图1-4 酸、碱式滴定管的使用
3 物质的分离技术—液固分离
3.1 过滤
过滤是固-液分离最常用的方法。过滤时，沉淀物留在过滤器上，而溶液通过过滤器进入接受器中，过滤出的溶液称为滤液。过滤方法有：
（1）常压过滤 常压过滤最为简便，也是最常用的固-液分离方法，尤其沉淀为微细的结晶时，用此法过滤较好。
过滤前先将圆形滤纸对折两次，然后展开成圆锥形（一边三层，另一边一层），放入玻璃漏斗中（见图1-5）。改变滤纸折叠角度，使之与漏斗角度相适应。用手按着滤纸，用少量蒸馏水把滤纸湿润，轻压滤纸四周，赶气泡，使其紧贴在漏斗上。
把带滤纸漏斗放在漏斗架上，下面放容器以收集溶液，调节漏斗架的位置，使漏斗尖端靠在容器内壁（见图1—5），以免滤液溅失。
图1—5 常压过滤
将要过滤的液体沿玻璃棒缓缓倾入漏斗中（滤液倾在滤纸层较厚的一面），倾入量应使液面低于滤纸2—3mm，此时溶液透过滤纸流入收集器内，而沉淀就被留在滤纸上。
为使过滤进行较快，可让待过滤的溶液静置一段时间，使沉淀尽量下沉，过滤时不要搅动沉淀，先把沉淀上面的大部分清夜过滤掉，再用玻璃棒搅起沉淀物连同溶液一起转移到滤纸上，附在烧杯壁上的沉淀可用少量蒸馏水或母液冲洗下来转移至滤纸上。
（2）减压过滤 减压过滤又叫抽滤、吸滤或真空过滤。减压过滤可加快过滤速度，并把沉淀抽滤得比较干燥。但胶状沉淀在过滤速度很快时会透过滤纸，不能用减压过滤。颗粒很细的沉淀会因减压抽吸而在滤纸上形成一层密实的沉淀，使溶液不易透过，反而达不到
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加速目的，也不宜用此法。
图1—6 减压过滤
减压过滤装置如图1-6所示，先选好一张比抽滤漏斗（或布氏漏斗）内径略小的圆形滤纸，平整地放在抽滤漏斗上，用少量蒸馏水湿润滤纸，然后用橡皮塞把抽滤漏斗装在抽滤瓶上（注意漏斗下端的斜削面要对着抽滤瓶侧面的细嘴），用橡皮管将抽滤瓶与水流抽气泵接好，过滤时慢慢打开水阀门。
过滤时，先把上部澄清液沿着玻璃棒注入漏斗内，加入的量不要超过漏斗的2/3，然后把沉淀物均匀地分布在滤纸上，继续减压，直至沉淀物较干为止。
若用真空泵进行抽滤时，为了防止滤液倒流和潮湿空气抽入泵内，在抽滤瓶和真空泵之间要连接一个缓冲瓶和一个装有变色硅胶的干燥瓶。
过滤完后，应把连接抽滤瓶的橡皮管拔下，再关闭水阀门（或停真空泵），否则水会倒流入抽滤瓶中，使滤液弄脏。取下漏斗把它倒扣在滤纸上，轻轻敲打漏斗边缘，使滤纸和沉淀脱离漏斗。滤液则从过滤瓶的上口倾出，不要从侧面尖嘴倒出，以免弄脏滤液。
3.2 离心
当分离试管中少量的溶液与沉淀物时，常采用离心机分离法。这种方法操作简单而迅速，实验室常用的电动离心机是由高速旋转的小电动机带动一组金属套管作高速圆周运动。装在金属管内离心试管中的沉淀物受到离心力的作用向离心试管底部集中，上层便得到澄清的溶液。这样离心试管中的溶液与沉淀就分离开了。电动离心机的转速可由侧面的变速器旋钮调节。
使用电动离心机进行离心分离时，把装有少量溶液与沉淀的离心试管对称地放入电动离心机的金属（或塑料）套管内，如果只有一支离心试管中装有试样，为了使电动离心机转动时保持平衡，防止高速旋转引起震动而损坏离心机，可在与之对称的另一金属（或塑料）套管内也放入一支装有相同（或相近）质量的水的离心试管。放好离心试管后盖上盖子。先把电动离心机变速器旋钮拧到最低挡，通电后，逐渐转动变速器旋钮使其加速，大约高速转动半分钟后，变速器旋钮转到最低档，切断电源，让离心机自然停止转动。千万不要用手或其它方法强制离心机停止转动，否则离心机很容易损坏，而且容易发生危险。
4 分析天平和称量
4.1 天平的种类
天平有按结构和精度分类的两种常用分类方法。
天平按结构特点可分为等臂和不等臂两类。等臂和不等臂的有可分为等臂单盘天平、等臂双盘天平及不等臂单盘天平。单盘天平一般均具有光学读数、机械加减码和阻尼等装置。双盘天平又带有普通标牌、有阻尼器和无阻尼之分。在具有普通标牌的天平中，无阻尼器的天平称为摆幅天平（或摇摆天平或摆动天平等），有阻尼器的称为阻尼天平。具有微分标牌
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的天平，一般均有阻尼器和光学读数装置。
天平按精度，通常分为10级。一级天平精度最好，十级最差。在常量分析中，使用最多的是最大载荷为100-200g的分析天平，属于三、四级。在微量分析中，常用最大载荷为20-30g的一至三级天平。
半机械加码电光天平（简称半自动电光天平）和单盘天平是目前我国最常见的两种类型的天平。前者是一种等臂双盘天平。
4.2 等臂双盘天平的构造
目前我国制造的天平，主要是依据杠杆原理设计的。杠杆天平尽管种类繁多，名称各异，其基本结构大体相同，它们都有底版、立柱、横梁、刀子、刀承、悬挂系统和读数装置等，其他部分如制动器、阻尼器、光学读数系统、机械加减码装置等都可看作是天平的附属机构。这些附属机构，有的天平全部具备，有的只具备一部分。
各种型号的等臂天平，其结构和使用方法大同小异，现以TG328B型半机械加码电光天平为例，介绍这类天平的结构和使用方法。
1.半自动电光天平的构造如图4.2-1所示。
1-升降旋钮；2-称盘；3-投影屏；4-空气阻尼器；5-玛瑙刀；6-天平梁；7-平衡螺丝；8-机械加码器；9-指针；10-立柱；11-金属拉杆
（1）天平横梁是天平的主要部件，一般由铝合金制成。三个玛瑙刀子等距离安装在梁上，梁的两端装有两个平衡铊，用来调节横梁的平衡位置（即粗调零点），梁的中间装有垂直向下的指针，用以指示平衡位置。支点刀的后方装有重心铊，用以调整天平的灵敏度。
（2）天平正中是立柱，安装在天平底板上。柱的上方嵌有一块玛瑙平板，与支点刀口相接触。柱的上部装有能升降的托梁架（托翼），关闭天平时托住横梁，与刀口脱离接触，以减少磨损。柱的中部装有空气阻尼器的外筒。
（3）悬挂系统：a.吊耳，它的平板下面嵌有
图4.2-1 半自动电光天平 光面玛瑙，与力点刀口相接触，使吊钩及称盘、阻 尼器内筒能自由摆动；b.空气阻尼器，由两个特制的铝合金圆筒构成，外筒固定在立柱上，内筒挂在吊耳上。两筒间隙均匀，没有磨擦，开启天平后，内筒能自由上下运动，由于筒内空气阻力的作用，使天平横梁很快停摆而达到平衡；c.称盘，两个称盘分别挂在吊耳上，左盘放被称物，右盘放砝码。
（4）读数系统：指针下端装有缩微标尺，光源通过光学系统将缩微标尺上的分度线放大，再反射到光屏上，从屏上可看到标尺的投影，中间为零，左负右正。光屏中央有一条垂直刻线，标尺投影与该线重合处即天平的平衡位置。天平箱下的调屏拉杆可将光屏在小范围内左右移动，用于细调天平的零点。
（5）天平升降旋钮：位于天平底板正中，它连接托翼、盘托和光源开关。开启天平时，顺时针旋转升降旋钮，托翼即下降，梁上的三个刀口与相应的玛瑙平板接触，使吊钩及称盘自由摆动，同时接通了光源，屏幕上显出了标尺的投影，天平已进入工作状态。停止称量时，关闭升降旋钮，则横梁、吊耳及称盘被托住，刀口与玛瑙平板脱离，光源切断，天平进入休
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止状态。
（6）天平箱下装有三个脚，前面的两个脚带有旋钮，可使天平底板升降，用以调节天平的水平位置。天平立柱的后方装有气泡水平仪，用来指示天平的水平位置。
（7）机械加码装置：转动圈码指数盘，可使天平横梁右端吊耳上加10-990mg圈形砝码。指数盘上印有圈码的质量值，内层为10-90mg组，外层为100-900mg组。
（8）砝码：每台天平都附有一盒配套使用的砝码，盒内装有1g、2g、2g、5g、10g、20g、20g、50g、100g的三等砝码共9个。 标称值相同的两个砝码，其实际质量可能有微小的差别，所以规定其中的一个用单点“.”或者单星“★”作记号以示区别。取用砝码时要用镊子，用完及时放回盒内并盖严。
2.使用方法
分析天平是精密仪器，使用时要认真、仔细，要预先熟悉使用方法，否则容易出错，使得称量结果不准确或损失天平部件。
（1）取下防尘罩，叠平后放在天平箱上面。检查天平是否正常：是否水平；称盘是否洁净；硅胶（干燥剂）容器是否靠住称盘；圈码指数是否在“000”位；圈玛有无脱位；吊耳是否错位等。
（2）调节零点：接通电源，打开升降旋钮，此时在光屏上可以看到标尺的投影在移动。当标尺稳定后，如果屏幕中央的刻度线与标尺上的“0”线不重合，可拨动调屏拉杆，移动屏幕位置，使屏中刻度线恰好与标尺中的“0”线重合，即调定零点。如果屏幕移到尽头仍调不到零点，则需关闭天平，调节横梁上的平衡铊（这一操作由教师进行），再开启天平继续拨动调屏拉杆，直到调定零点，然后关闭天平，准备称量。
（3）称量；将欲称物体先在台秤上粗称，然后放到天平左盘中心，根据粗称的数据在天平右盘上加砝码至克位。半开天平，观察标尺移动方向或指针的倾斜方向（注：光标始终向重盘方向移动）以判断所加砝码是否合适 。克组砝码调定后，再依次调定百毫克组及十毫克组圈码，为了尽快达到平衡，选取砝码应遵循“由大到小，中间截取，逐级试验”的原则。十毫克圈码调定后，完全开启天平，准备读数。
调整砝码的顺序是：由大到小、依次调定。砝码未完全调定时不可完全开启天平，以免横梁过度倾斜，以至于造成错位或吊耳托落！
（4）读数：砝码调定后，关闭天平门，全开天平，待标尺停稳后即可读数，被称物的重量等于砝码总量加标尺读数。
（5）复原：称量、记录完毕，随即关闭天平，取出被称物，将砝码夹回盒内，圈码指数盘退回到“000”位，关闭两侧门，盖上防尘罩。
4.3 单盘天平
单盘天平具有感量（或灵敏度）恒定、准确、称量速度快、操作方便等优点。目前单盘天平的型号、数量日益增多，精度也不断提高，在国外出现了取代双盘天平的趋势。
单盘天平也是按杠杆原理设计的，其横梁结构分不等臂和等臂两种形式。等臂单盘天平除只有一个称盘以外，其余部分结构特点与等臂双盘天平大致相同。
不等臂单盘天平只有两把刀：支点刀，重点刀。机械挂砝码与称盘装设在横梁的同一臂-成重臂上。在衡量时，加上被衡量物体后，减去悬挂系统上的砝码。使衡量始终保持全载平衡状态。因此，所减去的砝码的质量加上微分标牌上的读数值，就是被衡量物体的质量。这种方法，使砝码与被衡物体始终在横梁同一臂上进行替代衡量，故称为替代衡量法，没有不等臂性误差，提高了衡量结果的准确性。衡量过程中，由于横梁始终保持全载平衡，所以天平的分度值是不变的。
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4.4 电子天平
电子天平是最新一代天平，它是利用电子装置完成电磁力补偿的调节，使物体在重力场中实现力的平衡，或通过电磁力矩的调节，使物体在重力场中实现力矩的平衡。
自动调零、自动校准、自动去皮和自动显示称量结果是电子天平最基本的功能。这里的“自动”，严格地说应该是“半自动”，因为需要经人工触动指令键后方可自动完成指定的动作。
1. 基本结构及称量原理
随着现代科学技术的不断发展，电子天平产品的结构设计一直在不断改进和提高，向着功能多、平衡快、体积小、重量轻和操作简便的趋势发展。但就其基本结构和称量原理而言，各种型号的电子天平都是大同小异的。
常见电子天平的结构是机电结合式的，核心部分是由载荷接受与转递装置、测量及补偿控制装置两部分组成。常见电子天平的基本结构及称量原理示意图如图4.4-1。
图4.4-1 电子天平基本结构示意图
1- 称量盘；2-平行导针；3-挠性支承簧片；4-线性绕组；5-永
久磁铁；6-载流线圈；7-接受二级管；8-发光二级管；9-光阑；10-预载弹簧；11-双金属片；12-盘支承
载荷接受与传递装置由称量盘、盘支承、平行导杆等部件组成，它是接受被称物体和传递载荷的机械部件。平行导杆是由上下两个三角形导向杆形成一个空间的平行四边形（从侧面看）结
构，以维持称量盘在载荷改变时进行垂直运动，并可避免称量盘倾倒。
载荷测量及补偿控制装置是对载荷进行测量，并通过传感器、转换器及相应的电路进行补偿和控制的部件单元。该装置是机电结合式的，既有机械部分，又有电子部分，包括示位器、补偿线圈、电力转换器的永久磁铁，以及控制电路等部分。
电子装置能记忆加载前示位器的平衡位置。所谓自动调零就是能记忆和识别预先调定的平衡位置，并能自动保持这一位置。称量盘上载荷的任何变化都会被示位器察觉并立即想控制单元发出信号。当称盘上加载后，示位器发生位移并导致补偿线圈接通电流，线圈内就产生垂直的力，这种力作用于称盘上的外力，使示位器准确地回到原来的平衡位置。载荷越大，线圈中通过电流的时间越长，通过电流的时间间隔是由通过平衡位置扫描的可变增益放大器来调节的，而且这种时间间隔直接与称盘上所加载荷成正比。整个称量过程均由微处理器进行计算和调控。这样，当称盘上加载后，即接通了补偿线圈的电流，计算器就开始计算冲击脉冲，达到平衡后，就自动显示出载荷的质量值。
目前的电子天平多数为上皿式（即顶部加载式），悬盘式一很少见，内校式（标准砝码预装在天平内，触动校准键后由马达自动加码并进行校准）多于外校式（附带标准砝码，校准时夹到称盘上），使用非常方便。
自动校准的基本原理是，当人工给出校准指令后，天平便自动对标准砝码进行测量，而后微处理器将标准砝码的测量值与存储的理论值（标准值）进行比较，并计算出相应的修正系数，存于计算器中，直至再次进行校准时方可能改变。
2. BP210S型电子天平的使用方法
BP210S型电子天平（其外形如图4.4-2所示）是多功能、上皿式常量分析天平，感量为0.1mg，最大载荷为210g，其显示屏和控制键板如图4.4-3所示。
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