Аналитические весы – виды, точность, правила лабораторной работы

Аналитические весы – это прибор для сверхточного измерения массы объекта. Они используются при проведении различных лабораторных исследований и имеют широкую сферу применения. Например, аналитические весы востребованы при определении массы образца перед титрованием, гравиметрией или хроматографии. 

Качество любого такого исследования зависит от правильного измерения веса реагента или образца. Поэтому и оборудование должно быть максимально точным. Аналитические весы позволяют определить массу с шагом до 0,0001 грамма и с погрешностью до 0,1 мг.

Практически все современные аналитические весы – электронные (точнее, электромеханические). Такая конструкция позволяет максимально быстро, но при этом с минимальной погрешностью, определить массу объекта, реагента или вещества. Механические аналитические весы в современных лабораторных исследованиях практически не используются.

Типы и классификация современных аналитических весов

Ещё 20–30 лет назад в лабораториях использовались механические устройства – с коромыслом, одной или двумя чашами, рычагом или гирьками. Сегодня от этого вида постепенно отказываются – электронные или электромеханические модели аналитических весов обеспечивают такую же высокую точность, но при этом позволяют проводить измерение массы значительно быстрее.

Как следствие, традиционная система классификации, которая разделяет весы на два класса точности, также не используется. Вместо неё требованием ГОСТ Р 53228–2008 введены новые. Теперь лабораторные электронные и электромеханические весы разделяются на четыре класса точности:

• Обычный (IV) – подходит для измерений в пищевой промышленности и некоторых других отраслях, где не требуется сверхвысокая точность измерения веса.
• Средний (III) – практически универсальный, но в медицине, фармацевтике и других отраслях лучше использовать более точные весы.
• Высокий (II) – подходит для большинства сфер, включая медицину и фармацевтику.
• Специальный (I) – наиболее высокоточный. Эти весы ориентированы на использование в медицине, фармацевтике, биохимии и других сферах, где «цена ошибки» может быть слишком высокой.

Практически всем электронным или электромеханическим аналитическим приборам присваивается специальный класс точности – благодаря измерению веса объекта с минимальной погрешностью.

Факторы, влияющие на точность измерения веса

Поскольку точность измерения веса очень высокая – как у механических, так и у электронных устройств – на результат могут влиять различные внешние факторы, включая вызванные лабораторными условиями. В их число входит:

• Температура и влажность лабораторного воздуха.
• Степень наклона поверхности, на которую установлены весы. Она должна быть нулевой (строго горизонтальной).
• Размещение предмета на чаше (измерительной поверхности) и распределение веса.
• Правильность процедуры измерения веса.

Кроме того, с течением времени весы могут изнашиваться – электронные и механические элементы истираются и приходят в негодность. Поэтому нужно регулярно проходить поверку посредством измерения массы образцов. Весы поверяются ежегодно.

Краткий перечень правил работы

Инструкция и условия работы при измерении веса изучаются на курсе основ теоретической химии. Они универсальны. Эти требования распространяются на все весы независимо от модели, конструкции и характеристик.

Кроме того, перед началом работ лаборант должен изучить инструкцию, прилагающуюся к весам. Это поможет проводить измерения точнее.

Базовые правила работ:

• Работу по взвешиванию необходимо проводить в отдельном помещении (весовой), а не в общей лаборатории. Именно там же устанавливаются весы. Это помещение должно быть хорошо освещено, проветриваться, сухим и отапливаемым. Сами весы устанавливаются в весовой и не покидают помещения на всё время эксплуатации.

• В весовой должен быть стабильный микроклимат. Температура воздуха – не выше 20 градусов по шкале Цельсия. При её увеличении тепловое расширение конструкции приведёт к уменьшению точности измерения веса.

• Само устройство устанавливается на строго горизонтальной поверхности (проверяется уровнем). Переносить прибор нельзя. Это также снизит точность измерения веса.

• Лаборант должен изучить диапазон измеряемого веса. Класть на устройство предметы, масса которых выше или ниже допустимых норм, нельзя.

• Перед проведением взвешивания необходимо убедиться, что прибор показывает ноль. После определения веса образца или вещества повторить контроль. Показания прибора также должны быть нулевыми.

• Для измерения веса объект необходимо поместить в специальную тару: бокс, тигль, пробирку и так далее. Просто так размещать предметы на поверхности нельзя.

• Взвешиваемый объект должен иметь комнатную температуру. Слишком горячие или холодные образцы на прибор класть нельзя. Температурное расширение приведёт к тому, что вес (показания устройства) может меняться в процессе измерения.

• Предмет устанавливается в центр поверхности или чаши. В противном случае вес может быть измерен неточно из-за неравномерного давления на сенсоры и рычаги устройства.

• Само устройство – хрупкое и чувствительное. Его нельзя ударять, толкать, подвергать действию вибрации или температурным перепадам. Эти факторы могут навредить весам и снизить точность измерения веса.

• При переводе на длительное хранение устройство нужно упаковать в специальный чехол.

• Вес порошков и порошкообразных веществ нужно измерять, разместив их в таре. Подойдёт также лист бумаги или блюдце. Если насыпать вещество непосредственно на поверхность, при удалении оно может попасть в конструкцию устройства и повредить её.

Лаборант также должен пользоваться специальной тарой, а измерения проводить в перчатках – латексных или нитриловых. В противном случае на поверхности могут появиться отпечатки пальцев. Вес этих потожировых следов может доходить до нескольких миллиграммов – что, разумеется, существенно снизит точность измерения.

Подробные правила измерения веса приведены в инструкции к прибору. Её необходимо учесть. Существуют приборы, которые могут измерять вес горячих или холодных объектов без значительной потери точности, например.

При соблюдении этих правил измерение веса будет проходить максимально точно. А значит – исследования и проводимые реакции также будут достаточно качественными и полезными.