Kémiai alapozó labor

a 13. H osztály részére 2011/2012 A tömegmérés http://tp1957.atw.hu

/kal_11.ppt

13. H

Tartalom

A tömeg fogalma, mértékegységek, átváltás A mérési fogalmak: méréshatár, pontosság, érzékenység A tömegmérés elvi lehetőségei A mérlegek fajtái Karos mérlegek működési elve A mérés szabályai analitikai mérlegen Gyakorlati feladatok:   talaj nedvességtartalom meghatározása osztott pipetta kalibrálása Ismétlő kérdések Függelék – mérlegek

Tömegmérés

A tömeg fogalma (ismétlés): a test tehetetlenségének mértéke. Jele

m

, alapegység az SI-ben a kilogramm. További egységek: g, cg, mg (átváltás).

Fogalmak: Méréshatár (terhelhetőség): Pontosság: Érzékenység: A tömegmérés eszközei alapulhatnak a súlyos tömeg mérésén – ezek csak ott használhatóak ahol van nehézségi gyorsulás – és a nem súlyos (csak tehetetlen) tömeg mérésén.

Földi körülmények között az előbbiek megfelelnek, így a következőkben csak ezekről lesz szó.

A mérlegek felosztása

A mérlegek csak megfelelő helyzetben (vízszintes) mérnek jól.

A mérlegek csoportosíthatók

– felépítés szerint – kijelzés módja szerint

=

karos

≡ egyenlő karú, ≡ nem egyenlő karú, = =

analóg digitális

(mutatós), (számkijelzésű); =

kar nélküli

≡ rugós, ≡ nyomásérzékelős;

– pontosság szerint

= =

analitikai

pontosság: mg vagy 0,1 mg, méréshatár: 200..500 g

tára

pontosság: 0,1 g, méréshatár: 500..10000 g vagy pontosság: 0,01 g, méréshatár: 200..500 g;

Karos mérlegek

A karos mérlegek egyensúlyának feltétele a forgatónyomatékok egyenlősége:

k

1

F

1 és

k

2 és

F

2

F

1 ·

k

1 =

F

2 ·

k

2 , ahol a két kar hossza, a két karra ható erő.

Egyenlő karú mérlegek

Egyenlő karok (

k

1 =

k

2 ) esetén a két erő is egyenlő az egyensúly esetén: kiegyensúlyozáshoz.

F

1 =

F

2 Egyenlő karú mérlegen tehát ugyanakkora tömeg kell a

m

1 =

m

2

A tömegmérés szabályai

A vízszintes helyzet ellenőrzése. Terhelhetőség!

Mit mérhetünk?

 tiszta, Mit nem mérhetünk?

 szennyezett   szobahőmérsékletű, kívülről száraz eszközt   meleg vagy nagyon hideg kívülről nedves eszközt Folyadékot csak zárt eszközben mérünk.

Analitikai mérlegen való vegyszer mérés lépései 1.

Az üres eszközt megmérjük az analitikai mérlegen, a leolvasott tömeget feljegyezzük (mérési füzet).

2.

A gyorsmérlegen az üres eszközt letárázzuk.

3.

4.

A szükséges mennyiséget kimérjük a gyorsmérlegen.

A pontos tömeget analitikai mérlegen határozzuk meg, a mérés adatait ismét feljegyezzük.

Így az analitikai mérleg serpenyőjére vegyszer nem kerül!

Tömegmérés – gyakorlati feladatok

Talaj nedvességtartalom meghatározása A talajnedvesség fajtái: 1.

felületi, illetve gravitációs víz Kifolyik, illetve szobahőmérsékleten kiszárad a talajból.

2.

3.

higroszkópos vagy kapilláris víz 100 ºC felett szárítható ki (szárítószekrény, tömegállandóság).

kötött nedvesség (kristályvíz, kémiai) 140 ºC felett szárítható ki (szárítószekrény, tömegállandóság).

Nedvességtartalom a száraz talaj %-ában:

w%

(víz) 

m

(víz)

m

(száraz talaj) 

m

2

m

v  

m

v

m

1  100

Tömegmérés – gyakorlati feladatok

Pipetta (osztott) kalibrálás A pipetta pontos térfogatát tömegmérésre visszavezetve határozzuk meg.

1.

Öntsön egy főzőpohárba csapvizet!

2.

3.

4.

5.

Szívja fel az osztott pipetta felső jeléig a vizet!

Engedje le a gyorsmérlegen letárázott eszközbe (főző pohár vagy Erlenmeyer-lombik) a névleges térfogatnak megfelelő térfogatú vizet!

Olvassa le a mérleget, jegyezze fel az adatot!

Ezután még négyszer ismételje a 2-3-4. lépést úgy, hogy a vizet 2/5, 3/5, 4/5, illetve teljes névleges térfogatig 6.

7.

engedi le!

Számítsa ki a hőmérséklet alapján kikeresett sűrűséget használva a tényleges pontos térfogatokat!

A mérési adatokat és az eredményt táblázatosan adja meg!

Tömegmérés – gyakorlati feladatok

  leolvasott tömeg, g  tényleges térfogat, cm 3  névleges térfogat, cm 3  eltérés, cm 3  eltérés, % 1.

2.

3.

4.

5.

  =  (víz) = 0,99707 g/cm / 3  (víz)  =  –  A víz sűrűsége (táblázatból) a hőmérséklet alapján (25 ºC)

V



m

(víz)



(víz)

eltérés

, %



eltérés

, cm

3

névleges térfogat

, cm

3 

100

Tömegmérés – gyakorlati feladatok

A gyakorlatok időbeosztása 1.

2.

3.

Adjon be egy névvel ellátott, gyorsmérlegen lemért óraüveget (tömege

m

1 )! (Itt jön a dolgozat írás!) A kapott mintát mérje meg (tömege az óraüveggel

m

2 )!

Tegye be a szárítószekrénybe legalább 1 órára!

4.

Végezze el a pipetta kalibrálást!

5.

Vegye ki a szárítószekrényből a talajmintát! hűtse le!

6.

Ismét mérje le (tömege

m

3 ), majd tegye vissza a szárítószekrénybe!

7.

Ez alatt készítse el a pipetta kalibrálás jegyzőkönyvét!

8.

Fél órás szárítás után harmadszor is mérje meg a talajmintát!

9.

Ha a tömeg az előzőhöz képest nem változott, kész van, ha nem, további szárítás kell ( tömegállandóság , tömeg

m

v ).

Tömegmérés – gyakorlati feladatok

Az eredmény számítása

m

(nedves talaj) =

m

2

m

(szárított talaj) =

m

v – –

m

1

m

1

m

(nedvesség) =

m

2 –

m

v A nedvesség mennyiségét lehet viszonyítani  a száraz talajhoz:

w%

(víz) 

m

(víz)

m

(száraz talaj) 

m

2

m

v  

m

v

m

1  100 vagy  a nedves talajhoz:

w%

(víz) 

m

(víz)

m

(nedves talaj) 

m

2

m

2  

m

v

m

1  100

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Ismétlő kérdések

1.

2.

Mi a tömeg? Milyen elveken mérhető?

Ismertesse a mérlegek csoportosítását különböző szempontok alapján!

Mi a kétkarú mérleg működési elve?

Mit jelent a mérleg érzékenysége, terhelhetősége?

A talajnedvességnek milyen fajtái vannak?

Hogyan végzi a tömegállandóságig való szárítást?

Mihez viszonyíthatjuk a talaj nedvességtartalmát?

Minek alapján számítja a pipetta tényleges térfogatát?

Függelék – mérlegek

Táramérleg (http://www.ovegesegylet.hu/Cd/6.osztaly/merleg1.jpg)

Függelék – mérlegek

Analitikai mérleg az egri Gárdonyi Géza Gimnázium szertárából (http://www.tanszertar.hu/eken/2007_02/images_0702/a_merl.jpg)

Függelék – mérlegek

Hagyományos bolti (piaci) mérleg (http://images03.olx.hu/ui/2/84/89/22267589_1.jpg)

Függelék – mérlegek

„Mázsa” (http://images03.olx.hu/ui/5/96/85/1270760471_86779185_1-Fotok--mazsa-merleg-1270760471.jpg)

Függelék – mérlegek

Római mérleg (http://retronom.hu/files/images/merleg_0.preview.jpg) „Orvosi” mérleg (http://retronom.hu/files/images/Mérl eg.preview.jpg)

Függelék – mérlegek

„Konyhai” mérleg (http://retronom.hu/files/images/DSCN2301.preview.jpg)

Függelék – mérlegek

„Levélmérleg”

Függelék – mérlegek

GSE LED darumérleg (http://www.wagnermerleg.hu/kepek/gsled.jpg) Halmérlegek (http://www.anglerstar.hu/onlinepic/2780-19-1n.jpg)

Függelék – mérlegek

Személymérleg (http://www.3bscientific.hu/imagelibrary/W60086/W60086_01_hagyomanyos-merleg.jpg)

Függelék – mérlegek

Pénzbedobós mérleg, vasútállomás, Debrecen, váróterem (

„Leesett a húszfilléres?”

) (http://retronom.hu/files/images/kepek/116/penzbedobos_merleg_vasutallomas_varoterem_debrecen.p

review.jpg)

Függelék – mérlegek

JKH kismérleg (http://www.metripontdjl.hu/Image41.jpg)

Függelék – mérlegek

Digitális analitikai mérleg (http://senselektro.hu/images/sartorius/wl0435d2.jpg)

Függelék – mérlegek

Precisa XR320 félmikro mérleg (http://senselektro.hu/images/precisa/p320xr.jpg)