В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 6
Текст из файла (страница 6)
!4. Не облокачивайтесь на полку, на которой установлены весы, во избежание смещения и нарушения их горизонтальности. 15. Находитесь в весовой комнате только во время взвешивания. й 6. Взвешивание Определение нулевой точни. Как указывалось, нулевой точкой называется то деление шкалы, против которого останавливается после прекращения колебаний стрелка ненагруженных весов.
Приступая к взвешиванию, прежде всего устанавливают нулевую точку весов, потому что она часто изменяется под влиянием различных случайных причин. На практике, конечно, не дожидаются того момента„когда стрелка весов остановится, так как это сильно задержало бы взвешивание, а находят нулевую точку из наблюдений над отклонениями стрелки вправо и влево при ее колебаниях. Очевидно, что эти отклонения в обе стороны от нулевой точки не могут быть одинаковь|ми. Самое определение нулевой точки весов проводится следуюгцим образом.
Не открывая дверок шкафа, осторожно поворачивают влево до отказа дисковую руноятку арретнра и наблюдают колебания стрелки. Нужно, чтобы отклонения ее от среднего деления не выходили в каждую сторону за пределы десятого деления шкалы для отсчета отклонения стрелки. Если нужного размаха стрелки сразу достигнуть не удалось, весы осторожно арретируют, после чего снова отпускают арретир. Когда нужный размах достигнут, первые два колебания стрелки, вызванные толчком, во внимание не принимают.
Начиная с третьего колебания, отсчитывают крайние положения стрелки по Глава !. Введение 5 5, Взвегиивииие Отклонения влево !з = 16,4 !з 162 Отклонения вправо !»=4,7 Среднее 16,3 Следовательно, нулевая точка весов равна: 16,3+ 4,7 !з = 2 В том, что полученная величина (10,5) представляет собой действительно нулевую точку весов, нетрудно убедиться, подсчитав величины отклонений стрелки в ту и другую сторону от нее: Отклонения вираво 10,5 — 4,7 5,8 делений ' влево 16,3 — Ю,5 = 5,8» Нулевую точку можно также вычислить по формуле: 1, + 2!з+ !з 16 4+ 2 ° 4 7+ 16 2 42 !е 4 4 4 шкале с точностью до десятых долей деления (учитываемых на глаз).
При отсчетах нулевым делением шкалы можно считать либо среднее деление ее, либо одно из крайних. В первом случае оба крайних деления шкалы отмечаются одной и той же цифрой (10). Поэтому для того чтобы показать направление отклонений стрелки, отклонения вправо от нуля считают положительными, а влево— отрицательными. Если за нуль шкалы принимают одно из крайних делений ее, то другое крайнее деление обозначают цифрой 20, а среднее— цифрой !О. Надобность в отрицательных числах при этом отпадает. Особенно удобна за нуль принимать крайнее правое деление шкалы, потому что тогда при возрастании массы разновесок, накладываемых на правую чашку весов, точка равновесия смещается в сторону возрастающих делений шкалы.
Колебания стрелки весов постепенно затухают вследствие сопротивления воздуха и трения. Чтобы учесть затухание колебаний, при определении нулевой точки весов делают нечетное число отсчетов, обычно 3 (или 5). Предположим, что нуль шкалы находится справа и что наблюденные отсчеты при колебаниях стрелки ненагруженных весов были такими: Приведем пример нахождения нулевой точки в том случае, когда за нуль. гиналы яринято среднее деление ее и сделано 5 отсчетов: Отклонения влево Отклонения вправо — 5,0 +6,2 — 4,6 +5,0 Среднее — 47 Среднее +61 — 4,7+ 6,1 !е= ' ' +07 2 Найденный результат показывает, что нулевая точка весов находится ни 0,7 деления вправо от среднего деления шкалы.
Такое небольшое несовпадение нулевой точки с серединой шкалы не имеет значения. Если же оно слишком велико (например„ превышает 2 деления), то весы нужно отрегулировать, пользуясь грузиками 4 (см. рис. 1). Конечно, делать это самим студентам не следует: весы, как правило, исправляет преподаватель. При нахождении нулевой точки весов, у которых нуль шкалы коромысла расположен не в середине, а слева, нужно прежде всего поместить рейтер (0,005 г) на нулевое деление шкалы. Весы этого типа должны находиться в равновесии именно при таком положении рейтера. При обычных аналитических работах определение нулевой точки (а также точки равновесия) можно значительно упростить, если пользоваться методом коротких качаний. Этот метод основан иа том, что если стрелка весов отклоняется от среднего деления шкалы не более чем на 4 деления, то затухание колебаний становится незначительным и может во внимание не приниматься.
Поэтому можно нулевую точку с достаточной точностью определить, сделав только два отсчета (однн при отклонении вправо, другой— влево) и взяв из полученных величин среднее. Взвешивание. Установив положение нулевой точки весов, приступают к взвешиванию. Арретируют весы и осторожно открывают боковые дверки шкафа. На левую чашку весов посредине ее ставят взвешиваемый предмет (тигель, бюкс, часовое стекло и т. п.), принявший температуру весов, н закрывают левую дверку. На правую чашку прн помощи пинцета кладут разновески.
Для ускорения взвешивания разновески следует помешать на весы обязательно в том порядке, в моторам расположены в ящике, а не как попало. Рассмотрим процесс взвешивания на конкретном примере. Пусть взвешивают бюкс. Начинают подбор разновесок с той, которая заведомо тяжелее бюкса, например с разновески в 20 г. Поместив ее на чашку весов, слегка поворачивают диск арретнра так, чтобы только стало ясно, в какую сторону отклоняется стрелка.
В данном случае она отклоняется влево. Следовательно,, Глага /. Введение р б, Взвешивание разновеска действительно слишком тяжела. Арретировав весы, снимают ее и кладут следующую по порядку разновеску в 10 г. Предположим, она оказалась слишком легкой. Тогда, арретировав весы, добавляют следующую разновеску в 5 г. Этого оказывается много.
Сняв ее, кладут далее 2 г (мало) и еще 2 г (тоже мало). Поскольку 5 г было уже много, прибавлнть 1 г смысла не имеет. Вместо этого переходят к отысканию числа десятых и сотых долей грамма, что делают совершенно так же. Добившись того, что чашка с разновесками начинает перевешивать от прибавления одной лишней сотой грамма (например, 14,78 г — мало, а 14,79 г — много), приступают к нахождени1о тысячных и десятитысячных долей грамма при помощи рейтера. Эту операцию проводят уже при закрытых дверках шкафа весов. Для нахождения этих долей существуют различные способы. Способ сони а дев и я.
Поместив рейтер па крючок б горизонтального стержня (см. рис. ! ), закрывают дверки шкафа. Далее, убедившись, что весы арретированы, при помощи горизонтального стержня // помещают рейтер на среднее (пятое) деление правого плеча коромысла. После этого, подняв крючок стержня вращением наружной головки б и опустив арретир, наблюдают колебания стрелки. В зависимости от того, в какую сторону она отклоняется больше, передвигают рейтер при помощи того же стержня вправо и влево, не забывая при этом каждый раэ аррегировагэ весы.
Наконец, находят такое положение рейтера, при котором точка равновесия, определяемая так же, как нулевая точка, с достаточной точностью совпадет с ней. Добившись этого, подсчитывают разновески по пустым гнездам ящика и записывают результаты подсчета. Затем проверяют правильность своей записи, снимая разновески с весов и помещая их обратно в ящик. После этого делают отсчет положения рейтера по шкале коромысла весов. Этот отсчет дает 3-й и 4-й десятичные знаки определяемой массы, Например, если подсчет разновесок дал 14,78 г, а отсчет по шкале коромысла равен 44, то масса взвешиваемого предмета равна 14,7844 г. С какой точностью нужно лобивэться совпадения точки равновесия с нулевой точкой, легко подсчитать, энэя чувствительность весов.
/(ействительно, ошибкэмн, згнисяшими от несовпэдения точки равновесия с нулевой точкой, можно 0,2 пренебречь, если они не выходят зэ пределы точности весов, т. е. не превышают иг. Если чувствительность весов рввнэ, например, 3,0 дгл/мг, то максимально допустимое рэсхожденне определится из пропорции: 1 мг соответствует 3,0 делениям 02 мг х > х=З 02=0',6 деления Следовательно, можно пренебречь разницей между точкой равновесия и нулевой точкой, если онз не превышает '/з чувствительности весов прн данной нэгрузке. Определение чувствительности весов рассматривается ниже, Способ к э чин и й. Находит двэ таких положения рейтерэ, отличэюшнхся один от другого иэ одно большое деление шкалы (т.
е. нэ 1 мг), из которых одно соответствует недогрузке, в другое перегрузке. Нэпрнмер, пусть 14,?84 г окэзэлось недогрузкой, тотдэ кэк 14,785 г уже превышэет массу взвешиээемого предмета, т. е. ивляется перегрузкой, э действительнэя масса предмета равна кэкому-то промежуточному значению. Для нэхождения числа тысячных и десятитысячных долей грамма обычным способом определяют точки рэвновесия весов прк обоих положениях рейтерэ.
Предположим, что полученные при этом данные таковы: Точка рэвиовесия 13,6+ 3,8 2 8,7 Следовэтельно, чувствительность весов равна 11,7 — 87 30 деления. Каждому делению соответствует, очевидно, мэсси, равная '/г мг (пепи деления шкэлы). Рис. 9. Кривая чуиствнтельностн весов. д ге гвэдчвевевгвгвевтг надэиэиа/насса на иамдаи юшиг/ Если положение нулевой точки весов (/э) равно 105, то для достижения рээновесия нужно сместить точку равновесия из положения ее при недогрузке нв 10,5 — 8,7 = 1,8 деления. А твк кэк нэждое деление шкалы соответствует Чг мг, искомый добэвочный груз равен 1,8-'/э = 0,6 мг = 0,0006 г. Следовательно, масса взвешиваемого предмета рэвиэ 14,7846 г. Обозначив цену деления шкалы через 3 и заметив, что 5 = 1/(!з — Ц, ход вычислений можно в обшем виде представить следуюшимн формулами: х = Я (/э — /~) мг (1) или /> — 1, х= мг !з — 1, (2) где х — искомый добавочный груз (в мг), который надо прибавить к недогрузке, чтобы нэйти массу взвешиваемого предмета.
Кэк видно из формулы (2), чувствительность весов не остается постоянной, э несколько уменьшается с увеличением нагрузки. Поэтому чувствительность приходится или каждый рэз определять нэ опыте, кэк было указано выше, или Недогрузка (14,784 г) влево впрэво 13,7 13,5 3,8 Среднее 136 Перегруэкэ (И,785 г) влево вправо 15,8 15,6 7,7 Среди ее 157 Точка равновесия 15,7+ 7,7 /э ' ' 117 г 8Ф 1 з) 30 Э' 7, Лемлферные весы и взвешивание на нил Гловп А Введение раз навсегда определить для различных нагрузок (О, !О, 20, ЗО, 40, 00 г и т. д.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
