对“台秤和分析天平的使用”实验习题的解答

这是北师大等校编《无机化学实验（第二版）》教材中的一个实验项目。其实验习题多是一些实验操作方面的内容，涉及的操作原理也较为简单。但对其回答也还是要更清晰、更准确一些才好。

1. 为何要测定天平的零点？天平的零点和停点有何区别？它们是怎样测定的？

解：零点是天平空载时指针在刻度标牌上所指示的平衡位置。即不加任何重物和砝码时，打开升降枢后，天平指针在刻度标牌上所指的数字。

零点是天平两臂原本是否处于平衡状态的直观反映，是判定天平是否处于正常工作状态的标志之一。因为如果天平有吊耳脱落等机械性故障，或游码未复位等使用问题时，其零点都会有不正常的显示。所以，不但在称量工作进行前要检查天平的零点，在称量工作结束后还要检查天平的零点是否有变化（不超过0.2mg）。

对阻尼式分析天平，其零点应该在8-12之间（10.0为刻度标牌的中点）。由于这个数字是天平的原始平衡点，在需要用计算法来确定称量所得的质量数时还是一个必备的数据（见下例1），所以要记录下零点。

对电光天平，则只要通过调节零点（拨动扳手），使光屏上的刻线与标尺0.00重合，即可。

停点则是在天平加上重物后（包括砝码），开启天平，指针在刻度标牌上所示的数字。

其实，对于电光天平来说，所谓的停点，就是10mg以下的质量数值，是称量结果的一个组成部分。所以，在讨论电光天平时最好不要再沿用“停点”的概念，直接说“标尺读数”就可以了。

但对较早前曾广泛使用的阻尼式分析天平，那就截然不同了，零点和停点在称量结果的获得中，都有着重要的作用。

例1，用阻尼式分析天平称量一个坩埚，得到如下的数据，试计算坩埚的质量。

天平的零点 10.5

砝码的质量13.123g，停点 12.5，

砝码的质量13.122g，停点 9.5。

载重灵敏度 12.5 - 9.5 = 3.0（格•mg^-1）

坩埚质量  。

2. 在放置待称量物体或加减砝码时，应特别注意什么事项？

解：必须是在关闭天平升降枢的情况下来放置待称量物体或加减砝码。

因为在天平梁中间及两端各有一个玛瑙刀（中间为支点刀，两端为称重刀），并与玛瑙平板一起构成三条平行的支撑线。这三条支撑线的细小及平行程度，决定了天平的灵敏度及称量结果的准确性。所以，不损坏玛瑙刀口、保持刀口的尖锐，是天平使用中的最基本要求。

在关闭升降枢，使玛瑙刀与玛瑙平板脱离接触的情况下，放置待称量物体或加减砝码，对刀口不会有任何影响及损害。

而开启升降枢，就是将玛瑙刀放在玛瑙平板上，让其处于工作状态。在这种情况下，再往天平上添加物体，就会使天平向一端猛烈偏移、并使玛瑙刀口受到冲击与碰撞，即使刀口有幸能不破裂，也会受到极大的磨损，影响天平的及密度及适用寿命。所以，绝对不允许有这样的现象发生。

3. 用电光天平称量时，若缩微标尺的投影向右偏移，天平指针向何方向偏移？此时称量物比砝码重还是轻？

解：电光天平有一光学读数系统，其缩微标尺的投影是可以移动的。且由于光学投影的原因，缩微标尺投影的移动方向，与指针的移动方向正好相反。

即，光幕迅速向左移，指针实际是在向右移，表示砝码端（右端）轻；

而，光幕迅速向右移，指针实际是在向左移，表示砝码端重了；

4. 称量时下列操作是否正确，为什么？

解：（1）猛烈打开天平升降枢。

使天平受到震动，玛瑙刀口受到撞击。不但对刀口有损坏，还有可能使吊耳等部件偏移，影响称量的准确性。严重的还能造成吊耳脱落，使称量工作无法进行。

（2）未关闭升降枢就加减砝码或取放称量物。

也会使天平受到震动，并使天平向一方剧烈偏移。

（3）称量时，边门打开。

一方面，在边门打开的情况下，空气对流可能对天平梁的平衡位置、即称量结果的准确性有影响。

另一方面，在天平箱内一般都要放置干燥剂，以保持天平不被水汽侵蚀。总打开边门，这是天平使用规则所明令禁止的行为。

（4）称量前，未调零点。

相当于对天平的完好程度未进行任何检查。也不知道天平的两端原来是否处于平衡的状态。

连天平的初始平衡点究竟在什么位置都不知道，得出的“称量结果”也没有任何的可信度。

（5）一同学用分析天平称某物体，得出下列一组数据。你认为哪个数值是合理的：1.210g，1.21000g，1.2100g。为什么？

分析天平的灵敏度决定，它只能测量到0.1mg。

记录结果为1.210g，减少了一位应有的有效数字，实际是没能反映出所用仪器的灵敏度，像是一个普通物理天平的称量结果。

记为 1.21000g，平白增加了一位有效数字，有故意提高仪器的精度，对测定结果“造假”的嫌疑。

只有1.2100g是合理的。

参考文献

[1] 北京师范大学无机化学教研室等编. 无机化学实验（第二版）. 高等教育出版社. 1991年