АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Лабораторные весы — это прибор, который измеряет массу грузов с минимальной погрешностью. Высокоточные приборы подходят для взвешивания твердых тел, сыпучих веществ или жидкостей. Лабораторные модели не только определяют массу, но и выполняют математические расчеты.
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.
Ещё 20–30 лет назад в лабораториях использовались механические устройства – с коромыслом, одной или двумя чашами, рычагом или гирьками.

Главное преимущество аналитических весов – возможность проводить взвешивание с точностью ± 0,1 ÷ 0,2 мг. Для определения точности веса до ± 0,0001 г используют аналитические весы демпферные электрические.

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.

Аналитические весы нашли свое применение во многих областях промышленности и научно-исследовательской деятельности, контролирующих организациях для взвешивания с высокой точностью жидких, сыпучих и твердых веществ. Их используют для исследования контроля качества продуктов питания. В настоящее время такие весы стали незаменимым лабораторным оборудованием в медицине при диагностике инфекционных заболеваний, исследовании биологических материалов, а также в фармакологии при изготовлении лекарственных препаратов, где нужны сверхточные показатели.

Серии аналитических весов:

1. АВ – обычной конструкции;
2. АВ-С – с повышенной защитой от коррозии (при работе с агрессивными веществами);
3. ВЛ, ЛВ – классические, с внешней калибровкой, набором сервисных функций;
4. ВЛ-В, ВЛ-С, СКА, СЕ – с внутренней или самокалибровкой.

С учетом условий эксплуатации аналитические весы по своим функциональным возможностям разделены на три уровня:

• профессиональный (XP, XS);
• для сверхточных измерений;
• классический (AB-S/FACT) – для стандартных измерений c автоматической калибровкой;
• начальный (AL) – для стандартного взвешивания с калибровкой при помощи гири или нажатием клавиши.

Весовое оборудование бывает механическое и электронное. С 2001 года в лабораторных целях разрешено использовать только цифровые модели. По конструкции все аппараты делятся на два типа: настольные и напольные.

Классификация высокоточных моделей по назначению:

• Элитные - обладают максимальной долговечностью и точностью;
• Профессиональные - рассчитаны на долгую эксплуатацию и имеют простой интерфейс;
• Стандартные - предназначены для широкого круга потребителей. Продаются по доступной цене.

Высокоточные приборы могут работать автономно или подключаться к компьютеру. Подключение проводится по USB каналу или через эмуляцию RS-232. Результаты измерений передаются в ПК или POS-терминал. Устройство работает от комплекта батареек или встроенной АКБ.

В зависимости от предельно получаемой нагрузки аналитические весы делятся на:

• технохимические (от 1 до 2 кг);
• ручные/аптечные (от 1 до 100 г);
• аналитические (до 200 г);
• микроаналитические (до 20 г);
• ультрамикроаналитические (до 1г).

На данный момент лабораторные электронные и электромеханические весы разделяются на четыре класса точности:

1. Обычный (IV) – подходит для измерений в пищевой промышленности и некоторых других отраслях, где не требуется сверхвысокая точность измерения веса;
2. Средний (III) – практически универсальный, но в медицине, фармацевтике и других отраслях лучше использовать более точные весы;
3. Высокий (II) – подходит для большинства сфер, включая медицину и фармацевтику;
4. 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.

Технические устройства определяют массу с точностью до 1/10 г. Они применяются в химической, металлургической, пищевой промышленности. Это универсальная техника, которая подходит для экологических лабораторий и других направлений исследования. Конструкция технических моделей отличается прочным корпусом. Платформы снимаются для очищения. У некоторых аппаратов есть ветрозащитный экран, чтобы внешние условия не влияли на точность измерений.
Технические устройства позволяют взвешивать горячие образцы, например, противни с коксом. Масса противня вычитается с помощью тарирования. Процентный режим позволяет определять массу влажного песка, шлаков, грунта. Он служит и для определения состава сыпучих фракций.

Прецизионные устройства обладают малой дискретностью: от 1 мг до 1 г. Приборы не подходят для промышленной сферы. Они редко используются в лабораториях из-за относительно малого значения точности.
Аналитические устройства применяются в исследовательских лабораториях, в учебных кабинетах. Аналитические модели отличаются от технических уменьшенным классом защиты. На них нельзя взвешивать горячие вещества.
В отдельную группу можно выделить микровесы. Они обладают дискретностью 0.0001 до 0.01 мг. Применяются для взвешивания грузов с наименьшей массой. Некоторые устройства показывают массу с точностью до 7 знаков после запятой.

Весы лабораторные электронные предназначаются для решения различных задач:

• Взвешивание реактивов в химических лабораториях;
• Гравиметрические испытания в сфере производства;
• Анализ состава грунта и воды на экологических станциях;
• Определение массы лекарственных препаратов в аптеках и медицинских учреждениях;
• Проверка качественного состава пищевой продукции.

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.

Поверка весов (не путать с проверкой) – это специальная процедура, определенный комплекс мероприятий, который выполняется для подтверждения соответствия измерительных приборов и иных средств измерения установленным стандартам, нормам, метрологическим параметрам.
Одним из самых важных приборов, к которым предъявляются повышенные требования, являются лабораторные весы. Это средство высокоточных измерений должно соответствовать самым строгим требованиям по точности, надежности, безотказности работы. Подтвердить такие параметры может только профессиональная поверка лабораторных весов. Специалистами разработана методика поверки и строго соблюдается четкая последовательность всех операций, которые условно можно разделить на 4 основные группы:

1. Внешний осмотр;
2. Апробирование;
3. Фиксация степени равномерности колебаний коромысла весов, а также времени его успокоения;
4. Определение Метрологических Характеристик весов.

Именно последний пункт поверки является наиболее важным и ответственным. Качественно выполнить процедуру можно только в том случае, если будут соблюдены все основные условия, такие как температура воздуха внутри помещения, соответствие норме по уровню влажности и др.

При работе с аналитическими весами важно соблюдать следующие требования:

1. лаборант должен изучить диапазон измеряемого веса;
2. класть на устройство предметы, масса которых выше или ниже допустимых норм, нельзя;
3. взвешивание должно проводиться в специальном (светлом, сухом, хорошо проветриваемом, с выходом окон на север) помещении;
4. температура в весовой (помещение для взвешивания) не должна превышать + 20 °С и постоянно поддерживаться на этом уровне;
5. не рекомендуется менять место расположения весов и переносить их с места на место;
6. не класть на весы груз, превышающий предельную норму;
7. взвешиваемые предметы должны быть комнатной температуры;
8. взвешивание производится в специальной таре (боксы, тигли);
9. нулевые показатели проверяются до и после взвешивания;
10. во избежание погрешностей предмет помещают на середину чашечки;
11. бережно относиться к весам, оберегать от ударов и толчков;
12. не реже одного раза в год аналитические весы должны поверяться на точность;
13. весы должны находиться вдали от нагревательных приборов;
14. весы должны храниться в специальных чехлах;
15. измерение массы порошкообразных веществ следует проводить на бумаге или блюдце;
16. во избежание попадания грязи или жира следует пользоваться пинцетами, щипчиками, салфетками. Чтобы не остались отпечатки пальцев на весах – перчатками смотровыми или перчатками нитриловыми.

1. Артём Ма Аналитические весы – виды, точность, правила лабораторной работы// ХИМБАЗА. Поставщик лабораторий: электрон. версия. 2022. URL: https://himbaza.com/blog/analiticheskie-vesy--vidy-tochnost-pravila-laboratornoy-raboty/?ysclid=lx7tldi737982607397 (дата обращения: 10.06.2024).
2. Prime chemical group: офиц. сайт. URL https://pcgroup.ru/blog/analiticheskie-vesy-osobennosty/?ysclid=lx7tmoov4c565649810 (дата обращения: 10.06.2024).
3. Mertech: офиц. сайт. URL https://mertech.ru/blog/vse-o-vesah/kakie-byvajut-laboratornye-vesy-tehnicheskie-analiticheskie-i-pretsizionnye/?ysclid=lx7u77sm7v762653532 (дата обращения: 10.06.2024).