не забывайте всегда закрывать защитный кожух во время взвешивания образца, чтобы предотвратить влияние воздушных потоков на точность показаний.

При определении массы гигроскопичных веществ (веществ, поглощающих влагу из воздуха) проводите процедуру быстро, так как они будут впитывать влагу в процессе взвешивания. Всегда доводите замороженные или охлажденные вещества до комнатной температуры, чтобы предотвратить конденсацию влаги на химическом веществе. Холодное вещество будет тяжелее прогретого, что приведет к ошибке в измерениях.

Также всегда проверяйте, установлены ли весы по уровню: найдите контрольный пузырек уровня и убедитесь, что он центрирован. Если это не так, отрегулируйте положение весов с помощью регулировочных ножек, чтобы обеспечить устойчивость на неровной поверхности. Кроме того, весы часто размещают на виброизоляционном блоке, который защищает электронику от вибраций.

Для периодической проверки точности показаний аналитические весы часто комплектуются калибровочными гирями. Эти стандартные гири имеют точно определенную массу и позволяют проверить точность весов. Под калибровкой понимается процесс настройки показаний весов по объекту с известным весом.

В лаборатории может потребоваться взвешивание самых разных типов веществ. Одним из вариантов применения аналитических весов является измерение массы жидкостей. Это имеет решающее значение для экспериментов по центрифугированию. Важным аспектом является обеспечение идентичной массы пробирок для ультрацентрифуги, иначе ротор будет разбалансирован, что может привести к серьезным проблемам!

Помимо взвешивания жидкостей, с помощью весов измеряют массу животных и даже насекомых, таких как drosophila и комары. Это позволяет ученым отслеживать массу тела животного и потребление пищи на протяжении всего исследования.

Вы только что посмотрели вводное видео JoVE о лабораторных весах.

В этом видео мы ознакомили вас с различными типами весов, принципом их работы, правилами использования, важными рекомендациями по взвешиванию веществ, а также с некоторыми дополнительными способами применения весов в научной лаборатории. Спасибо за просмотр!