摘要:隨著課程改革的進一步加深,新課標以人為本的教學要求在教學中得到了越來越多的重視,本文以電子天平在分析化學實驗教學中的應用為例,講解分析化學實驗中的重量計量方法,并提出了幾點更具人性化的教學方法。
關鍵詞:分析化學化學實驗重量計量
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A文章編號1672-3791(2012)03(b)-0000-00
伴隨著現(xiàn)代實驗技術的進步和發(fā)展,電子天平在實驗室中的使用已越來越廣泛。相對于傳統(tǒng)的機械天平電子天平具有明顯的優(yōu)點:精度高,操作簡單,設計獨特,使用功能豐富,自動化程度高,稱量速度快等等。在化學實驗教學中有著重要作用。
1 重量計量方法
實驗前對重量計量工具的校準是實驗成功的關鍵因素之一。在對天平進行校準時,首先要在環(huán)境相對適宜、穩(wěn)定和密封的房間作為天平室,且天平應安放在堅固、穩(wěn)定的實驗臺上操作;其次,天平要放置在水平臺上操作。這里所要求的“水平”主要是為了天平的放置和橫梁調(diào)節(jié)的方便。因此,在實際操作時應以“能較容易地放穩(wěn)天平并在托盤上放穩(wěn)物體和砝碼”,或以“托盤支柱不接觸底部,即指針沒有完全指到分度盤兩邊的端線”為標準來判斷工作臺是否水平。所以,常以“實驗演示桌”、“講臺”、“課桌”等作為水平臺來完成這個實驗的。天平的平衡調(diào)節(jié)同樣是操作成功的關鍵因素。在進行水平調(diào)節(jié)時一般遵循“左偏右調(diào)”和“右偏左調(diào)”的原則。教師在進行實驗教學時,要注意幫助理解“平衡螺母的旋轉(zhuǎn)方向與指針偏轉(zhuǎn)方向相反”者句話,引導學生學習調(diào)節(jié)天平橫梁平衡。首先要明確天平調(diào)節(jié)中的“兩個垂直關系”:分度盤支柱與天平底座垂直和指針與橫梁垂直。當橫梁平衡,橫梁與天平底座(或桌面)是平行的,指針就會指在分度盤中央的紅線上。當指針不是對準重要紅線時,就要借助“翹翹板原理及相互垂直的幾何學知識”來解決:指針左偏,說明橫梁左端下沉。要使橫梁水平,天平左側(cè)的平衡螺母必須向右端調(diào)節(jié),指針右偏,說明橫梁右端下沉。要使橫梁水平,天平右側(cè)的平衡螺母必須向左端調(diào)節(jié)。當然教師教學時應加適當?shù)挠懻摵涂偨Y,使“左偏右調(diào),右偏左調(diào)”深入學生的心中。
當天平達到平衡時,物品和砝碼放置的位置也有一定的要求??紤]到實驗操作的方便,即“順手”,應采用“左物右碼”的放置方法。此時的“物體質(zhì)量=所加砝碼質(zhì)量+游碼所對的質(zhì)量”。用“右物左碼”的方法也可以測出物體的質(zhì)量,對應的有“物體質(zhì)量=所加砝碼質(zhì)量-游碼所對的質(zhì)量”的等量關系。當天平已達到平衡時就盡量避免天平的移動,但是當必須進行移動時,就應考慮天平是否需要重新進行平衡的調(diào)節(jié),判斷平衡的依據(jù)不是看更換的桌子是否水平而是看天平移動位置后指針還能否指在分度盤中央的紅線上,即橫梁是否還能平衡。當移動后,指針仍停留在中央紅線處時,就無需重新進行平衡調(diào)節(jié),可以直接進行稱量。稱量時,為了不損傷天平和保證準確度,要首先確定天平的最大稱量和感量。那么該如何確定天平的最大稱量呢?此外,這里的總質(zhì)量是指天平所配的砝碼總質(zhì)量?還是所配砝碼總質(zhì)量和標尺的最大示數(shù)之和呢?一般要根據(jù)具體情況來判斷,當把砝碼盒中的砝碼全部加到右盤,此時橫梁差一點就平衡,在這種情形下,仍然可以理解為在測量范圍內(nèi);而感量是指天平一次能測出的最小質(zhì)量,即天平標尺中1小格所表示的質(zhì)量數(shù),它相當于刻度尺的最小分度值。顯然,如果被測物體質(zhì)量達不到感量,就不能用天平進行稱量。當被測物體的質(zhì)量大于感量而小于所配的最小砝碼質(zhì)量時,就不需要在右盤中加砝碼,而采取直接移游碼的方法來測量物體質(zhì)量。
2 實驗注意事項
天平的使用有很多注意內(nèi)容:用天平稱的物體的質(zhì)量不能超過天平的量程(最大秤量范圍);砝碼的加減要用鑷子鑷?。皇褂锰炱竭^程中要保持天平干燥燥清清清潔,不要讓天平盤、橫梁等沾上污物或受到銹蝕;用鑷子往盤里加減祛碼時要輕拿輕放,避免讓天平受強烈振動而影響其敏感度。此外,稱量不同的物體時應采用不同的方法:如應采用“補差法”測液體或帶有腐蝕性的物體,即首先稱量容器的質(zhì)量,然后再稱量容器和待測物體的質(zhì)量之和,最后用總質(zhì)量減去容器質(zhì)量之差即是待測物體的質(zhì)量;采用化少為多的方法即“疊積法”來稱微小物體質(zhì)量,首先稱量出幾十個小物體的總質(zhì)量,然后再用總質(zhì)量除以個數(shù),就可得到每個小物體的質(zhì)量(首先應保證各微量物體的質(zhì)量相等)。每架天平都有一定的測量范圍,當稱量物體質(zhì)量超過這個范圍時,就會造成較大的誤差,嚴重時甚至損傷天平。因此,稱量物體質(zhì)量時,加在天平上的質(zhì)量不能超過它的測量范圍以獲得較準確的數(shù)據(jù)和保護天平。因為天平部件自身就存在一定的誤差,兩托盤存在著一定的區(qū)別,所以物理天平左右兩臂上的掛鉤、吊架和秤盤不能互換。在對天平進行安裝、使用等操作時,應認清零件的編號,把標有編碼“1”的托盤放在左邊,標有編碼“2”字的托盤放在右邊。校準是貫徹天平使用整個過程的問題,在完成對托盤天平和調(diào)節(jié)橫梁平衡后,就不能交換兩個托盤的位置,否則平衡關系破壞,要重新調(diào)節(jié)天平的平衡。為了避免天平使用時的碰、震等現(xiàn)象,在對物理天平進行調(diào)水平、調(diào)平衡,放上或取下砝碼,增加或減少砝碼等操作時,都應降下橫梁進行,加減砝碼,放上或取下重物。在增減砝碼時還要注意輕拿輕放,否則容易損傷托盤和天平的刀口而影響天平的測量的精準程度。測量物品時,要防止物品對天平的濕、污,不得把潮濕的物體或者化學藥品直接放入托盤里,不要用手直接拿砝碼,以免出現(xiàn)污損天平零件和砝碼的現(xiàn)象。最后,測量完畢后,要清點砝碼并裝入盒內(nèi),防止砝碼的丟失而造成損失和對以后實驗帶來麻煩。
3結語
本文主要介紹并分析了化學實驗中重量計量的幾種方法,并對實驗時經(jīng)常遇到的天平的校準、天平的放置位置、“左偏右調(diào)”、“左物右碼”、 天平移到另一水平臺上是否需要重新調(diào)節(jié)、天平的最大稱量和感量的確定等問題進行了詳細的分析和講解。教師在教學過程中應對這些問題加以重視,以達到更好的教學效果。
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