主题:【资料】实验室基本仪器和基本操作技术

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1.实验常用仪器
2.玻璃仪器的洗涤
3.化学试剂的取用
4.加热方法
5.启普发生器
6.气体钢瓶
7.气体的干燥和净化
8.气体的收集
9.蒸发浓缩与重结晶
10.溶液与沉淀的分离
11.移液管、容量瓶和滴定管
12.实验室常用称量仪器
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第1章 基本仪器和基本操作技术
      1.实验常用仪器(表2)
      表1.1实验常用仪器
     
      2.玻璃仪器的洗涤
      洗涤方法概括起来有下面几种:
      (1)用水刷洗:可以洗去可溶性物质,又可使附着在仪器上的尘土等洗脱下来。
      (2)用去污粉或合成洗涤剂刷洗:能除去仪器上的油污。
      (3)用浓盐酸洗:可以洗去附着在器壁上的氧化剂,如二氧化锰。
      (4)铬酸洗液:将8g研细的工业K2Cr2O7加入到温热的100mL浓硫酸中小火加热,切勿加热到冒白烟。边加热边搅动,冷却后储于细口瓶中。洗涤方法:
      1)先将玻璃器皿用水或洗衣粉洗刷一遍。
      2)尽量把器皿内的水去掉,以免冲稀洗液。
      3)用毕将洗液倒回原瓶内,以便重复使用。
      洗液有强腐蚀性,勿溅在衣物、皮肤上。铬酸洗液有强酸性和强氧化性,去污能力强,适用于洗涤油污及有机物。当洗液颜色变成绿色时,洗涤效能下降(为什么?),应重新配制。
      (5)含KMnO4的NaOH水溶液:将10gKMnO4溶于少量水中,向该溶液中注入100mL10%NaOH溶液即成。该溶液适用于洗涤油污及有机物。洗后在玻璃器皿上留下MnO2沉淀,可用浓HCl或Na2SO3溶液将其洗掉。
      (6)盐酸-酒精(1∶2)洗涤液:适用于洗涤被有机试剂染色的比色皿。比色皿应避免使用毛刷和铬酸洗液。
      洗净的仪器器壁应能被水润湿,无水珠附着在上面。
      用以上方法洗涤后的仪器,经自来水冲洗后,还残留有Ca2+、Mg2+等离子,如需除掉这些离子,还应用去离子水洗2~3次,每次用水量一般为所
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3.化学试剂的取用
      (1)固态试剂的取用
      固态试剂一般都用药匙取用。药匙的两端为大小两个匙,分别取用大量固体和少量固体。
      试剂一旦取出,就不能再倒回瓶内,可将多余的试剂放入指定容器。
      (2)液态试剂的取用
      液态试剂一般用量筒量取或用滴管吸取。下面分别介绍它们的操作方法。
      1)量筒量取
      量筒有5,10,50,100和1000mL等规格。如图1-1所示,取液时,先取下瓶塞并将它放在桌上。一手拿量筒,一手拿试剂瓶(注意别让瓶上的标签朝下),然后倒出所需量的试剂。最后斜瓶口在量筒上靠一下,再使试剂瓶竖直,以免留在瓶口的液滴流到瓶的外壁。
      2)滴管吸取
      先用手指紧捏滴管上部的橡皮乳头,赶走其中的空气,然后松开手指,吸入试液,如图1-2所示。将试液滴入试管等容器时,不得将滴管插入容器。滴管只能专用,用完后放回原处。一般的滴管一次可取1mL,约20滴试液。
      如果需要更准确地量取液态试剂,可用后面介绍的仪器——滴定管和移液管等。
      4.加热方法
      (1)酒精灯
      酒精易燃,使用时注意安全,用火柴点燃(图1-3),而不要用另外一个燃着的酒精灯来点火,这样做,会把灯内的酒精洒在外面,使大量酒精着火引起事故。酒精灯不用时,盖上盖子,使火焰熄灭,不要用嘴吹灭。盖子要盖严,以免酒精挥发。
      当需要往灯内添加酒精时,应把火焰熄灭,然后借助于漏斗把酒精加入灯内,加入酒精量为1/2~1/3壶(图1-4)。
      (2)酒精喷灯
      酒精喷灯的构造见图1-5。
      使用方法:
      1)添加酒精
      见图1-6,加酒精时关好下口开关,灯内贮酒精量不能超过酒精壶的2/3。
      2)预热
      预热盘中加少量酒精点燃(见图1-7),预热后有酒精蒸气逸出,便可将灯点燃。若无蒸气,用探针疏通酒精蒸气出口后,再预热,点燃。
      3)调节
      旋转调节器调节火焰(见图1-8)。
      4)熄灭
      可盖灭,也可旋转调节器熄灭(见图1-9)。
      喷灯使用一般不超过30min。冷却,添加酒精后再继续使用。
      (3)水浴
      当要求被加热的物质受热均匀,而温度不超过100℃时,先把水浴中的水煮沸,用水蒸气来加热。水浴上可放置大小不同的铜圈,以承受各种器皿(见图1-10)。
      使用水浴时应注意以下4点:
     
      2)应尽量保持水浴的严密。
      3)当不慎把铜质水浴中的水烧干时,应立即停止加热,等水浴冷却后,再加水继续使用。
      4)注意不要把烧杯直接泡在水浴中加热,这样会使烧杯底部因接触水浴锅的锅底受热不均匀而破裂。
      在用水浴加热试管,离心管中的液体时,常用的水浴是250mL烧杯。内盛蒸馏水(或去离子水),将水加热至沸。
      4)注意不要把烧杯直接泡在水浴中加热,这样会使烧杯底部因接触水浴锅的锅底受热不均匀而破裂。
      在用水浴加热试管,离心管中的液体时,常用的水浴是250mL烧杯。内盛蒸馏水(或去离子水),将水加热至沸。
      (4)油浴和沙浴
      当要求被加热的物质受热均匀,温度又需高于100℃时,可使用油浴或沙浴。用油代替水浴中的水,即是油浴。沙浴是一个铺有一层均匀的细沙的铁盘。先加热铁盘,被加热的器皿放在沙上。若要测量沙浴的温度,可把温度计插入沙中。
      (5)电加热
      在实验室中还常用电炉(图1-11)、电加热套(图1-12)、管式炉(图1-13)和马福炉(图1-14)等电器加热。加热温度的高低可通过调节外电阻来控制。管式炉和马福炉都可加热到1000℃左右。
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5.启普发生器
      实验室中常用启普发生器来制备氢气、二氧化碳和硫化氢等气体:
      Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
      CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
      FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑
      启普发生器由一个葫芦状的玻璃容器和球形漏斗组成(图1-15a)。固体药品放在中间圆球内,可以在固体下面放些玻璃棉来承受固体,以免固体掉至下球中。酸从球形漏斗加入。使用时,只要打开活塞,酸即进入中间球内,与固体接触而产生气体。停止使用时,只要关闭活塞,气体就会把酸从中间球压入下球及球形漏斗内,使固体与酸不再接触而停止反应。
      启普发生器中的酸液长久使用后会变稀,此时,可把下球侧口的橡皮塞(有的是玻璃塞)拔下,倒掉废酸,塞好塞子,再向球形漏斗中加酸。需要更换或添加固体时,可把装有玻璃活塞的橡皮塞取下,由中间圆球的侧口加入固体。
      启普发生器的缺点是不能加热,而且装在发生器内的固体必须是块状的。
      图1-15b为连有洗气瓶的启普发生器。
      6.气体钢瓶
      在实验室还可以使用气体钢瓶直接获得各种气体。
      气体钢瓶是储存压缩气体的特制的耐压钢瓶。使用时,通过减压阀(气压表)有控制地放出气体。由于钢瓶的内压很大(有的高达15MPa),而且有些气体易燃或有毒,所以在使用钢瓶时要注意安全。
      使用钢瓶的注意事项:
      (1)钢瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源(如阳光、暖气、炉火)处。可燃性气体钢瓶必须与氧气钢瓶分开存放。
      (2)绝不可使油或其他易燃性有机物沾在气瓶上(特别是气门嘴和减压阀)。也不得用棉、麻等物堵漏,以防燃烧引起事故。
      (3)使用钢瓶中的气体时,要用减压阀(气压表)。各种气体的气压表不得混用,以防爆炸。
      (4)不可将钢瓶内的气体全部用完,一定要保留0.05MPa以上的残留压力(减压阀表压)。可燃性气体如C2H2应剩余0.2~0.3MPa。
      (5)为了避免各种气瓶混淆而用错气体,通常在气瓶外面涂以特定的颜色以便区别,并在瓶上写明瓶内气体的名称。表1.2为我国气瓶常用的标记。
      表1.2 我国气瓶常用标记
     
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7.气体的干燥和净化
      通常制得的气体都带有酸雾和水汽。使用时要净化和干燥。酸雾可用水或玻璃棉除去;水汽可用浓硫酸、无水氯化钙或硅胶吸收。一般情况下使用洗气瓶(图1-16)、干燥塔(图1-17)、或U形管(图1-18)等设备进行净化。液体(如水、浓硫酸)装在洗气瓶内,无水氯化钙和硅胶装在干燥塔或U形管内,玻璃棉装在U形管内。气体中如还有其它杂质,则应根据具体情况分别用不同的洗涤液或固体吸收。
      8.气体的收集
      (1)在水中溶解度很小的气体(如氢气、氧气),可用排水集气法(图1-19)收集。
      (2)易溶于水而比空气轻的气体(如氨),可按图1-20a所示的排气集气法收集。
      (3)易溶于水而比空气重的气体(如氯气和二氧化碳),可按图1-20b所示的排气集气法收集。
      9.蒸发浓缩与重结晶
      蒸发浓缩一般在水浴上进行。若溶液太稀,也可先放在石棉网上直接加热蒸发。常用的蒸发器是蒸发皿。皿内盛放液体的量不应超过其容量的2/3。
      重结晶是提纯固体物质的一种方法。把待提纯的物质溶解在适当的溶剂中,经除去杂质离子,滤去不溶物后,进行蒸发浓缩到一定程度,经冷却就会析出溶质的晶体。晶体颗粒大小,决定于溶质溶解度和结晶条件,如果溶液浓度较高、溶质的溶解度小,冷却较快,并不断搅拌溶液,所得晶体较小;如果溶液浓度不高,缓慢冷却,就能得到较大的晶体,这种晶体夹带杂质少,易于洗涤,但母液中剩余的溶质较多,损失较大。
      若结晶一次所得物质的纯度不合要求,可加入少量溶剂溶解晶体,经蒸发再进行一次结晶。
      10.溶液与沉淀的分离
      溶液与沉淀的分离方法有3种:倾析法、过滤法和离心分离法。
      (1)倾析法
      当沉淀的密度较大或结晶的颗粒较大,静置后能沉降至容器底部时,可用倾析法进行沉淀的分离和洗涤。
      具体作法是把沉淀上部的溶液倾入另一容器内,然后往盛着沉淀的容器内加入少量洗涤液,充分搅拌后,沉降,倾去洗涤液。如此重复操作3遍以上,即可把沉淀洗净,使沉淀与溶液分离。
      (2)过滤法
      分离溶液与沉淀最常用的操作方法是过滤法。过滤时沉淀留在过滤器上,溶液通过过滤器而进入容器中,所得溶液叫做滤液。过滤方法共有3种:常压过滤、减压过滤和热过滤。
      1)常压过滤
      此法最为简便和常用,使用玻璃漏斗和滤纸进行过滤。
      按照孔隙的大小,滤纸可分为快速、中速和慢速3种。快速滤纸孔隙最大。
      过滤时,先按图1-21所示,把圆形滤纸或四方滤纸折叠成4层(方滤纸折叠后还要剪成扇形)。然后将滤纸撕去一角,放在漏斗中①(图1-21)。滤纸的边缘应略低于漏斗的边缘。用水润湿滤纸,并使它紧贴在玻璃漏斗的内壁上。这时如果滤纸和漏斗壁之间仍有气泡,应该用手指轻压滤纸,把气泡赶掉,然后向漏斗中加蒸馏水至几乎达到滤纸边。这时漏斗颈应全部被水充满,而且当滤纸上的水已全部流尽后,漏斗颈中的水柱仍能保留。如形不成水柱,可以用手指堵住漏斗下口,稍稍掀起滤纸的一边,向滤纸和漏斗间加水,直到漏斗颈及锥体的大部分全被水充满,并且颈内气泡完全排出。然后把纸边按紧,再放开下面堵住出口的手指,此时水柱即可形成。在全部过滤过程中,漏斗颈必须一直被液体所充满,这样过滤才能迅速。
      装置如图1-22所示。过滤时应注意以下几点:调整漏斗架的高度,使漏斗末端紧靠接受器内壁。先倾倒溶液,后转移沉淀,转移时应使用搅棒。倾倒溶液时,应使搅棒指向3层滤纸处。漏斗中的液面高度应低于滤纸高度的2/3。
      如果沉淀需要洗涤,应待溶液转移完毕,用少量洗涤剂倒入沉淀,然后用搅棒充分搅动,静止放置一段时间,待沉淀下沉后,将上方清液倒入漏斗,如此重复洗涤两三遍,最后把沉淀转移到滤纸上。
      2)减压过滤
      此法可加速过滤,并使沉淀抽吸得较干燥,但不宜过滤胶状沉淀和颗粒太小的沉淀,因为胶状沉淀易穿透滤纸,颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层密实的沉淀,溶液不易透过。
      装置如图1-23所示,循环水真空泵使吸滤瓶内减压,由于瓶内与布氏漏斗液面上形成压力差,因而加快了过滤速度。安装时应注意使漏斗的斜口与吸滤瓶的支管相对。
      布氏漏斗上有许多小孔,滤纸应剪成比漏斗的内径略小,但又能把瓷孔全部盖没的大小。用少量水润湿滤纸,开泵,减压使滤纸与漏斗贴紧,然后开始过滤。
      当停止吸滤时,需先拔掉连接吸滤瓶和泵的橡皮管,再关泵,以防反吸。为了防止反吸现象,一般在吸滤瓶和泵之间,装上一个安全瓶。
      3)热过滤
      ①为保证滤纸与漏斗密合,第二次对折时先不要折死,把滤纸展开成锥形,用食指把滤纸按在玻璃漏斗(漏斗应干净而且干燥)的内壁上,稍微改变滤纸的折叠程度,直到滤纸与漏斗密合时为止,此时可把第二次折边折死。
      某些物质在溶液温度降低时,易成结晶析出,为了滤除这类溶液中所含的其他难溶性杂质,通常使用热滤漏斗进行过滤(图1-24),防止溶质结晶析出。过滤时,把玻璃漏斗放在铜质的热滤漏斗内,热滤漏斗内装有热水以维持溶液的温度。
      (3)离心分离
      当被分离的沉淀的量很小时,可把沉淀和溶液放在离心管内,放入电动离心机(图1-25)中进行离心分离。使用离心机时,将盛有沉淀的离心试管放入离心机的试管套内,在与之相对称的另一试管套内也放入盛有相等体积水的试管,然后缓慢起动离心机,逐渐加速。停止离心时,应让离心机自然停止。
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11.移液管、容量瓶和滴定管
      (1)移液管(图1-26)
      移液管用来准确地量取一定体积的溶液。它是中间有一膨大部分(称为球部)的玻璃管,管颈上部刻有一标线。此标线是按放出的体积来刻度的。常见的有5,10,25,50mL等数种,最常用的是25mL的移液管。
      另一种移液管带有刻度,叫做吸量管(图1-26B),可量取吸量管以内的试液体积。
      移液管的吸液步骤(图1-27):
      1)拇指及中指握住移液管标线以上部位;
      2)将移液管下端适当伸入液面,太深或太浅会使外壁沾上过多的试液或易吸空;
      3)将洗耳球对准移液管上端,吸入试液至标线以上约2cm,迅速用食指代替洗耳球堵住管口;
      4)取出移液管并靠在盛液容器内壁,然后缓慢转动移液管,使标线以上的试液流至标线;
      5)将移液管迅速放入接受容器中。
      移液管的放液步骤(图1-28):
      1)使接受容器倾斜而移液管直立;
      2)出口尖端接触容器壁;
      3)松开食指,使试液自由流出;
      4)在使用图1-26A种移液管时,不得将管内残液吹出,待试液流出后停留15s即可。当用图1-26B种移液管时,一般需将管中的试液全部放净。
      (2)容量瓶
      容量瓶是一个细颈梨形的平底瓶,带有磨口塞。颈上有标线表明在所指温度下(一般为20℃),当液体充满到标线时,瓶内液体体积恰好与瓶上所注明的体积相等。
      容量瓶是为配制准确浓度的溶液用的。常和移液管配合使用。以把某种物质分为若干等份。通常有25,50,100,250,500,1000mL等数种规格,本实验中常用的是100和250mL的容量瓶。
      在使用容量瓶之前,要先进行以下两项检查:
      1)容量瓶容积与所要求的是否一致。
      2)为检查瓶塞是否严密,不漏水。在瓶中放水到标线附近,塞紧瓶塞,使其倒立2min,用干滤纸片沿瓶口缝处检查,看有无水珠渗出。如果不漏,再把塞子旋转180°,塞紧,倒置,试验这个方向有无渗漏。这样做两次检查是必要的,因为有时瓶塞与瓶口,不是在任何位置都是密合的。
      合用的瓶塞必须妥为保护,最好用绳把它系在瓶颈上,以防跌碎或与其他容量瓶搞混。
      用容量瓶配制标准溶液时,先将精确称重的试样放在小烧杯中,加入少量溶剂,搅拌使其溶解(若难溶,可盖上表皿,稍加热,但必须放冷后才能转移)。沿搅棒用转移沉淀的操作将溶液定量地移入洗净的容量瓶中(图1-29),然后用洗瓶吹洗烧杯壁5~6次,按同法转入容量瓶中。当溶液加到瓶中2/3处以后,将容量瓶水平方向摇转几周(勿倒转),使溶液大体混匀。然后,把容量瓶平放在桌子上,慢慢加水到距标线1cm左右,等待1~2min,使粘附在瓶颈内壁的溶液流下,用滴管伸入瓶颈接近液面处,眼睛平视标线,加水至弯月面下部与标线相切。立即盖好瓶塞,用一只手的食指按住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底(图1-30),注意不要用手掌握住瓶身,以免体温使液体膨胀,影响容积的准确(对于容积小于100mL的容量瓶,不必托住瓶底)。随后将容量瓶倒转,使气泡上升到顶,此时可将瓶振荡数次。再倒转过来,仍使气泡上升到顶。如此反复10次以上,才能混合均匀。
      容量瓶不能久贮溶液,尤其是碱性溶液会侵蚀瓶壁,并使瓶塞粘住,无法打开。容量瓶不能加热。
      (3)滴定管
      滴定管是用来准确放出不确定量液体的容量仪器。是用细长而均匀的玻璃管制成的,管上有刻度,下端是一尖嘴,中间有节门用来控制滴定的速度。
      如图1-31所示,滴定管分酸式和碱式两种,前者用于量取对橡皮管有侵蚀作用的液态试剂;后者用于量取对玻璃有侵蚀作用的液体。滴定管容量一般为50mL,刻度的每一大格为1mL,每一大格又分为10小格,故每一小格为0.1mL。
      酸式滴定管的下端为一玻璃活塞,开启活塞,液体即自管内滴出。使用前,先取下活塞,洗净后用滤纸将水吸干或吹干,然后在活塞的两头涂一层很薄的凡士林油(切勿堵住塞孔)。装上活塞并转动,使活塞与塞槽接触处呈透明状态,最后装水试验是否漏液。
      碱式滴定管的下端用橡皮管连接一支带有尖嘴的小玻璃管。橡皮管内装有一个玻璃圆球(图1-32)。用左手拇指和食指轻轻地往一边挤压玻璃球外面的橡皮管,使管内形成一缝隙,液体即从滴管滴出。挤压时,手要放在玻璃球的稍上部。如果放在球的下部,则松手后,会在尖端玻璃管中出现气泡。
      必须注意,滴定管下端不能有气泡。快速放液,可赶走酸式滴定管中的气泡;轻轻抬起尖嘴玻璃管,并用手指挤压玻璃球,可赶走碱式滴定管中气泡(图1-33)。
      酸式滴定管不得用于装碱性溶液,因为玻璃的磨口部分易被碱性溶液侵蚀,使塞子无法转动。
      碱式滴定管不宜于装对橡皮管有侵蚀性的溶液,如碘、高锰酸钾和硝酸银等。
      (4)仪器洗涤
      移液管、容量瓶、滴定管要求容积精确,一般不用刷子机械地刷洗,其内壁的油污最好是用浓硫酸-重铬酸钾洗液来清洗,分别介绍如下:
      移液管:在上口套上一段橡皮管,用洗耳球将洗液吸入管中超过刻线部分,用夹子夹住,直立浸泡一定时间(也可用洗耳球将洗液吸入管中,用手指堵住上口,平握移液管,不断转动,直到洗液浸润全部内壁),将洗液放回原瓶。
      容量瓶:小容量瓶可装满洗液浸泡一定时间。容量大的容量瓶则不必装满,注入约1/3体积洗液,塞紧瓶塞,摇动片刻,隔一些时间再摇动几次即可洗净。
      滴定管:可注入10mL洗液,两手平握滴定管不断转动,直到洗液把全部管浸过,然后将洗液由上口或尖嘴倒回原贮存瓶中。若上法不能洗净,需将洗液装满滴定管浸泡。
      上述仪器用洗液浸泡后,都需要先用自来水冲洗掉洗液。此时应对着光亮检查一下是否油污已被洗净,内壁水膜是否均匀。如果发现仍有水珠,则应再用洗液浸泡再检查,直到彻底洗净为止。
      最后用去离子水(或蒸馏水)洗去自来水。去离子水每次用量约为被洗仪器体积的1/3即可,一般洗2~3次。
      对于移液管和滴定管,最后还要用待装入的溶液洗涤2~3次(容量瓶是否要用待盛放的溶液洗涤?)。
      (5)读数
      下面以滴定管为例加以说明。在滴定管中的溶液由于附着力和内聚力的作用,形成一个弯月面,弯月面下常有一虚影,此虚影与读数无关。读数时,视线应在弯月面下缘最低处的同一水平位置上(见图1-34),以避免视差。因为液面是球面,眼睛位置不同会得到不同的读数。对于常用的50mL滴定管,读数应到0.01mL。
      颜色太深的溶液,如碘溶液、高锰酸钾溶液,弯月面很难看清楚,而液面最高点较清楚,所以常读取液面最高点,读时应调节眼睛的位置,使之与液面最高点前后在同一水平位置上。
      对于移液管、容量瓶(包括量筒)的读数方法,可从滴定管读数方法类推,不再一一介绍。
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12.实验室常用称量仪器
      (1)台秤
      台秤(见图1-35)用于精度不高的称量,一般只能称准到0.1g。称量前,首先调节托盘下面的螺旋,让指针在刻度板中心附近等距离摆动,此谓调零点。称量时,左盘放称量物,右盘放砝码(10g或5g以下是通过移动游码添加的),增减砝码,使指针也在刻度板中心附近摆动。砝码的总质量就是称量物的质量。称量时应注意:
      1)不能称量热的物体;
      2)称量物不能直接放在托盘上,依情况将其放在纸上,表面皿中或容器内;
      3)称量完毕,一切复原。
      (2)光电天平
      光电天平叫光学天平。分为双盘和单盘两种,下述为双盘光电天平。它最大载重量为200g,可以精确称量到0.1mg。
      1)光电天平的构造见图1-36。
      ①天平梁:是天平的主要部件之一,天平梁上有两个向上的玛瑙刀口,用来悬挂托盘。玛瑙刀口是天平很重要的部件,刀口的好坏直接影响到称量的精确程度。
      ②指针:固定在天平梁的中央,天平梁摆动时,指针随着摆动,从光幕上可以读出指针摆动的位置。
      ③升降钮:是控制天平工作状态和休止状态的旋钮。
      ④光幕:通过光电系统使指针下端的标尺放大后,在光幕上可以清楚地读出标尺的刻度。标尺的刻度代表质量,每一大格代表1mg,每一小格代表0.1mg,(10-4g)。
      ⑤天平盘和天平橱罩:天平左右有两个托盘,左盘放称量物体,右盘放砝码。光电天平是比较精密的仪器,外界条件的变化如空气流动等容易影响天平的称量,为减少这些影响,称量时一定要把橱罩的门关好。
      ⑥砝码与环码:光电天平有砝码和环码。砝码装在盒内,最大质量为100g,最小质量为1g。在1g以下的是用金属丝做成的环码,安放在光电天平的右上角,加减的方法是用机械加码旋钮来控制,用它可以加10~990mg的质量。10mg以下的质量可直接在光幕上读出。
      2)光电天平使用规则
      ①未休止的天平不允许进行任何操作,如加减砝码,环码和物体等。
      ②切勿用手直接接触光电天平的部件,取砝码一定要用镊子夹取。使用机械加码旋钮时,一定要轻轻地逐格扭动,以免损坏机械加码装置和使环码掉落!
      ③不能在天平上称量热的或具有腐蚀性的物品。不能在金属托盘上直接称量药品。
      ④称量时,不可超过天平所允许的最大载重量(200g)。
      ⑤每次称量结束后,认真检查天平是否休止,砝码是否齐全地放入盒内,机械加码旋钮是否恢复到零的位置。全部称量完毕后关好天平橱罩,切断电源,把凳子放回天平桌子下面,把天平室整理好。
      ⑥不得任意移动天平位置。如发现天平有不正常情况或在称量过程中发生了故障,要报告教师。
      3)光电天平的使用方法
      ①直接称量法
      使用天平要认真、仔细,否则容易出错,使称量不准确,或者损坏天平。
      称量前应先检查天平,如环码是否跳落,机械加码旋钮是否在零的位置等。
      零点的测定:接通电源,轻轻转动升降钮,启动天平,此时灯泡发亮,光幕上可以看到标尺的投影在移动,当投影稳定后,若刻线和标尺上的零恰好重合,此时零点等于零,零点即天平不载重时的平衡点。若空载时天平的平衡点不在零,可以通过调屏拉杆,移动光屏的位置,使刻线与标尺的零线重合。也可以记下读数,此读数也是天平零点。如图1-37中所指示的+0.4即为零点的位置(此时零点不在零)。
      测得零点后,把升降钮降下;使天平休止。
      停点的测定:在称量物体前,可先在台秤上粗称一下物体的质量,以便称量时加放合适的砝码;当标尺往正数方向移动,要加砝码。
      把物体放在天平左盘中心(为防止托盘晃动,应该尽可能把物体或砝码放在托盘中心)。在右盘上加放合适的砝码,随后轻轻转动升降钮,观察光幕中标尺移动的方向。若标尺迅速往负数方向移动(即刻线所指数值减小)。则表示砝码太重,要减砝码;当标尺往正数方向移动,要加砝码。
      当所要加的砝码在克以下时,关紧天平侧门,用同样方法加减环码,直到刻线与标尺上某一读数相重合为止(此读数最好在-5到+5之间)。记下读数,即停点,亦即天平载重时的平衡点。
      称量后,使天平休止,记下砝码和环码质量。
      使用光电天平称量物体时一般均称量两次,操作方法如下:
      零点测量:第一次测量休止后,再起动,测量,此为第二次,称量两次误差应小于0.2mg,即|e'0-e″0|≤0.2。停点测量:同上。
      数据记录和计算:
      零点用e0表示。第一次e'0=_____,第二次e″0=______,平均值e0=______。
      停点用e1表示。第一次e'1=______,第二次e″1=______,平均值e1=______。
      物体质量(g)=砝码质量+环码质量+(停点e1-零点e0)/1000。
      称量计算举例:
      零点,停点及环码读数均见图1-38。
      天平零点e0=+0.7(mg)
      天平停点e1=-1.8(mg)
      砝码质量:10g+2g+1g=13g
      环码质量:810mg=0.810g
      物体质量=13g+0.810g+(-0.0018-0.0007)g=13.8075g
      ②减量法
      此法用于称固体粉末状物质。将适量试样装入称量瓶中(见图1-39)。称量瓶是带有磨口塞的小玻璃瓶,它的优点在于质量较小,可直接在天平上称量,并有磨口玻璃塞,以防止试样吸收空气中的水分等。
      称量步骤如下:先准确称出称量瓶和试样的总量W1,然后取出称量瓶(用纸条裹着),如图1-40所示,放在容器的上方。将称量瓶倾斜,用称量瓶盖轻敲瓶口上部,使试样慢慢落入容器中,当倾出的试样已接近所需要的质量时将瓶竖起,再用称量瓶盖轻敲瓶口上部,使粘在瓶口的试样落下,然后盖好瓶盖。将称量瓶放回天平盘上,称量质量为W2。两次质量之差(W1-W2)就是试样的质量。这种称量方法叫减量法。按上法依次进行,可称取多份试样。若从称量瓶中倒出的药品太多,不能再倒回称量瓶中,要重新称量。
      电子分析天平为较先进的称量仪器,外观如图1-41所为,此类天平操作简便。将天平开启,调零后,可将被称物放于天平称量盘上,其质量从天平面板的屏幕上显示出来。这类天平还可与计算机相连接进行数据处理,可方便地获得高精度的称量结果。
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13.密度计
      密度计是用来测定液体密度的仪器(见图1-42)。有轻表和重表两种。轻表用于测密度小于1kg/m3的液体的密度,重表用于测量密度大于1kg/m3的液体的密度。
      测定液体密度时,先将被测液体倒入较高的玻璃容器(如量筒或长试管)中,倒入量应能使密度计浮起。然后用手握住密度计的上端,将其慢慢插入液体中,直至轻轻接触容器底面再松手(切忌直接将密度计投入液体中,以免向下冲力过大而碰撞器壁,打碎密度计)。等密度计完全浮稳后,根据密度计悬浮位置,使视线水平面与液体弯月面相切,读出密度计的读数。
      14.25型酸度计
      (1)测定pH值
      25型酸度计(图1-43),是用电位法测定溶液pH值的一种仪器,与其配套使用的指示电极是玻璃电极(图1-44),参比电极是甘汞电极(图1-45)。
      酸度计的操作步骤:
      1)未接电源前,用电表机械调节螺丝11调节电流计指针,使其指在零点(即pH=7);
      2)打开电源开关1,预热20min左右;
      3)校正仪器
      ①将温度补偿器4放在测定的温度值上;
      ②将pH-mV开关5转至pH档;
      ③将量程选择开关6拨到待测溶液的pH值范围(7~0或7~14);
      ④过1~2min后,调节零点调节器7,使指针仍指在pH=7处;
      ⑤将两电极插入已知pH值的标准缓冲溶液。揿下读数开关12,调节定位调节器3,使指针指在该溶液的pH值处。
      重复④,⑤操作几次,使指针的指示值稳定。仪器校正后,定位调节器不能再动;
      4)取出电极,用去离子水冲洗后,以擦镜纸或滤纸轻轻吸干残余水。然后插入待测溶液中。揿下读数开关,读出溶液的pH值;
      5)测量完毕,松开读数开关12,洗净电极。
      玻璃电极的使用与维护:
      1)玻璃电极的主要部分是下端的玻璃球泡。它由一层较薄的特种玻璃制成,所以切勿与硬物接触。
      2)初次使用时,应先将球泡在去离子水中浸24h以上暂不使用时,也要浸在去离子水中。
      3)电极插头上的有机玻璃管具有良好的绝缘性能,切勿接触化学试剂或油污。
      4)若玻璃膜上沾有油污,应先浸在酒精中,再放入乙醚或四氯化碳中,然后再移到酒精中。最后用水冲洗干净。
      5)在测强碱性溶液时,应快速操作。测完后立刻用水洗净,以免碱液腐蚀玻璃。
      6)凡是含氟离子的酸性溶液,不能用玻璃电极测量(为什么?)。
      (2)测量电动势
      步骤如下:
      1)把开关6指在“0”处,调整电表上的胶木螺丝,使指针指在pH=7处。然后打开电源开关,仪器预热5min。接入电极,电极浸入被测溶液中。
      2)把开关6指在“7~0”处,开关5指在“+mV”或“-mV”处,开关12放在放开的位置。
      3)调节7使电表指针在0mV,按下读数开关12,即指示被测电池的电动势。
      4)测完后,冲洗电极,关掉电源
      15.PHXB-302K酸度计
      PHXB-302K型酸度计是一种电化学测量仪器,除主要用作测水溶液的酸度外,还可以测量多种电极的电极电位。此仪器为液晶数字显示结果,操作简便。如果使用交流电源,可以直接将电源插头插在220V电源插座上。也可只用机内9V电池。当电池电压低于7.5V时,应更换新电池。
      (1)pH值的测量
      1)将准备好的电极的引线插入电极插孔中,将电极插入用于定位的标准缓冲溶液中。
      2)按下电源开关。液晶显示出数字,将pH/mV选择键置于pH(即弹出)状态。
      3)按下温度补偿键,调节温度补偿旋钮(TEMP℃),使液晶显示数值与溶液的温度数值(用温度计测量)相同(前面带有“-”号)后,再次按动温度补偿键使其弹出。
      4)用定位(CALIB)旋钮将液晶显示的数值调整到缓冲溶液的给定pH值(注意:数字前面不能出现“-”号)。
      5)当被测溶液和缓冲溶液温度相同时,将电极冲洗干净,用滤纸吸干电极上的水,插入被测溶液,便可由液晶显示出pH值。
      6)当被测溶液和缓冲溶液温度不同时,需要重复步骤3),调整温度补偿,再按步骤5)测量溶液的pH值
      (2)mV的测量
      按下pH/mV选择键,液晶显示出来的数值就是被测量样品的mV值。
      16.DDS-11A型电导率仪
      电导率仪是测定溶液电导率的仪器。其面板结构如图1-46所示。
      电导率仪的操作步骤:
      1)先将铂黑电极浸在去离子水中数分钟。
      2)调节表头螺丝M,使指针指在零点。
      3)将校正、测量开关K2扳到“校正”位置。
      4)打开电源开关K预热数分钟后,调节校正调节器Rw3使指针在满刻度上。
      5)将高周、低周开关K3扳向适当的档上。
      6)将量程选择开关R1扳到适当的档上。
      7)调节电极常数调节器Rw2,使其与所用电极的常数相对应(这样就相当于把电极常数调整为1,所测得溶液的电导率在数值上就等于溶液的电导)。
      8)用少量待测溶液冲洗电极后,将其插头插在电极插口Kx内,并浸入待测溶液中。
      9)调节校正调节器Rw3至满刻度后,将校正、测量开关K2扳到测量位置。读得表针的指示数,再乘上量程选择开关R1所指的倍数,即为此溶液的电导率。重复测定一次,取其平均值。
      10)将校正、测量开关K2扳到“校正”位置,取出电极。
      11)测量完毕,断开电源。电极用去离子水荡洗后,浸到去离子水中备用。
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721型分光光度计外形示意图如图1-47所示。
      (1)分光光度计的操作步骤
      1)预热仪器。为使测定稳定,将电源开关打开,使仪器预热20min,为了防止光电管疲劳,不要连续光照。预热仪器时和在不测定时应将比色皿暗箱盖打开,使光路切断。
      2)选定波长。根据实验要求,转动波长调节器,使指针指示所需要的单色光波长。
      3)固定灵敏度档。根据有色溶液对光的吸收情况,为使吸光度读数为0.2-0.7,选择合适的灵敏度。为此,旋动灵敏度档,使其固定于某一档,在实验过程中不再变动。一般测量固定在“1”档。
      4)调节“0”点。轻轻旋动调“0”电位器,使读数表头指针恰好位于透光度为“0”处(此时,比色皿暗箱盖是打开的,光路被切断,光电管不受光照)。
      5)调节T=100%。将盛蒸馏水(或空白溶液或纯溶剂)的比色皿放入比色皿座架中的第一格内,有色溶液放在其它格内,把比色皿暗箱盖子轻轻盖上,转动光量调节器,使透光度T=100%,即表头指针恰好指在T=100%处。
      6)测定。轻轻拉动比色皿座架拉杆,使有色溶液进入光路,此时表头指针所示为该有色溶液的吸光度A。读数后,打开比色皿暗箱盖。
      7)关机。实验完毕,切断电源,将比色皿取出洗净,并将比色皿座架及暗箱用软纸擦净。
      (2)注意事项
      1)为了防止光电管疲劳。不测定时必须将比色皿暗箱盖打开,使光路切断,以延长光电管使用寿命。
      2)比色皿的使用方法:
      ①拿比色皿时,手指只能捏住比色皿的毛玻璃面,不要碰比色皿的透光面,以免沾污。
      ②清洗比色皿时,一般先用水冲洗,再用蒸馏水洗净。如比色皿被有机物沾污,可用盐酸-乙醇混合洗涤液(1∶2)浸泡片刻,再用水冲洗。不能用碱溶液或氧化性强的洗涤液洗比色皿,以免损坏。也不能用毛刷清洗比色皿,以免损伤它的透光面。
      每次做完实验时,应立即洗净比色皿。
      ③比色皿外壁的水用擦镜纸或细软的吸水纸吸干,以保护透光面。
      ④测定有色溶液吸光度时,一定要用有色溶液洗比色皿内壁几次,以免改变有色溶液的浓度。另外,在测定一系列溶液的吸光度时,通常都按由稀到浓的顺序测定,以减小测量误差。
      ⑤在实际分析工作中,通常根据溶液浓度的不同,选用液槽厚度不同的比色皿,使溶液的吸光度控制在0.2~0.7。
      18.误差与偏差
      (1)准确度与精密度
      绝对准确的实验结果是无法得到的。准确度表示实验结果与真实值接近的程度。精密度表示。在相同条件下,对同一样品平行测定几次,各次分析结果相互接近的程度。如果几次测定结果数值比较接近,说明测定结果的精密度高。
      精密度高不一定准确度高。例如甲、乙、丙3人,同时分析测定一瓶盐酸溶液的浓度(应为0.1108),测定3次的结果如下:
     
      平均值:0.1122 0.1121 0.1106
      真实值:0.1108 0.1108 0.1108
      差值:0.0014 0.0013 0.0002
      精密度好 精密度差 精密度好
      准确度差 准确度差 准确度好
      从上例可以看出,精密度高不一定准确度高,而准确度高一定要精密度高,否则,测得的数据相差很多,根本不可信,这样的结果无法讨论准确度。
      由于实际上真实值不知道,通常是进行多次平行分析,求得其算术平均值,以此作为真实值,或者以公认的手册上的数据作为真实值。
      (2)误差与偏差
      误差(E)表示准确度的高低。
      E=测定值-真实值
      当测定值大于真实值,误差为正值,表示测定结果偏高;反之,为负值,表示测定结果偏低。
      误差可用绝对误差和相对误差来表示。绝对误差表示测定值与真实值之差,相对误差是指误差在真实值中所占的百分率。例如,上述丙测定盐酸的误差为:
      绝对误差=0.1106-0.1108=-0.0002
     
      偏差用来衡量所得分析结果的精密度。单次测定结果的偏差(d),用
     
      相对偏差;
     
     
      用数理统计方法处理数据时,常用标准偏差S和相对标准偏差Sr来衡量精密度,
     
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19.有效数字
      (1)有效数字的概念
      实验中,我们使用的仪器所标出的刻度的精确程度总是有限的。例如50mL量筒,最小刻度为1mL,在两刻度间可再估计一位,所以,实际测量能读到0.1mL。如34.5mL等。若为50mL滴定管,最小刻度为0.1mL,再估计一位,可读至0.01mL。如24.78mL等。总之,在34.5mL与24.78mL这两个数字中,最后一位是估计出来的,是不准确的。通常把只保留最后一位不准确数字,而其余数字均为准确数字的这种数字称为有效数字。也就是说,有效数字是实际上能测出的数字。
      由上述可知,有效数字与数学的数有着不同的含义。数学上的数只表示大小,有效数字则不仅表示量的大小,而且反映了所用仪器的准确程度。例如,“取6.5gNaCl”,这不仅说明NaCl质量6.5g,而且表明用感量0.1g的台秤称就可以了,若是“取6.5000gNaCl”,则表明一定要在分析天平上称取。
      有效数字还表示了称量误差。对感量0.1g的台秤称6.5gNacl,绝对误差为0.1g,相对误差为:
     
      对感量为0.0001g的分析天平称6.5000gNaCl,绝对误差为0.0001g,相对误差为
     
      所以,记录测量数据时,不能随便乱写,不然就会夸大或缩小了准确度。
      字中起的作用是不同的。有时是有效数字,有时不是,这与“0”在数字中的位置有关:
      1)“0”在数字前,仅起定位作用,“0”本身不是有效数字,如0.0275中,数字2前面的两个0都不是有效数字,这个数的有效数字只有3位。
      2)“0”在数字中,是有效数字。如2.0065中的两个0都是有效数字,2.0065有5位有效数字。
      3)“0”在小数的数字后,也是有效数字如6.5000中的3个0都是有效数字。0.0030中数字3前面的3个0不是有效数字,3后面的0是有效数字。所以,6.5000是5位有效数字。0.0030是2位有效数字
      4)以“0”结尾的正整数,有效数字的位数不定。如54000,可能是2位,3位或4位甚至5位有效数字。这种数应根据有效数字的情况改写为指数形式。如为2位,则写成5.4×104;如为3位,则写成5.40×104,等等。
      总之,要能正确判别并书写有效数字。下面列出了一些数字。并指出了它们的有效数字位数:
      7.4000 54609 5位有效数字
      33.15 0.07020% 4位有效数字
      0.0276 2.56×10-10 3位有效数字
      49 0.00040 2位有效数字
      0.003 4×105 1位有效数字
      63000 200 有效数字位数不定
      (2)有效数字的运算规则
      1)加法和减法
      在计算几个数字相加或相减时,所得和或差的有效数字的位数,应以小数点后位数最少的数为准。如将3.0113、41.25及0.357相加,见下式(可疑数以“?”标出);

      可见,小数点后位数最小的数41.25中的5已是可疑,相加后使得44.6183中的1也可疑,所以,再多保留几位已无意义,也不符合有效数字只保留一位可疑数字的原则,这样相加后,结果应是44.62。
      以上为了看清加减后应保留的位数,而采用了先运算后取舍的方法,一般情况下可先取舍后运算,即

      2)乘法与除法
      在计算几个数相乘或相除时,其积或商的有效数字位数应以有效数字位数最少的为准。如1.211与12相乘:

      显然,由于12中的2是可疑的,使得积14.532中的4也可疑,所以保留两位即可,结果就是14。
      同加减法一样,也可先取舍后运算,即:

      3)对数
      进行对数运算时,对数值的有效数字只由尾数部分的位数决定,首数部分为10的幂数,不是有效数字。如2345为4位有效数字,其对数lg2345=3.3701,尾数部分仍保留4位,首数“3”不是有效数字。不能记成lg2345=3.370,这只有3位有效数字,就与原数2345的有效数字位数不一致了。在化学中对数运算很多,如pH值的计算。若c(H+)=4.9×10-11mol•L-1,这是两位有效数字,所以pH=-lgc(H+)/cφ=10.31,有效数字仍只有两位。反过来,由pH=10.31计算c(H+)时,也只能记作{c(H+)}=4.9×10-11,而不能记成4.898×10-11。
      4)首位数大于7的数有效数字的确定
      对于第一位的数值大于7的数,则有效数字的总位数可多算一位。例如8.78,虽然只有3位数字,但第一位的数大于7,所以运算时可看作4位。

千江有水
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谢谢楼主了,我整理了一下弄成word文档发上来。给大家节约点时间
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