Mesure de masse au laboratoire

General Laboratory Techniques

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Summary

La balance analytique est l’élément fréquent dans l’équipement d’un laboratoire scientifique. Ces instruments hautement précis peuvent mesurer aussi bas que dix millièmes ou même cent millièmes d’un gramme. La balance à trois poutres est un type de balance qui utilise des contrepoids à cheval sur trois poutres pour contrebalancer l’échantillon dans le plateau. D’un autre côté, les balances analytiques modernes utilisent un système complexe de senseurs électroniques pour peser précisément une substance. La balance analytique est tellement sensible qu’elle a souvent une enceinte protectrice pour empêcher les courants d’air d’interférer avec la mesure. Lors de la pesée, une coupelle de pesée ou un papier de pesée est utilisé pour contenir la substance qui est pesée et pour protéger le plateau de pesage. Avant de peser une substance, les balances analytiques sont tarées pour soustraire le poids de la coupelle ou du papier et l’échelle est remise à zéro. Le tarage fait référence au paramétrage à nouveau à zéro de l’échelle et permet à une substance d’être pesée précisément. A part pour le pesage de substances chimiques, les balances analytiques sont utilisées pour des animaux ou des insectes et pour des tubes de centrifugeuse dans des expériences d’ultracentrifugation.

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JoVE Science Education Database. Les techniques générales de laboratoire. Mesure de masse au laboratoire. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

La balance analytique peut être trouvée dans la plupart, si pas tous, les laboratoires scientifiques. Ces instruments hautement précis permettent aux scientifiques de mesurer précisément la masse d’un grand nombre de substances. Ces balances peuvent exister en plusieurs types différents. La balance analytique est la plus fréquemment utilisée dans les laboratoires scientifiques.

Les premières balances analytiques étaient exclusivement mécaniques et utilisaient des poutres. Pas ce type de poutre, idiot.

Ils utilisaient des balances mécaniques, telle que celle à trois poutres que vous voyez ici, la poutre est supportée par le point d’appui. Le plateau et l’échantillon sont à une extrémité, alors que les contrepoids reposent sur trois poutres parallèles et peuvent être déplacés. La balance à trois poutres est équilibrée lorsque le pointeur est sur 0.

Lorsqu’un échantillon est mis sur le plateau, il dérange l’équilibre de la balance comme montré par le pointeur. Les poids mobiles sont alors utilisés pour retrouver l’équilibre en augmentant le bras de levier. Les positions sur la poutre auxquelles les poids se situent indiquent la masse de l’objet.

D’un autre côté, les balances analytiques d’aujourd’hui sont électroniques et utilisent la méthode de la compensation électromagnétique pour déterminer la masse. Pour calculer une masse, un ressort est déplacé par la force vers le bas qui provoque alors l’envoi d’un courant électrique par une cellule chargée à un processeur de signal, qui affiche alors la valeur de la masse. Par l’utilisation de cette méthode, ces balances analytiques peuvent déterminer précisément la masse d’une substance.

Les balances analytiques sont des instruments très précis et la plupart mesurent jusqu’à dix millièmes de gramme, alors que certaines peuvent même mesurer jusqu’à cent millièmes de gramme.

Une balance analytique contient plusieurs composants clés. Le plateau de pesage est là où les échantillons sont placés. C’est le composant de la balance qui est lié à soit la poutre soit le ressort de la balance. Le pare-air ou protection, l’enceinte de verre avec des portes coulissantes au sommet de la balance, empêche les courants d’air et la poussière de venir au contact du plateau de pesage, et ainsi de provoquer une mesure inexacte. La barre de tarage est utilisée pour mettre à zéro l’échelle après que la coupelle de pesée ait été déposée sur le plateau de pesage.

Les spatules sont les instruments utilisés pour manipuler les échantillons qui vont être pesés. En fonction du type de substance et de la quantité qui doit en être pesée, une micro-spatule peut être utilisée pour des quantités plus petites. La scoopule est utilisée pour peser de plus grandes quantités.

Pour utiliser une balance analytique, vérifiez que l’échelle est allumée en appuyant sur la barre de tare. Ouvrez la porte de l’enceinte en verre et placez la coupelle de pesée ou le papier de pesée sur le plateau de pesage. Fermez la porte coulissante. Appuyez sur la barre de tare à nouveau et l’afficheur doit maintenant indiquer 0,0000 g.

La quantité de substance qui doit être pesée détermine aussi si soit une coupelle de pesée soit un papier de pesée doit être utilisé. Pour de petites quantités, ou si la substance va dans un tube comme une petite fiole ou un tube de centrifugeuse, du papier de pesée est utilisé. Le papier de pesée est souvent plié pour une manipulation aisée.

Les coupelles de pesée sont utilisées lorsqu’une grande quantité doit être pesée.

Pesez la substance sur le plateau de pesage sans en renverser dessus à l’aide d’une spatule. Lors de la mesure, laissez l’afficheur se stabiliser. Si nécessaire, fermez la porte de l’enceinte vitrée pour assurer une lecture précise.

Aussi, assurez-vous de ne pas vous appuyer sur le banc pendant l’utilisation de la balance analytique car ceci pourrait affecter la lecture.

Après la pesée, assurez-vous de nettoyer tout élément qui aurait pu être répandu sur le plateau en utilisant un pinceau.

Souvenez-vous de toujours porter des gants lorsque vous travaillez avec une balance analytique. Le port de gants empêche les empreintes de doigts de se déposer sur le plateau.

Les balances analytiques sont tellement sensibles que même des empreintes de doigts peuvent causer une lecture inexacte.

Souvenez-vous aussi de toujours fermer les portes lorsque vous êtes en train de peser l’échantillon pour empêcher les courants d’air de produir des lectures inexactes.

Lorsque vous devez peser des substances hygroscopiques, qui sont des substances qui prennent l’humidité, faites le rapidement, vu qu’elles vont absorber l’humidité ambiante pendant la pesée. Laissez toujours les substances réfrigérées ou congelées atteindre la température ambiante, en vue d’empêcher le produit chimique d’absorber l’humidité. Un produit chimique froid sera plus lourd que le même réchauffé, et rendra votre mesure incorrecte.

Assurez-vous aussi que la balance est nivelée, en localisant la bulle de niveau et en vérifiant qu’elle est centrée. Si ce n’est pas le cas, la balance devrait avoir des pieds de longueur ajustable qui peuvent être tournés pour permettre de rendre la balance parfaitement horizontale sur une surface qui ne l’est pas. De plus, les balances sont souvent localisées sur un bloc absorbant les vibrations, qui protège les éléments électroniques des vibrations.

Pour vérifier périodiquement que votre balance donne la bonne lecture, les balances analytiques sont souvent fournies avec des poids de calibration. Ces poids standard ont une masse précise et spécifique et donnent un moyen de vérifier la précision de la balance. Le terme « calibration » fait référence au procédé d’ajustement de la valeur affichée d’une échelle ou d’une balance en comparaison à un objet de poids connu.

Beaucoup de types différents de substances peuvent être pesés au labo. Une des utilisations d’une balance analytique est la mesure de liquides. Ceci est d’une importance critique pour des expériences de centrifugation. Un aspect clé est d’assurer que les tubes de la centrifugeuse ont une masse identique au sinon le rotor ne sera pas équilibré et causera de sérieux problèmes!

En plus de la mesure de liquides, des animaux et même des insectes comme les drosophiles ou les moustiques sont pesés en utilisant des balances. Ceci permet aux scientifiques de suivre le poids d’un animal et la consommation de nourriture tout au long d’une étude.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE aux balances de laboratoire. Dans cette vidéo, nous vous avons montré les différents types de balances, comment elles fonctionnent, comment utiliser une balance, des conseils important pour peser des substances, et quelques utilisations supplémentaires de balances au laboratoire scientifique. Merci de nous avoir regardé!

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