Kémiai alapozó labor a 13. H osztály részére 2011/2012 A tömegmérés http://tp1957.atw.hu/kal_11.ppt

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 = karos ≡ egyenlő karú, ≡ nem egyenlő karú, = 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; – kijelzés módja szerint = analóg (mutatós), = digitális (számkijelzésű);

Karos mérlegek A karos mérlegek egyensúlyának feltétele a forgatónyomatékok egyenlősége: F1·k1 = F2·k2, ahol k1 és k2 a két kar hossza, F1 és F2 a két karra ható erő.   Egyenlő karú mérlegek  Egyenlő karok (k1 = k2) esetén a két erő is egyenlő az egyensúly esetén: F1 = F2 Egyenlő karú mérlegen tehát ugyanakkora tömeg kell a kiegyensúlyozáshoz. m1 = m2

A tömegmérés szabályai A vízszintes helyzet ellenőrzése. Terhelhetőség! Mit mérhetünk? Mit nem mérhetünk? tiszta,  szennyezett szobahőmérsékletű,  meleg vagy nagyon hideg kívülről száraz eszközt  kívülről nedves eszközt Folyadékot csak zárt eszközben mérünk. Analitikai mérlegen való vegyszer mérés lépései Az üres eszközt megmérjük az analitikai mérlegen, a leolvasott tömeget feljegyezzük (mérési füzet). A gyorsmérlegen az üres eszközt letárázzuk. 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: felületi, illetve gravitációs víz Kifolyik, illetve szobahőmérsékleten kiszárad a talajból. 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:

Tömegmérés – gyakorlati feladatok Pipetta (osztott) kalibrálás A pipetta pontos térfogatát tömegmérésre visszavezetve határozzuk meg. Öntsön egy főzőpohárba csapvizet! 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 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, cm3 névleges térfogat, cm3 eltérés, cm3 eltérés, % 1. 2. 3. 4. 5. =/(víz) =– A víz sűrűsége (táblázatból) a hőmérséklet alapján (25 ºC) (víz) = 0,99707 g/cm3

Tömegmérés – gyakorlati feladatok A gyakorlatok időbeosztása Adjon be egy névvel ellátott, gyorsmérlegen lemért óraüveget (tömege m1)! (Itt jön a dolgozat írás!) A kapott mintát mérje meg (tömege az óraüveggel m2)! Tegye be a szárítószekrénybe legalább 1 órára! Végezze el a pipetta kalibrálást! Vegye ki a szárítószekrényből a talajmintát! hűtse le! Ismét mérje le (tömege m3), majd tegye vissza a szárítószekrénybe! Ez alatt készítse el a pipetta kalibrálás jegyzőkönyvét! Fél órás szárítás után harmadszor is mérje meg a talajmintát! Ha a tömeg az előzőhöz képest nem változott, kész van, ha nem, további szárítás kell (tömegállandóság, tömeg mv).

Tömegmérés – gyakorlati feladatok Az eredmény számítása m(nedves talaj) = m2 – m1 m(szárított talaj) = mv – m1 m(nedvesség) = m2 – mv A nedvesség mennyiségét lehet viszonyítani a száraz talajhoz: vagy a nedves talajhoz:

Ismétlő kérdések 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)

Hagyományos bolti (piaci) mérleg 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 „Orvosi” mérleg Római mérleg (http://retronom.hu/files/images/Mérleg.preview.jpg) Római mérleg (http://retronom.hu/files/images/merleg_0.preview.jpg)

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

Függelék – mérlegek „Levélmérleg”

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

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

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

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