| 第四章 实验室常用技术
一 电工技能和规范
实验室的教学仪器设备要进行安装、调试、操作、使用、维护、保养、修理、自制等一系列工作。要作好这些工作，要求自教师和实验人员必须具备一定的操作技能、制作技巧等实验技术，以保证实验教学的顺利进行。
现代教学中，使用电能的仪器设备越来越多，电工技术已是实验室常用技术中最重要、最基本的技术之一。在小学实验室中，常用的电工技术主要包括布线技术；电器接技术；短路、断路及漏电检修技术等。
㈠布线
户外进线离地高度应大于2.7米，进线穿墙入户处应通过瓷管。
对供、用电的一般要求是：
户外进线离地高度应大于2.7米，进线穿墙入户处应通过瓷管。
进线入户后，至少应分为照明和实验两个支路。
进线干路和支路要装有电闸，电闸容量应大于该路用电设备额定电流总和的2.5倍。
支路最大负荷为：照明支路不超过15安培；实验支路不超过30安培。
照明支路导线的安全载流量不得小于熔丝(体)的额定电流，实验支路导线的安全载流量不得小于熔丝(体)的额定电流的1.5-1.8倍。
照明支路上的灯头离地高度不得低于2～2.5米，以保证用电安全和适当的照度。
照明支路上的开关、插座,其安装高度离地不得小于1.3
米；实验支路的插座，其安装高度离地不得小于0.15米。
学生实验用电，由总电源提供。
实验用低压电，应由低压电源或实验电源提供，不得使用调压变压器。
2.布线方法 为了安全检修方便，进线在室内应先过总闸熔断器(瓷插保险)、总闸，再过分闸熔断器、分闸等。
由于目前很多电器要求接有保护接地线，因此过分闸后的实验支路，应与在户外埋设的地线一同布设；所用插座应采用扁脚三孔插座；插座必须并接在电路上。三孔插座的大孔为保护接地线，右孔为相线，左孔为零线，以便于识记。见图4-1。
在墙体上打眼的深度、眼数及布设状况庆由待装木枕的尺寸和最大可能负重决定。在打好的眼孔中要嵌入木楔，木楔的长度和眼孔深度相同，见图4-5。木枕通过螺钉固定在木楔上。图4-6和图4-7分别以安装配电板和插座为例，指明了吸孔布设与安装方法。
另外，为避免水泥墙体上轧头与墙体固定不牢，也可使用在墙体上装构、钉等方法，还可使用水泥、石灰填埋的方法。 实验室需安装保护接地线(简称地线)，其目的在于将漏电和感应电输入大地，以保证电器使用安全，绝不能混淆为电力线的零线。其布设时也应做到：
接地线的直径大于5毫米，端头要留有一定的长度，便于连接；
接地线的连接宜采用机械连接或电焊，不宜锡焊；
接地电极(接地端)应埋入大地冰冻层以下，以确保保护接地的效果；
接地线应尽量避免与人接触，其外露部分应用绝缘线。
此外，保护接地线应以最短距离布设；可直接连接在避雷针、避雷带或地下供水的自来水管上。
3.导线选择
用电器和电源之间是靠导线连接的，用电器的种类极多，且对用电的要求也不相同，因此，在布线时就要考虑好导线的选择。选用导线，应注意有足够的线径，以保证能通过所需的电流；外皮要有足够的绝缘，以保证安全，不被击穿；要有足够的强度及柔软性，能抗一定的接力、压力及经多次弯折仍能使用等。
在选用导线时还应注意，如在设备内部布线，用单芯线；移动用电器接线，用花线、多股胶线等软线；与地摩擦或被脚踏处，用橡胶护套线；电烙铁用橡皮花线；以保证安全。
漆包线、裸铜线等不得用于连接高于36伏电压的电源线。铁丝不能作为导线用。
㈡电器连接
这里指导线间的连接和用电器通过导线与电源间的连接等。对电器进行连接之前，应对导线和接口进行处理，以保证电器之间处于良好的接触状态，在实验室中最常见的是线头处理。
1.线头处理
线头处理应按下列步骤进行：
⑴将线头绝缘包皮、油漆、纱线以及污垢除净，并留有适当的接头长度；
⑵将松散线头拧紧，烫上锡；
⑶根据连接处的具体情况，将线头做成一定的形状。
下面介绍一下几种导线线头的切削方法：
塑料线头 用电工刀以45度角向线端头推削，使芯线露出，但不能伤及芯线。见图4-8。
花线线头
花线为多股细铜丝组成的软线，与皮线相同，在塑料层下还有一纱层。切削时应将纱层一同削掉，不得伤及芯线，见图4-9⑶ ⑷ ⑸。
线头切削后，均应进行除垢处理，通常是用小刀、剪洀刀、电工刀等在线头处往复轻刮几下，至芯线材料本色全部外露即可。
2.导线连接
导线连接有直接相接、焊接、压接等几种方式。要求连接可靠，接触良好，能抗一定拉力。不允许勾连、搭接。
下面介绍几种常用的导线连接方法：
多根软线的连接
将欲连接线的线头并在一起，拧紧后，用胶布包扎紧即可。为增强抗拉力的能力，可将包扎好的接头处弯折，再用胶布包扎，或在连接处打一结，见图4-10。
单芯线用软线分路连接
在单芯线连接处剖出线芯，用处理后的软线将单芯线外露部分绕满，见图4-11，然后包扎。
单芯线和软线直线连接
将软线在单芯线上缠绕数圈，再将单芯线反向弯曲夹紧，以防止脱落，见图4-12。最后再进行包扎。
多线头连接
采用扎捆法连接，即以单芯线为主干，将其他线头并靠其上，再将单芯线反向缠绕，见图4-13，最后再包扎。
双线的连接
将两接头错开一定距离，一般应大于20-30毫米，如图4-14所示。此种接法在导线输送电压较高时使用，它能防止接头包扎胶布因日久老化造成漏电和短路，且接线美观。
3.灯具连接
实验室常用灯具为白炽灯和日光灯。白炽灯一般采用软线连接的悬挂式方法安装，其软线上端为挂线盒，下端为灯头，由于灯具有一定重量，故不能让挂线盒和灯头中的接线螺丝直接负重，应将其负重转移到挂线盒外壳和灯头的外壳上。故常使用软线打结的方法。见图4-15和图4-16。
日光灯也是实验室中常用的照明灯具，它由灯管、镇流器、启辉器等组成。其连接因使用镇流器的种类不同而异。镇流器一般分为单线圈和双线圈两种。单线圈只有两个线头，与电源线连接时不必区分首尾，见图4-17。双线圈有四个线头，与电源线连接时，必须区分首尾，见图4-18。连接时若定1、4为线头，则2、3为线尾，反之亦然。另外，日光灯的连接应采取反串联方式，即2、3线头与灯管灯丝相连接，以增大启动电流。
4.连接电源
实验用电，通常用学生电源或实验室电源供给。在将实验仪器与电源连接时，应注意：
所使用实验仪器的电压、电流允许容量是否在电源提供的电压、电流容量范围之内，否则不安全或导致实验效果不佳。 实验仪器使用交流电或直流电，应与电源提供相符。
实验仪器与电源连接时，极性之间的关系必须正确，不能错接。通常为保证在连接中电极性的连接正确，在实验仪器和电源上都已标明极性。
在正式供电做实验之前，应检查接线是否正确，有无短路、断路或接触不良现象，若有应及时处理。
在正式供电前，还应检查实验仪器和电源是否漏电，保护地线是否正常，连线线径是否合适等。
此外，在仪器和电源连接时，应将接线桩头，线极柱等接触物上的污垢除净，电器连接处要连接牢固，接触面积要足够大，以保证供电稳定。
㈢短路、断路、漏电及其检修
1.短路及其检修
短路是回路电流趋于最大的现象。短路发生时，电源外电路无负载，阻抗极小，此时电流不通过用电器，而是直接流经电源外电路导线，与电源内电路形成闭合回路。由于电流的热效应，短路发生时，短路电流会迅速产生热能，以致烧坏载流导线和电源等，严重的短路会引起火灾。因此，在电器连接后正式供电前，首要的任务之一，就是检查电路是否有短路发生。
引起短路的原因是多方面的，下面介绍几种常见的短路原因：
布线混乱，进线接头过多，造成进线连接有误，形成短路，此时应考虑重新布线。
电源线引进用电器时，连接不当，造成不同极性线头相触，形成短路。
用电器引进电源线时，不用插头、接线柱等连接，而用松散的线头直接插入插座或搭接，造成线头相触，形成短路。
灯泡铁帽与玻璃外壳松脱，装卸灯泡时造成内电极引线相交，形成短路。
插头与导线连接不当，造成松散线头相触，形成短路；
用电器内的焊接点因过热熔化或焊接不牢，造成线头脱落，与其他线头相触，形成短路。
导线绝缘层因摩擦或电击等原因，造成破损，使不同极性导线相触，形成短路。
导线头、锡丝等杂物落入用电器内，形成短路。
此外，用电器因进水、受潮等原顺也会形成短路。
短路一旦发生，应及时排除。通常为防止短路造成危害，在电源上应装有保险丝(熔断丝)，在用电器上装有保险管。当短路发生时，保险丝、保险管熔断，使短路成为断路。查找熔断的保险丝或保险管，即可查找到短路故障点。当形成短路故障点的可能范围较大时，可用“挑担法”查找短路故障点。以照明电路为例：若有一多盏灯的照明电路已短路，可先将所有灯的开关关上，用一只较大功率的灯泡(如100瓦)跨接在已熔断保险丝的两端，再分别开启，关断支路上的灯泡，当开启某灯泡不亮，而跨接较大功率的灯泡亮度突然增大时，则此支路灯泡为短路故障点。
用“挑担法”查找短路故障点，需接通电路，再次供电，这对某些贵重、精密仪器很不安全。因此，在实验室中常用万用电表测定电源外电路电阻值的方法，查找短路故障点。
2.断路及其检修
断路即电源外电路小电源内电路未能形成闭合回路。其原因有，因短路或超负荷造成保险丝或保险管熔断，形成断路；电器连接不牢，接头脱落，造成断路；导线选用不当，被较大电流熔断；电器连接有误等。
查找断路故障点一般使用试电笔，沿火线依次查找，至试电笔氖泡不亮处，即为断路故障点。对自流低压电路，查找断路故障点则常用电表，测量不同极性导线间的电压值，至电压值为零处，即断路故障点。另外，查找断路故障点也可使用“挑担法”。
3.漏电及其检修
漏电是指一部分电流不流经导线组成的回路，而是通过其他导体形成回路的现象。漏电一则费电能，二则危及人身安全，因此在实验室中，应该杜绝漏电现象。
形成漏电的主要原因是导线破损、绝缘不良、接头外露、电器受潮等。通常在实验室中，漏电的形式有两种，一是电路漏电在建筑物上，此时漏电的主要原因地导线绝缘层破损、接头包扎不紧、墙体潮湿等；二是仪器机壳带电，主工原因是，仪器内部的元器件与机壳绝缘不良，此时应进行仪器修理，同时接保护接地线于机壳上。
漏电一旦发现应立即检修。在实验室中，检查照明等电路是否漏电，可用下列方法：在待查支路上串接一个电流表或电度表，将支路所有髟电器关闭看是否有电流流经表头，若有，则表明该支路存在漏电现象。
检查仪器机壳是否漏电，应采用微安表或毫安表，将其串接在机壳与地线之间，使电源与仪器接通，看表头指针有无指示，右有，则存在漏电。检查仪器机壳是否漏电，也可用兆欧表，将其并接在机壳小电源线之间，使电源与仪器接通，看其电阻值是否大于10兆欧，否则，右能漏电。
二 仪器装配技能
仪器设备或自制教具，在正式启用之前，都需进行装配，将其各部件连接成整机。有些教学仪器本身就是组合式的，教师依不同的需要，实施其部件的连接，进行不同的教学实验。作为实验教师，应掌握一定的仪器装配技能。在小学实验室，仪器安装主要分两种，一是通过螺钉或扎结等机械连接，使其零部件成为整机，二是应用管路连接，使各部件连为一体。
㈠机械连接
1.螺钉连接
很多教学仪器的部件之间是靠螺钉连接的。常用的螺钉按用途可分为木螺钉(图4-19)和铁螺钉(图4-20)两种；按结构可分为有帽或无帽螺栓和有帽槿 无帽螺柱，见图4-20(螺母和螺纹未画出)和图4-21(螺纹未画出)。按连接方式可分为连接螺钉和固定螺钉等。有时为防止螺钉连接部件时挤压部件，造成变形和破损，增大螺钉与连接件之间的摩擦等，在螺钉上还配有垫圈。
螺钉多由金属材料制成，其上攻有螺纹，螺纹剖面多为三角形，通过螺纹与接触物间的静摩擦力得以固定。
用螺钉连接部件时，常用的工具有起子和扳手，在使用起子拧螺钉时，应注意：
起子刀口的宽度、厚度必须与螺钉拧槽的宽度、厚度相适应，见图4-22(甲)，其中图(乙)的情况均为使用起子不当。
起子刀口不能斜插在螺钉的拧槽内。
在使用扳手拧螺钉时，应注意：
扳手钳口的宽度应与螺钉螺帽或螺母的宽度相同；
螺帽和螺母平面应与扳手平面重合，见图4-23，否则会损伤螺钉。
用螺钉连接仪器部件时，应做到以下几点：
无滑帽现象，即螺钉拧槽不被起子刀刃刮伤；
螺钉拧紧后，其螺钉尾端有两倍以上螺距长的螺杆露出；
为防止受震使螺钉松脱，固定连接螺钉要拧紧；
拧动螺钉不得用力过猛，以防止损坏螺纹。
2.扎结方法
扎结也是安装教学仪器常用的机械连接方法。所谓扎结就是用金属丝、绳索等进行缠绕，将待连物固连在一起。扎结方法在日常生活中应用很广，方法也很多，这里仅介绍几种实验室常用的方法。
用金属丝(通常为铁丝)将待连硬质棒型体连接在一起进，先将两待连体并靠，若重叠部分较短，可用金属丝直接密而紧地缠绕在重叠部分，再用钢丝钳把金属丝头尾部分拧紧，见图4-24；若待连物重叠部分较长，则可按图4-25或图4-26所示的方法连接。
两段金属丝连接时，若所裁取金属丝的长度不够，则需连接另一段，使之加长，这种连接分自缠和另缠。自缠就是将两段金属丝重叠部分，沿同一螺旋方向扭转，并使头尾部密绕在另一段金属丝上，见图4-27；若待连的金属丝硬度较大，不易扭缠(如待接物为钢丝等)时，则宜采用另缠方法，见图4-28。
绳索扎结的方法很多，不同的结有其不同的作用和特点，图4-29所示为平结，此结常用于两绳索固接，其特点是越拉越紧，不易松脱。图4-30所示为称人结，其特点是在结下端有一不会束紧的环套。图4-31为“8”字结，常用于固定绳 索头部位置。
图4-32、图4-33和图4-34分别表示的是系木结、插入结和交叉结的扎法。
此外，在教学仪器装配中使用的机械连接方式还有插销连接、套卡连接等，由于这些连接方式比较容易，在此不一一赘述。
㈡管路连接
在某些实验中，常需通过管路将流体(气体、液体)从一处输送到另一处。这里所说的管路是从流体源用玻璃管或胶管待连接的导流通路。装配管路称为管路连接，它是实验操作技能的重要组成部分之一。
1.塞子的选择、钻孔和连接
管路的一端通常装有塞子，与试管、容器等流体源相连。常用的塞子有两种，一是橡皮塞，另一是软木塞。选择塞子的大小，应根据流体源瓶口的大小而定，但一般要求塞子能插入瓶口1/2－2/3为宜。
选定塞子后，要在塞子上钻孔，以便和玻璃管或胶管固连。塞子钻孔应用钻孔器，其钻头的粗细应依管子和塞子的状况而定。若用玻璃管插入橡皮塞时，则钻头应比玻璃管外径稍粗；若用玻璃管插入软木塞时，则钻头应比玻璃外径稍细。
给塞子钻孔时，应将塞子小头向上，放置在稳定的平板上，钻头应垂直向下钻，钻时可用水、肥皂水蔌甘油等作为润滑剂。
将钻有孔眼的塞子与管子进行连接时，应注意：管子不能硬性插入，应旋转插入；插入时可在孔眼和管子顶端涂上水蔌某油等作为润滑剂；将玻璃管插入塞子孔时，尤其要注意安全和连接方法的正确性，见图4-35和图4-36。
2.玻璃管套接
管路连接中，常用橡胶管、塑料管等进行玻璃管套接，由于玻璃管的口径不同，所以套接方法有所不同。
同外径玻璃的套接可用橡胶管连接，橡胶管的内径应略小于玻璃管的外径，连接时可将玻璃管口用水蔌肥皂水润滑(不能用油性润滑剂)，旋转插入，见图4-37。
不同外径玻璃管的套接方法要依外径差别的大小而定，若两管外径相差不大，则可用同一仙径的橡胶管进行套接。连接时要先把橡胶管套在外径较大的玻璃管上，其具体方法是，从橡胶管的一端用与其内径相同的木棒(如筷子)插入到欲连接端，将橡胶管反向翻套在橡胶管上，再将外径较大的玻璃管抵住木棒，把橡胶管正向翻套在玻璃管上，最后退出大棒，见图4-38。
若待连接两玻璃管的外径相差很大，则可多次使用上述方法，逐级将玻璃管连成通路，或使用承管的承插法连接，见图4-39。
除上述使用橡胶管套接玻璃管外，还可用塑料管进行玻璃管的套接，不过，由于塑料管的弹性不如橡胶管好，所以用于套接的塑料管的内径应与小玻璃管的外径相同。
此外，用塑料管套接玻璃管应采用热合法，即让塑料管受热膨胀后与玻璃管套接，而不宜硬性插入。
最后，由于塑料管的弹性差，易老化变硬发脆，所以用塑料管套接玻璃管时，套接接头要采取密封措施，通常采用涂胶或涂腊等方法进行密封。
管子连接，在实验室运用很广，除上述玻璃管的套接外，还有塑料管、胶管、铁管的套接等，其套接方法可参照玻璃管的套接方法进行。
三 加热
小学自然课的许多实验需要对流体加热，其一般方法是，将盛有液体的加热容器置于热源中，通过热传递实现其加热目的。此外，在实验室有时也需给固体加热。因此，正确使用加热工具，掌握加热方法，是一项基本的实验操作技能。
㈠常用的加热工具
在实验室，常用的加热工具有酒精灯、电炉等，其热能获取途径是将化学能转换成热能或电能转换成热能。
1.酒精灯
酒精灯由灯体、灯帽、灯芯管和灯芯组成。灯体内盛有适量酒精，作为燃质，一般要求所盛酒精不起过灯体容积的2/3权防止操作不慎，造成灯体倾斜，使酒精外溢；也不宜少于灯体容积的1/4，否则灯芯过长，酒精不易通过毛细现象，达到灯芯的顶端。使用酒精灯应注意：引燃时，不得倾斜灯体引火，要用火柴引火；熄灭时，应用灯帽盖住灯芯，隔绝空气，达到阻 燃，火焰熄灭后，应再将灯帽提起一下，再盖好，以防打开灯帽，切勿用口吹灭，防目火苗倒入灯体内。酒精灯的火焰分焰心、内焰和外焰，焰心温度最代，内焰温度稍高，外焰温度最高，加热时应根据具体情况选择水焰。
2.电炉
电炉由底盘和在其上盘绕的电阻丝以及电源进线等组成。电炉生热面较大，温度较高，适合给盛有较多流体的横截面积较大的容器加热。使用电炉应注意用电安全，进线应能承受较大电流容量，电炉与所置平面接触物以及容器间应绝缘。另外，使用电炉加热时，电炉四周要留有足够的空间，远离易燃物，炉盘与容器间应加石棉网，其一能防止漏电伤人，其二能使加热均匀。
3.热得快
“热得快”是一种新型的加热工具，它是将电源两电极直接升入待加热的液体中，利用某些加热液体的微导电性，即电阻值较大的特性，让电流流经液体时产生热，从而通过热传递给液体加热方式不同。因此，使用热得快加热应特性的酸、碱溶液。另外，使用热得快加热也应注意用电安全，待加热液体不宜盛在导体容器中，人体不能接触液体，以防触电。
实验室使用的加热工具还很多，有时使用自制的加热工具，但无论使用哪一种，都应注意安全，防止触电，烫伤。操作时应根据加热工具的特点，加热原理、加热液体的性质等进行处置。
㈡热浴
加热时，待加热的物质通常置于容器内，容器置于热源上，有些容器，如玻璃容器和陶瓷容器，若直接置于热源上，则往往因受热不均，温升过快，产生炸裂，或因热传递不良，使加热物质受热不均匀。为此，对进入实验室的加热容器产品应进行热浴处理。所谓热浴，是将容器置于热浴物质内，让热浴物质的温度缓慢升高到一定程度，再让其缓慢冷却，从而达到改善容器热传递性能，使容器质底均匀的方法。在实验室常用的热浴方法有水浴、油浴、沙浴等。
1.水浴
水浴就是使用水作为热浴物质的热浴方法。由于水温在标准大气压下，最高为100°C，所以水浴最高温度为100°C。应用水浴处理容器产品的方法是：将需水浴的容器浸没在盛有水的较大容器中，需水浴的容器不得与较大容器直接接触，再将较大容器置于热源上加热，至适当温度时停止加热，待冷却后取出水浴容器即可。
2.油浴
油浴就是使用油作为热浴物质的热浴方法。常用的油有豆油、棉籽油等。油浴最高温度比水浴高，一般在100°C－250°C之间。油浴操作方法与水浴相同，不过进行油浴尤其要操作谨慎，防止油外溢或油浴升温过高，引起失火。
3.沙浴
沙浴就是使用沙石作为热浴物质的热浴方法。沙浴一般使用黄沙，沙升温很高，可达350°C以上。沙浴操作方法与水浴基本相同，但由于沙比水、油的传热性差，故需沙沙浴的容器宜半埋在沙中，其四周沙宜厚，底部沙宜薄。
㈢ 加热操作与温度测量
实验室常用的加热容器有试管、烧杯、烧瓶、坩锅和蒸发皿等，使用不同加热容器其加热操作方法不同。
使用试管加热液体时，试管内液体的体积应不超过试管容积的1/3，为防止振动搅拌时，液体外溅，应用试管夹夹住试管的上半部，手持试管加热液体时，还应注意：试管口切勿对着人；试管外壁受热应尽可能均匀振动，搅拌时用力不要过猛。
使用烧杯、烧瓶加热液体时，应采用方座支架，烧杯、烧瓶 置于方座支架的铁环上，底部要垫有石棉网，使火焰不直接作用于烧杯、烧瓶上，并使加热均匀，见图4-40
使用坩锅或蒸发皿加热时，首先将坩锅或蒸发皿置于干硬的泥三角上，再放置于三角架或方座支架的铁环上。加热结束，移取坩锅或蒸发皿时，应采用坩锅钳，以防止烫伤。
通常在实验室进行加热，都要求均匀。所以在加热过程中，应不断用玻璃棒进行搅拌。搅拌进，应使玻璃棒在液体中均匀缓慢转动，并尽可能避免玻璃棒与容器壁碰撞，见图f4-41。
在实验中，需要对加热物质的温度进行测量，通常使用的为水银温度计和酒精温度计。它们是根据物质的热胀冷缩特性制作的，因此使用这类温度计测量温度时，要使其与被测物质有足够长的接触时间和足够大的接触面积。此餐这类温度计的测量范围不大，其上限一般为100°C。
使用温度计测定温度时，应注意以下几点：
被测物质的温度不得高于温度计的测量上限，否则会损坏温度计。
在加热过程中，温度计的感温泡不得与加热容器底部接触，以避免误测。
不得将温度计从被测物质中取出读数，否则读数有误差。
四 药品取用和溶液配制
药品取用与溶液配制是实验操作技能的基本组成部分之一，在小学实验室常需要取用药品和配制溶液。
㈠ 药品取用
药品的种类繁多，其性质、作用、物质形式、贮藏方式等不尺相同，有些药品甚至具有毒性和强腐蚀性，对人体产生危害。因此，在取用药品之前，最重要的是要搞清药品的性能，万不可莽撞取用，切忌人体皮肤直接接触；嗅药品的气味；尝药品的味道。
药品取用量的多少，应根据实验的具体情况而定，在实验对药品取用量无定量要求时，药品取量宜少不宜多。固体药品取量应用天平称量，液体药品取量应用量筒等测定。
取用块状固体药品，应用镊子夹取。取用粉状，颗粒状固体药品应用药勺取。取用过药品的工具应当立即擦净，取用过的药品应立刻盖好密封，以防止药品受潮、氧化、失效。
粉状、颗粒状药品装入试管时，可将试管倾斜，用药勺或纸条折叠成槽形将其送入管底，以避免药品附着有管口和管壁上，见图4-42。
块状药品蔌金属颗粒放入玻璃容器时，应先把容器横放，放入药品或金属颗粒后再把容器缓慢竖起，使其滑至容器底部，以免撞破容器。
取用液体药品应按图4-43所示的方法进行。应注意，
试管要倾斜，瓶口要与试管口靠齐，液体药品注入要缓慢。
取用液体药品也可使用滴管，先将滴管中空气排出，插入液体药品内，待滴管吸入药品后再将滴管移至容器口，缓慢挤出液体药品，使注入容器内。
(二)溶液配制
实验室常需配制溶液，通常配制溶液的步骤是：按欲配制溶液浓度、多少的要求，计算出所需溶质和溶剂求，计算出所需溶质和溶剂的多少，分别取用。再将溶质和溶剂掺混，使溶 质溶解于溶剂中。最后搅拌均匀即可。在掺混溶质和溶剂时应注意，有的情况应将溶剂注入溶质，而有时则是将溶质注入溶剂。例如，配制氯化钠水溶液时，应将水注入盛有氯化钠的容器，而配制稀硫酸溶液，则应将浓硫酸以滴定方式注入盛有水溶剂的容器。
溶液的配制按配制要求不同，其配制浓度也不同。常用的溶液浓度有百分比浓度、比例浓度和摩尔浓度。
百化比浓度是指溶液中溶质的量占全部溶液量的百分比，其计算公式是：
溶质
百分比浓度＝──────×100%
溶质＋溶剂
百分比浓度又可分为质量百分比浓度和体积百分比浓度等，即溶质、溶 剂和溶液的量以质量以质量计和体积计的百分比浓度。
例如欲配制200克10%的氯化钠水溶液，其浓度属质量百分比，配制时可先按上述公式计算出所需氯化钠的质量为20克(200克×10%)，水的质量为180克(200～20克)，再分别取用，将20克氯化钠溶于180克水中，此时即得到欲配制的溶液。
如欲配制10%的福尔马林1000毫升，其深度属体积百分比，配制时，可先计算出所需甲醛的体积为100毫升(1000毫升×10%)，水的体积为900毫升(1000毫升～100毫升)，再分别取用，将甲醛溶于水中，搅拌均匀，此时配制完毕。
比例浓度是指溶液中，溶质和溶剂量的比例关系。通常，若溶质为液体，其溶质和溶剂的量以体积计；若溶质为固体，则溶质和溶 剂的量以质量计。
例如欲配制1:8的稀释红墨水溶液，应先取用1份体积的红墨水和8份体积的水，再将两者掺混，搅拌均匀即可。
如欲配制1:1000的高锰酸钾水溶液，应先取用1份质量的高锰酸钾和1000份质量的水，再将两者掺混，使高锰酸钾完全溶解，搅拌均匀，即得到欲配制浓度的溶液。
摩尔浓度是以1升溶液中所含溶质摩尔数的多少来表示浓度，其计算公式是：泙
溶质的量(摩尔)
摩尔浓度＝─────────
溶液的体积(升)洃
例如，欲制制0.5摩尔浓度的硫酸铜水溶液500毫升， 泙 500 可先计算出所需硫酸铜的质量为40克(0.5×160×───；
1000 泿
其中160为硫酸铜的分子量)，若忽略0克硫酸铜的体积不计，则将500毫升的水和40克硫酸铜的体积不计，则将500毫升的水和40克硫酸铜掺混，溶解均匀，就得到所配制浓度的硫酸铜溶液。
应注意，配制溶液时，若所需溶质、溶剂本身是以一定浓度液体形式取用的，则计算所需溶质、溶剂的量不能直接使用前述的公式，而要进行换算。
五 除尖和清洗
教学仪器的保养与维护是实验室管理工作的重要组成部分，搞好仪器的保养与维护，关系到仪器的完好率、使用率和实验教学的开出率，关系至实验成功率。因此，作为实验教师应懂得教学仪器保养与维护的一般知识，掌握保养与维护的基本技能。
仪器一旦附圾灰尘、污垢，不仅影响仪器的性能，缩短使用寿命，直接影响实验效果，而且影响美观和实验者的身心健康。仪器在使用或贮藏中都会沾上灰尘和污垢，做到以防尘防污为主，经常地除尘清洗是搞好仪器保养与维护的重要环节。
㈠除尖
灰尘多为带有微量静电的微小尘粒，常飘浮于空气中，随气流而动，遇物便附着其上，几乎无孔不入。灰尘附着在模型标本上会影响其色泽，运动部件上有灰尘会增大磨损，电器上有灰尘，严重者会造成短路、漏电，贵重精密仪器上有灰尘，严重者会使仪器报废。
清除灰尘的方法很多，主要应依灰尘附着表面的状况及其灰尘附着的程度而定。在干燥的空气中，若灰尘灰尘较少或灰尘尚未受潮结成块斑，可用干布拭擦，毛巾掸刷，软毛刷刷等方法，清除一般仪器上的灰尘；对仪器内部的灰尘可用皮唧、洗 耳球式打气筒吹气除尘，也可用吸尘器吸尘；对角、缝中的灰尘可将上述几种方法结合起来除尘。不过对贵重精密仪器，如光学仪器，仪表表头等，用上述方法除尘也会损坏仪器，此时应采用特殊除尘工具除尘，如用镜头纸拭擦，沾有酒精的棉球拭擦等。
在空气潮湿，灰尘已结成垢块时，除尘应采用湿布拭擦，对角、缝中的灰垢可先用削尖的软大条剔除，再用湿布试擦，但是对掉色表面、电器不宜用湿布拭擦。若灰垢不易拭擦干净，可用沾有酒精或乙醚的棉球进行拭擦，或进行清洗。
㈡清洗
仪器在使用中会沾上油腻、胶液、汗渍等污垢，在贮藏保管不慎时会产生锈蚀、霉斑，这些污垢对仪器的寿命、性能会产生极其不良的影响。清洗的目的就在于除去仪器上的污垢。通常仪器的清洗有两类方法，一是机械清洗方法，即用铲、刮、刷等方法清洗；二是化学清洗方法，即用各种化学去污溶剂清洗。具体的清洗方法要依污垢附着表面的状况以及污垢的性质决定。下面介绍几种常见仪器和不同材料部件的清洗方法。
1.玻璃器皿的清洗
附着玻璃器皿上的污垢大致有两类，一类是用水即可清洗 干净的，另一类则是必须使用清洗剂或特殊洗涤剂才能清洗干净的。在实验中，无论附在玻璃器皿上的污垢属哪一类，用过的器皿都应立即清洗。
盛过糖、盐、淀粉、泥砂、酒精等物质的玻璃器皿，用水冲洗却可达到清洗目的。应注意，若附着污物已干硬，可将器皿在水中浸泡一段时间，再用毛刷边冲边刷，直至洗净。
玻璃器皿沾有油污或盛过动植物油，可用洗衣粉、去污粉、洗洁精等与配制成的洗涤剂进行清洗。清洗时要用毛刷刷洗，用这此洗 涤剂也可清洗附有机油的玻璃器皿。玻璃器皿用洗涤剂清洗后，还应用清水冲净。
对附有焦油、沥青或其他高分子有机物的玻璃器皿，应采用有机溶剂，如汽油、苯等进行清洗。若还难以洗净，可将玻璃器皿放入碱性洗涤剂中浸泡一段时间，再用浓度为5%以上的碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠或磷酸钠等溶液清洗，甚至可以加热清洗。
在化学反应中，往往玻璃器皿壁上附有金属、氧化物、酸、碱等污物。清洗时，应根据污垢的特点，用强酸、强碱清洗或动用中和化学反应的方法除垢，然后再用水冲洗 干净。使用酸碱清洗时，应特别注意安全，操作者应带橡胶手套防护镜；操作时要使用镊子，夹子等工具，不能用手取放器皿。
此外，洗净的玻璃器皿，最后应用毛巾将其上沾附的水擦干。
2.光学玻璃的清洗
光学玻璃用于仪器的镜头、镜片、棱镜、玻片等，在制造和使用中容易沾上油污，水湿性污物、指纹等，影响成像及透光率。清洗光学玻璃，应根据污垢的特点、不同结构，选用不同的清洗剂，使用不同的清洗工具，选用不同的清洗方法。
清洗镀有增透膜的镜头，如照相机、幻灯机、显微镜的镜头，可用20%左右的酒精和80%左右的乙醚配制清洗剂进行清洗。清洗时应用软毛刷或棉球沾有少量清洗剂，从镜头中心向外作圆运动，如图4-44
所示。切忌把这类镜头浸泡在清洗
剂中清洗；清洗镜头不得用力拭擦，
否则会划伤增透膜，损坏镜头。
清洗棱镜、平面镜的方法，可依照清洗镜头的方法进行。
光学玻璃表面发霉，是一种常见现象。当光学玻璃生霉后，光线在其表面发生散射，使成像模糊不清，严重者将使仪器报废。光学玻璃生霉的原因多是因其表面附有微生物孢子，在温度、湿度适宜，又有所需“营养物”时，便会快速生长，形成霉斑。对光学玻璃做好防霉防污尤为重要，一旦产生霉斑应立即清洗。
消除霉斑，清洗霉菌可用0.1～0.5%的乙基含氢二氯硅烷与无水酒精配制的清洗剂清洗，湿潮天气还右掺入少量的乙醚，或用环氧丙烷、稀氨水等清洗。
使用上述清洗剂也能清洗光学玻璃上的油脂性雾、水湿性雾和油水混合性雾，其清洗方法与清洗镜头的方法相仿。
3.橡胶件的清洗
教学仪器中用橡胶制成的零部件很多，橡胶作为一种高分子有机物，在沾有油腻或有机溶剂后会老化，使零部件产生形变，发软变粘；用橡胶制成的传动带，若沾有油污会使摩擦系数减小，产生打滑现象。
清洗橡胶件上的油污，可用酒精、四氯化碳等作为清洗剂，而不能使用有机溶剂作为清洗剂。清洗时，先用棉球或丝布粘清洗剂拭擦，待清洗剂自然挥发净后即可。应济意，四氯化碳具有毒性，对人体有害，清洗时应在较好通风条件下进行，注意安全。
4.塑料件的清洗
塑料的种类很多，有聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙、有机玻璃等。塑料件一般对有机溶剂很敏感，清洗污垢时，不能使用如汽油、甲苯、丙酮等有机溶剂作为清洁剂。清洗塑料件用水、肥皂水或洗衣粉配制的洗涤剂洗擦为宜。
5.钢铁零部件除锈
钢铁零部件极易锈蚀，为防止锈蚀，教学仪器产品中的钢铁件常涂有油层、油漆等防护层，但即使如此，锈蚀仍常发生。清除钢铁零部件的锈蚀，应根据锈蚀的程度以及零部件的特点采用不同的方法。
对尺寸较大，精密程度不高或用机械方法除锈不易除净钢铁零部件，可采用化学方法除锈，如右用浓度为2～25%的磷酸浸泡欲除锈的部件，浸泡时加温至40～80°C为宜，待锈蚀除净后，其表层会形成一层防护膜，再交部件取出浸泡在浓度为0.5～2%的磷酸溶液中约一小时，最后取出烘干即可。
在实验室使用这类化学方法除锈中若操作稍有不当，反会损坏零部件，特别是精密零部件。因此在实验室，除锈不宜多用化学方法，而应采用机械除锈方法，即先用铲、剔、刮等方式将零 部件上的锈蚀层块除去，再用砂纸砂磨、打光，最后涂上保护层。
对于有色金属及其合金材料构成的零部件，其除锈方法可参照钢铁零部件的除锈方法进行。但应注意两点，其一，采用化学主法除锈时，应根据零部件材料的化学特性配制和使用不同的化学除锈剂；其二，除去有色金属及其合金构成的零部件的锈蚀，一般采用机械除锈方法为宜。
六 润滑和密封
㈠润滑
教学仪器中常有需做相对运动的零部件，如转轴、指针、调节装置等。通常除使用摩擦传动的部件外，做相对运动的零部件之间，应摩擦较小，运动自如，以减少磨损。此外，教学仪器在长期使用或贮藏后，其运动部件间的润滑剂会耗尽、挥发或吸附灰尘，使摩擦增大，操作不便。因此，搞好仪器运动部件的润滑也是教学仪器保养与维护的重要工作之一，润滑运动部件采用的般主法是，先除去灰尘，清洗运动部件，再在做相对运动的接触面上涂抹润滑剂。润滑时所用润滑剂的种类，涂抹润滑剂的多少以及涂抹方式应以运动部件的材料特性、运动部件的运动特征以及运动部件的负重状况来决定。
对负重较大、仪器内部的金属运动部件，可先取下部件，涂抹适量的黄油，再装配定位。
对裸露在仪器外面、易与人接触的金属运动部件，可用纱布沾上少量黄油涂抹，油量不宜过多。
对负重较小、比较精密的转动金属部件，可用滴油壶、针头或铜丝等沾有机油或缝纫机油，滴在接缝处，转动部件使油渗入内部。
对负重较小、比较精密的平动金属部件，可用棉球或纱布沾机油或黄油。
搞好运动部件的润滑，应注意以下几点：
1.识别所需润滑的部件。仪器中并非所有运动部件均需润滑，所需润滑的部件只在于减小相对运动时的摩擦。
2.防止润滑剂的滴、溅。润滑剂涂抹过多或使用不当，会使润滑剂滴漏、飞溅，沾污别的零部件，因此，润滑部件时，应边试运动转边进行，及时清除外溢产润滑剂。
3.润滑剂与所需润滑部件的配合要相适应。实验室常用的润滑剂有润滑油、润滑脂等。一般说来，润滑油的内摩擦较小，适用于高温高速下润滑；润滑脂不易渗漏，能防潮防尘，适用于常温、常速下润滑。
4.做到经常性润滑。任何润滑剂都会挥发、老化，并且极易沾有灰尘，一旦如此，即应重新润滑。一般运动部件至少一年润滑一次，对外露易沾灰部件，还可采取密封措施。
㈡密封
密封是指将待密闭体内的物质与外界隔绝，防止空气混入造成氧化，防止水份渗入致使药品受潮，防止灰尘附着降低精度增大磨损等等。通常进行密封所使用的方法有，机械密合封闭、涂腊、抹油等，不同密封方法适用于不同场合。
对盛有药品的玻璃器皿用磨砂的瓶口与瓶塞配合密封，有时也可涂上薄薄的一层黄油。
对一般器皿，可采用橡皮塞、软木塞密封。为密封严实，还可加垫圈，或再用油封、胶封、水封等。
对缺口、狭缝的密封，可采用胶封或涂抹腻子、油灰、沥青等密封材料。
对有相对运动零部件的密封，则多采用封闭罩或油封。
七 贮藏
贮藏是教学仪器保养与维护工作的重要组成部分。由于仪器种类繁多，其材料、结构、性能各异，所以在贮藏教学仪器时，要注意仪器的特殊性。
贮藏教学仪器遵循的规范有：
⑴仪器应分科分室贮藏在仪器柜、架、橱或特殊设施内，在没有分科分室的条件下，至少应做到分科与分柜贮藏，不得混放；
⑵仪器应按其重点防范内容区别贮藏，通常仪器的主要防范内容有：防尘、防潮、防腐蚀、防霉变、防蛀、防压、防震、防磁等；
⑶精密贵重仪器应专室专柜贮藏；
⑷易燃、易爆、有毒，具放射性的仪器、药品应特别贮藏，如密封贮藏。
贮藏一般教学仪器做到防尘、防潮。贮藏前应进行除尘清洗，能入柜的仪器应全部入柜，仪器柜要装有玻璃柜门或木板柜门，仪器架要安有悬帘，柜外仪器设备特别是精密仪器应配有防尘罩。防潮可采用干燥剂，常用的干燥剂有氯化钙、硅胶等。如仪器室是平房或环境潮湿，则仪器室的墙壁和地面须做防潮处理，仪器柜、架应与墙壁地面有一定距离，晴天要开窗通风，保持室内干燥。
贮藏教学仪器还应做到防腐蚀、防霉变。化学实验中散逸的物质、药品的挥发以及混入仪器室的酸、碱，都对仪器设备有腐蚀作用，影响仪器设备的使用寿命。因此，贮藏仪器应避开腐蚀性物质，化学药品应尽量分室贮藏，仪器室要装有排风扇，通风橱等通风设施。贮藏教学仪器以防霉变，首先要做到仪器的干燥、清洁，其次应采取一定的防霉措施，如使用对硝基苯甲醛、对硝基氯苯、8─羟基奎林酮等防霉剂处理。对光学仪器尤其要做好防霉工作；对浸制标本，要注意补充保护液。
在小学实验室贮藏标本时，除防尘、防潮、防腐蚀、防霉变外，还应注意防蛀。通常在仪器柜中放入适量樟脑丸，即可起到防蛀作用。贮藏玻璃仪器或精密仪器还应做到防震、防压，通常可在仪器四周垫塞一些缓冲物质，如纸条、布条等。贮藏仪器一般不宜叠放，对贮藏的仪器仪表还应做到防磁、防静电等。
八 静电仪器的维护
小学实验室使用的静电仪器有，感应起电机、验电器、静电盒、玻璃棒、橡胶棒等。由于静电具有电压高、电量少的物点，所以在静电仪器部件绝缘不良、空气潮湿或仪器表层沾有污物的情况下，极易发生漏电，造成实验失败。因此，保养维护好静电仪器是保证静电实验成功的关键。
㈠保持静电仪器的绝缘
仪器部件间绝缘不良的原因，有材料本身绝缘性能不好(如用塑料或电木料压制的手柄内参有导电杂质)，部件老化、破损，使绝缘性能失效，以及绝缘材料表层沾有污物和水分等。属于前两类原因造成绝缘不良的仪器部件，多应更换，更换时可取用易加工的石腊、有机玻璃等绝缘材料自制仪器部件。对表层老化程度不在厉害的绝缘体，也可使用剔刮方法清除老化层，以提高绝缘性能。
检测静电仪器部件是否绝缘不良时，可使静电仪器处于工作状态，用氖泡接触各绝缘部件，若氖泡亮，则表明该部件漏电。也可将处在工作状态的静电仪器置于暗室，检查有无异常放电，若绝缘部件主电，则表明绝缘不良。
㈡保持静电仪器的洁净
静电仪器沾有污物是使其漏电的另一类原因。污物中含有大量导电物质，易附着水分，使绝缘电阻值下降，产生放电现象。清除静电仪器上的污物应彻底，不宜用易脱落的纤维丝，带线头的布料拭擦，否则因摩擦起电，表层会沾有新的污物，并易产生尖端放电。清除污物可用洗耳球、皮唧吹风除尘，若污物不易吹除，则采用清洗方法清除。
㈢保持静电仪器的干燥
一般的水，是具有导电性的物质。当水附着在静电仪器上时，会使静电泄漏，造成实验失败。保持静电仪器的干燥，主要应做好防潮工作，仪器受潮，应及时烘烤，烘烤可按下列步邓进行：先将仪器外表面的水雾擦干，再将其放入烘箱内，箱内的温度不宜过高，一般在50°C左右为宜。因静电仪器所用的绝缘材料在高温下易老化，故切忌用明火烘烤。若无烤箱，可自制烘箱或采用日晒和用电吹风吹干等。
静电仪器的保养，还应防止摔打、碰撞等，以免造成尖端、产生放电。
九 磁性仪器的维护
小学使用的磁性仪器，主要在磁针、磁铁、磁铁性质实验盒等。保养维护磁性仪器的关键，是优质好永磁体的磁性。
永磁体的磁性来源于物质内磁分子排列的秩序，所以任何使磁分子排列秩序发生变化的外界影响，都会导致永磁体的退磁，如剧烈震动、摔打、温度过高等。因此在贮藏中，应尽量避 免震动、摔打和受热。
存主条形、柱形、块形磁体时，应成对并放，且使其两端的极性相反；存放蹄形磁体时，应在其两极间用铁片作衔铁，或使其两端磁性相反或成对对置。
当磁体使用年久或保管不当，造成退磁时，可采用下述方法进行充磁：用强磁体如扬声器上的磁体，按磁力线的方向(即将异名磁极并靠)，进行摩擦。对大块磁性材料，常用充磁器充磁。在小学实验室，还常用蹄形电磁铁(如Ｊ2411型蹄形电磁铁)充磁。充磁时，可先给电磁铁通电，再用小磁针验明其极性，然后将欲充磁的磁体接触电磁铁的一端，接触时应加衔铁，并注意极性应相反，然后通电约半分钟，待断电10～20分钟后取下即可。在电磁铁的另一端也应放置一磁体，此磁体应与欲充磁磁体相同。
十 常用的钳工技术
实验室中，修理教学仪器与设备、改进教学仪器的结构和自制教具等，都需要一定的钳工技术。
钳工技术是指使用锉、钻、铰刀、虎钳等工具进行机器设备装备和零部件制作、修理、整形的加工制作技术。在小学实验室里，常用的钳工技术包括錾削、锉削、锯削、钻孔，攻丝等方面的金属加工制作技术等。
㈠錾削
錾削是指用錾子等工具切割板材，或修整板材等。錾削常用于削切不易剪切，也不宜锯削和锉削的、厚度适在的金属板材。錾削常用的工具有錾子、手锤和虎钳等。
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