分析天平
目的要求
1、了解天平的構造原理，學會使用方法
2、學會稱量方法—直接稱量法、固定稱量法及差減法。
 
一、分析天平的稱量原理
分析天平是根據杠桿原理設計而成的。
設杠桿ABC（見圖1），B為支點，A為重點，C為力點。在A及C上分別載重Q及P，Q為被稱物的重量，P為砝碼的重量，P為砝碼的總重量。當達到平衡時，既ABC杠桿呈水平根據杠桿態，則根據杠桿原理Q×AB=P×BC，若B為ABC的中點，則AB=BC，所以Q=P，這就是等臂天平的原理，像G產TG528B型、TG629型阻尼天平、TB型半自動電光天平、TG328A型全自動天平均屬此等臂天平。
若B點不是中點，Q為固定的重量錘，P為總法碼重量，但Q×AB=P×BC，當稱物體重量時，減去P的砝碼，仍使Q×AB=（物重+P-砝碼）×BC，這就是不等臂天平的原理，如G產TG729B型單盤減碼式全自動電光天平。
 
TG328型半自動電光天平的結構圖見圖2，它比阻尼天平增加了兩個裝置，一個是光學讀數裝置，另一個是機械加碼裝置。光電裝置中的投影屏中可直接讀出10mg 以下的重量；機械加碼裝置中，砝碼由指數盤操縱，自動加取；大小砝碼全部由指數盤操縱稱為全自動電光天平（如TG328A），1 g以下的砝碼由指數盤操縱稱為半自動電光天平（TG328B）。
電光天平的zui大稱量為 20-200g，稱至0.1mg  的稱為萬分之一天平，稱至0.01mg 的為十萬分之一天平，稱0.001mg 的為百萬分之一天平。
天平的靈敏度是指在天平的一個托盤上增加1.0mg 時，所引起的指針偏斜的程度。指針偏斜程度愈大，則該天平的靈敏度愈高。
 
二、分析天平的構造
 
天平的靈敏度與以下因素有關：
天平的臂長愈長，靈敏度愈高；天平的梁重愈重，靈敏度愈低；支點與重心間的距離愈短，靈敏度愈高。
但是天平的靈敏度并非僅與這三個因素有關，還與天平梁載重時的變形，支點和載重點的瑪瑙刀的接觸點（即瑪瑙刀的刀口尖銳性及平整性）有關。所以，天平梁制成三角狀，中間挖空，三角狀頂上設一垂直的靈敏度調節螺絲，水平方向設置兩個零點調節螺絲，支點瑪瑙刀口略低于載重瑪瑙刀口的翹梁式，且天平梁的材質采用鋁合金或鈦合金等輕金屬制成。
三角狀翹梁是為了減少變形影響，挖空及輕金屬材質是為了減輕梁重的措施，靈敏度調節螺絲是為了利用螺母本身質量的高低位置來調節d 的長度，水平零點調節螺絲是利用螺母質量調節螺母離支點的距離來調整力矩的大小改變零點位置。
天平的靈敏度一般以標牌的格數來衡量，即靈敏度=格/ mg，但實際上經常用“感量”來表示：感量=1/靈敏度= mg/格。
電光天平的感量一般調成1mg/格、0.1 mg/格、0.01 mg/格 ，將標牌制成透明膜，裝在指針上，然后，通過光學放大10倍使天平的表觀“感量”成 1mg/格、0.1 mg/格、0.01 mg/格 、0.001 mg/格。因此，又稱萬分之一天平，十萬分之一天平、百萬分之一天平。由于實際感量較低，所以它能很快達到平蘅，既達到快速稱重，又能提高讀數的精密度，且在10mg（對十萬分之一天平是1mg，對百萬分之一天平是0.1mg）以內的稱重無須加砝碼直接由屏幕上讀數。
 
圖4  天平讀數
天平的讀數：克以上的讀取可由砝碼而得，克以下的由加碼器上的數加上投影屏上的數字，而投影屏上的zui后位數采取“四舍六入五入雙”的辦法。例如現在天平右盤放有20克砝碼，而旋轉圈砝碼指示盤旋鈕停止后，投影屏上的零點指示線在如圖d所指的位置，這時物質的質量為20 + 0.230 + 0.0016 = 20.2316（克）
 
三、電光天平的稱量方法有三種：
    直接稱量法：
將所稱的物質如坩鍋、小燒杯、小表皿……等直接置于電關天平的左邊或（右邊）稱量盤上，加法碼或轉動指數盤到投影屏平衡，則所加砝碼既是所稱物質的質量。
  指定重量稱量法：
當稱取不吸水、在空氣中性質穩定的試樣，如金屬試樣、礦石試樣等，可采用此法。即先稱容器重量（如燒杯表面皿、鋁鏟、硫酸紙等），然后將砝碼或指數盤加到指定重量，用牛角匙輕輕震動使試樣慢慢到入容器，使平衡點與稱容器時一致。
    減量法：
當樣品易吸水、易氧化或易與二氧化碳反應時，則采用此法。先將樣品置于稱量瓶中，稱出試樣加稱量瓶的總質量W，然后將樣品傾倒一部分，再稱剩余式樣加稱量瓶的質量為W，則**份式樣質量為（W₁-W₂）克，依次類推，稱出第二份，第三份式樣……。
若是易吸水、易氧化或易與二氧化碳反映的液體樣品，如濃硫酸，氫氧化鈉……等，可將式樣裝入小滴瓶中代替稱量瓶并象上述一樣步驟進行。稱量取藥品時按圖所示步驟進行：從干燥器中取出轉有藥品的稱量瓶，用小紙片夾住稱量瓶，在接受器的上方，打開瓶蓋，傾斜瓶身，用瓶蓋輕敲瓶口上部使試樣慢慢落入容器中見圖5。當傾出的樣品接近所需量時，一邊繼續輕敲瓶口，一邊逐漸將瓶身豎直，使沾在瓶口的式樣進入接受器，然后蓋上瓶蓋，放回托盤上，準確稱取其質量，兩次質量之差即為所稱樣品的質量#p#分頁標題#e##p#分頁標題#e#
 
圖5  稱量
光天平是一種精密而貴重的儀器，為了保持儀器的精密度使稱量能獲得準確的結果，使用時應遵守下列規則：
1、光天平應放在室溫均勻的牢固臺面上，避免震動、潮濕、陽光照射及腐蝕性氣體。
2、前必須檢查天平是否處于水平狀態，然后再稱。
3、在天平稱量盤上放置或取下被稱物，加減砝碼及輕輕裝動指數盤時，必須下把天平梁托住，輕放輕取緩慢轉動。下降或升起天平梁時，應小心緩慢，否則均容易使瑪瑙刀口損壞。
4、未知樣品質量時，加減砝碼或轉動指數盤后，用半開狀態觀察是否接近平衡點，可以從投影屏上移動方向和速度衡量；若向-1方向移動，表示砝碼重了，需砝碼，若向+1方向移動，表示砝碼輕了，需加砝碼；若移動速度愈快，表示離平衡愈遠，加減砝碼量要大，若移動速度愈慢，加減砝碼愈小。切勿在全開狀態觀察，易使刀口損壞，且容易發生吊耳脫落。
5、物體的溫度應與室溫一致，否則會使稱量結果不準確。這是因為稱量盤附近空氣受熱膨脹而發生對流及天平臂長的熱膨脹引起誤差而造成的。
6、腐蝕服物質、易揮發、易吸水、易與二氧化碳作用或易氧化的物質稱重時，必須放在密閉容器內進行稱重。
7、同一分析工作中稱量應使用同一臺天平與砝碼，可減少稱量誤差。
8、稱量時，要關緊天平門，防止空氣流動所造成的誤差。
9、天平箱要保持干燥，并放有變色硅膠，若變成粉紅色應干燥處理后再放入。
10、稱量完畢，應關上升降架，取出被稱量物體和砝碼，指數盤復零，并用毛刷打掃干凈，關上天平門，罩上布罩，關上電源后，再離開天平室。
四、操作步驟
1、零點的調節
緩慢地順時針轉動起落架旋鈕至完全打開，待平衡時，觀察投影屏上零點是否對準刻度指示線，若有相差，可用微動調節桿調至刻度線為止。若用微動調節桿無法調整，則請教師用零點調節螺絲（平衡螺絲）調整。
零點調整后，連續開關三次，記錄零點變動數據。
2、用直接稱重法稱出標號物質，并記錄質量（稱量至0.0001克）。
3、用減量法稱取2份0.2～0.3克的基準碳酸鈉（稱量至0.0001克），分別置于兩小燒杯中，記錄數據，算出試樣質量。
4、數據記錄
稱完后，按使用規則自行檢查后，經老師復查后，方可離開實驗室。