分析实验中常用天平和称量方法的选择

赵新颖 危 晴 曹奇光 袁 騉

(北京电子科技职业学院，北京 100176)

天平是促使化学从物理学中分离出来形成独立学科的重要因素，是在分析化学中有不可替代的作用。准确称量是定量分析的先决条件，是数据溯源的起点。因此，正确选择天平类型以及合适的称量方法在分析实验操作和教学过程中是极为重要的。

1 天平的类型和适用范围

1.1 重要参数

正确理解天平重要参数是称量操作的先决条件。本文以SECURA613-1CN型电子天平为例，对重要参数及其含义进行举例说明(表1)。

表1 天平的重要参数及其意义

1.2 天平的类型和使用范围

天平类型和其测量精度紧密相关，因此选用适宜的天平才能确保测量结果的精度。分析实验操作及教学过程中主要使用的天平有超微量、微量、半微量、常量、精密和粗天平6类。每类天平都有特定的测量级别、最大载荷、分刻度值误差、称量特点、适用范围和适用案例，见表2。初学者通常认为精度越高的天平称量结果越准确，因此所有称量都选用相对精度最高的天平。这是称量操作的一大误区。只有根据称量目的选择称量级别合适的天平，再根据被称量物的物理化学性质选择合适的称量方法，配合规范的操作，才能够得到正确有效的称量结果。

表2 分析化学实验室中天平的类型、测量级别、称量特点、适用范围的简单说明

2 常用的称量方法和注意事项

2.1 常用的称量法

2.1.1指定量称量法(固定量称量法)

指称取的质量必须为“某一指定”质量，不得有差异。特点是读数极其严格，不能有任何差异。一般用于制备标准滴定溶液，如：称取纯度为99.98%的标准物重铬酸钾1.2260 g，置于250 mL容量瓶中，水定容，则该溶液浓度c(1/6K2Cr2O7)为0.1000 mol/L。

2.1.2减量称量法

指先称被称量物和称量容器取总质量，然后以“ 磕(即敲击称量容器)”的方式，使被称量物从容器内倾出，减轻的质量达到目标即可。该法优点是能够发现操作中存在的“偶然误差”，有效避免实验过程中的“凑数”现象；缺点是没有充分利用天平提供的“便利方法”。 在时间紧、平行测定3次以上且要求在规定范围内质量分布到达极限、不得提前计算出称量质量时，可采用该法称量。如：被称量物和容器的总重量为25.0769g；经磕(即敲击称量容器)出操作后，被称量物和容器的总重量为24.5759g；则称取的质量为(25.0769 - 24.5759)g = 0.5010g。

2.1.3差减称量法

指先称取被称量物和称量容器总质量，按“去皮键”；以“ 磕(即敲击称量容器)”的方式，使被称量物从容器内倾出，此时天平显示的(负)数值则为需要称量的质量。优点是显示直观、易判断；缺点是易于“凑数”、不易发现偶然误差。该法常用于平行测定，如：被称量物和容器的总重量为25.0769g，按“去皮键”后显示为“0.0000 g”。经磕(即敲击称量容器)出操作后，当天平显示“-0.5010 g”时，称取的质量即为0.5010 g。

2.1.4增量称量法

指在特定称量容器内，通过增加质量的方式达到目的的称量操作。优点是直观、易判断；缺点是需要对被称量物的性质要非常熟悉，否则容易称量过量，造成称量失败，浪费时间。该法用于易挥发物质溶液的称量，如：在100 mL轻质具塞瓶内加入50 mL蒸馏水，擦去瓶身外水分，拧紧瓶塞，置于天平托盘上；读数后按“去皮键”，此时显示为“0.0000 g”。向具塞瓶内滴加被称量物，拧紧瓶塞，平摇轻质具塞瓶，称量读数，若达到既定质量后，表示称量完成。

此外，根据被称量物的物理化学性质不同，所用称量容器也不同，常用的有称量纸、烧杯、具塞瓶和安瓿球，具体适用范围和特点见表3。根据被称量物的物理化学性质选择合适的称量方法和称量容器，是得到正确称量结果的重要因素之一。

表3 分析化学实验中常用的称量容器及其适用范围

2.2 称量操作的注意事项

对于标准天平，四角误差等于最大示值减最小示值。对于工作用天平，四角误差等于各点的示值与中心点的示值之差中的最大者。如满足上述要求，在称量过程中，物品在托盘上的放置位置，没有特殊规定要求。但如果不能满足上述要求，则放置位置前后必须相同。

检定分度值、检定分度数、有效数字和误差传递等影响称量结果的其他重要计量因素，将另做专题讨论。