ここがいい加減だったら、結果の信頼性なんてガタガタよ。
電子天秤の測定原理、ちゃんと理解してる？
天秤に試料をのせると、その重さ（重力）で計量皿が下に沈むでしょ？
電子天秤は、その重力を電磁石の磁力で打ち消して、皿が元の高さに戻るようにしてるの。
で、そのときに必要な電流の大きさを測って、「これくらいの質量ね」って表示してるってわけ。
重力の大きさは、重力加速度と物体の質量の積で表すから、電子天秤は「重力加速度」に依存してることになるの。
だから、場所が変われば――緯度とか高度によって――測定値にほんのちょっとだけ差が出るのよ。
…つまり、緯度とか高度の違いで重力が変わるから、測定される「重さ」も変わっちゃうってこと。
だから分銅を使って校正することで、どこでも正しい「質量」を測れるようにするのよ。
…だからって油断していいわけじゃないんだからね。
水平とれてる？
天秤って水平じゃないと、重力の伝わり方が変わっちゃって、測定値にズレ――しかも系統的な誤差が出るのよ。
「なんで水平ズレで誤差が出るのか？」って？
理想的な水平状態だと、試料にかかる重力はまっすぐ下、つまり鉛直方向にだけ働くの。その力がそのまま検出機構に伝わるから、正しく測れるわけ。
でも、天秤が傾いてるとどうなると思う？
力の一部が横に逃げるの。
つまり、検出機構にちゃんと伝わる力が減るから、表示される値は本当より軽くなるの。
秤量する前に、水準器を見て水平を確認すること！
これ、基本中の基本なんだから。
温度の影響、理解してる？
あれね、間違いとは言わないけど…本質わかってないのよ。
確かに指紋で0.1～0.5mgくらい増えることはある。
でもね、それよりヤバいのは“温度”のほう。
分析天秤はとっても高感度で、周囲の温度が１℃変わるだけでも約1～3 ppmほどの誤差が生じることがあるの。
特に注意したいのが、試料や容器の温度が周囲より高い場合よ。
温かい試料や容器のまわりでは空気が温められて上昇し、対流（上昇気流）が発生する。 その空気の流れが試料や秤量皿に当たることで、下から持ち上げるような力が働くの。
するとどうなると思う？
――表示値は実際より軽くなるのよ。
つまり、まだ温かい試料をそのまま量ると、見かけ上“軽く”測定されてしまうってわけ。
200gのガラス容器に、0.1gの試料を量ろうとしている。
で、あんたの手で温まった容器をそのまま天秤に置いて、「Tare」って…はぁ、雑すぎ。
その時点で容器は冷えながら状態が変わってるの。
仮に温度が5℃変化したら？誤差は±1～3mgよ。
…0.1gに対して±1～3%のズレ。これ、無視できると思ってる？甘いわね。
静電気対策
「なんか安定しないな～」って思ってる原因、だいたいこれだったりする。
じゃあどうするか。対策はちゃんとあるわ。
静電気対策は、“予防”と“除去”の両方で考えるのが基本。
- 室内の湿度は45~60%くらいに保つこと。
- 除電機（イオナライザー）を使って、帯電した試料や容器を中和する。
それからね、使う器具も見直しなさい。
- 樹脂製の容器やスパチュラ、薬包紙はできるだけ避ける。
- 金属製のスパチュラや秤量皿を使う。
こぼした試料や試薬をそのまま放置すると、コンタミになるし、故障の原因にもなるし、当然誤差だって出るわ。いいこと一つもないんだから。
…それにね、天秤を見れば、その会社のレベルってだいたい分かるのよ。
雑に扱われてる天秤なんて、見てるだけでため息出るわ。
参考資料
宮下文秀：ぶんせき, 3, 94 (2020)
https://www.jsac.or.jp/bunseki/pdf/bunseki2020/202003p094.pdf
菅野将弘：環境と測定技術, 47, 18 (2020)
https://www.aandd.co.jp/pdf_storage/tech_doc/balance/t_balance_jemca_2020_47_1.pdf
横河エコサイクルソリューションズ ホームページ
https://www.yokogawa.com/jp-yes/use-info/column/82/?keyword=&category=a-cat-08
