容量器皿的校準(zhǔn)

1、實驗二容量器皿的校準(zhǔn)一、實驗?zāi)康膶W(xué)會滴定管、移液管和容量瓶的使用方法。了解容量器皿校準(zhǔn)的意義，學(xué)習(xí)容量器皿的校準(zhǔn)方法。進一步熟悉分析天平的稱量操作及有效數(shù)字的運算規(guī)則實驗原理滴定管、移液管和容量瓶是分析實驗室常用的玻璃容量儀器，這些容量 器皿都具有刻度和標(biāo)稱容量，此標(biāo)稱容量是20C時以水體積來標(biāo)定的。 合格產(chǎn)品的容量誤差應(yīng)小于或等于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的容量允差。但由于不 合格產(chǎn)品的流入、溫度的變化、試劑的腐蝕等原因，容量器皿的實際容 積與它所標(biāo)稱的容積往往不完全相符，有時甚至?xí)^分析所允許的誤 差范圍，若不進行容量校準(zhǔn)就會引起分析結(jié)果的系統(tǒng)誤差。因此，在準(zhǔn) 確度要求較高的分析工作中，必須對容量器皿

2、進行校準(zhǔn)。特別值得一提的是，校準(zhǔn)是技術(shù)性很強的工作，操作要正確、規(guī)范。校 準(zhǔn)不當(dāng)和使用不當(dāng)都是產(chǎn)生容量誤差的主要原因，其誤差可能超過允差 或量器本身固有誤差，而且校準(zhǔn)不當(dāng)?shù)挠绊憣⒏泻?。所以，校?zhǔn)時必 須仔細(xì)、正確地進行操作，使校準(zhǔn)誤差減至最小。凡是使用校正值的， 其校準(zhǔn)次數(shù)不可少于2次，兩次校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的偏差應(yīng)不超過該量器容量允 差的1/4，并以其平均值為校準(zhǔn)結(jié)果。由于玻璃具有熱脹冷縮的特性，在不同的溫度下容量器皿的體積也有所 不同。因此，校準(zhǔn)玻璃容量器皿時，必須規(guī)定一個共同的溫度值，這一 規(guī)定溫度值為標(biāo)準(zhǔn)溫度。國際標(biāo)準(zhǔn)和我國標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定以20C為標(biāo)準(zhǔn)溫度，即在校準(zhǔn)時都將玻璃容量器皿的容積校準(zhǔn)到2

3、0C時的實際容積， 或者說，量器的標(biāo)稱容量都是指20C時的實際容積。如果對校準(zhǔn)的精確度要求很高，并且溫度超出205C,大氣壓力及濕 度變化較大，則應(yīng)根據(jù)實測空氣壓力、溫度求出空氣密度，利用下式計 算實際容量：V20= (ZL-lE)X1/(p W -p A) X(1-p A/p B) X1-/ (t-20)式中：IL一盛水容器的天平讀數(shù)/g；IE一空容器的天平讀數(shù)/gp W溫度t時純水的密度/gmL-1；p A一空氣密度/gmLT；p B一砝碼密度/gmL-1；Y 一量器材料的體熱膨脹系數(shù)/C-1；t一校準(zhǔn)時所用純水的溫度/C；(上式引自國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 47871984實驗室玻璃儀器一玻璃量器

4、容量的校準(zhǔn)和使用法。p W和pA可從有關(guān)手冊中查到，pB可用砝碼的 統(tǒng)一名義密度值8.0 gmL-1，y值則依據(jù)量器材料而定)。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定玻璃量器采用鈉鈣玻璃(體熱膨脹系數(shù)為25X10-6K-1) 或硼硅玻璃(10X10-6K-1)制造，溫度變化對玻璃體積的影響很小。用鈉鈣玻璃制造的量器在20C時校準(zhǔn)與27C時使用，由玻璃材料本身 膨脹所引起的容量誤差只有0.02% (相對)，一般均可忽略。應(yīng)當(dāng)注意，液體的體積受溫度的影響往往是不能忽略的。水及稀溶液的 熱膨脹系數(shù)比玻璃大10倍左右，因此，在校準(zhǔn)和使用量器時必須注意 溫度對液體密度或濃度的影響。容量器皿常采用兩種校準(zhǔn)方法：相對校準(zhǔn)（相對法）

5、和絕對校準(zhǔn)（稱量 法相對校準(zhǔn)在分析化學(xué)實驗中，經(jīng)常利用容量瓶配制溶液，用移液管取出其中一部 分進行測定，最后分析結(jié)果的計算并不需要知道容量瓶和移液管的準(zhǔn)確 體積數(shù)值，只需知道二者的體積比是否為準(zhǔn)確的整數(shù)，即要求兩種容器 體積之間有一定的比例關(guān)系。此時對容量瓶和移液管可采用相對校準(zhǔn)法 進行校準(zhǔn)。例如，25mL移液管量取液體的體積應(yīng)等于250mL容量瓶量取 體積的10%。此法簡單易行，應(yīng)用較多，但必須在這兩件儀器配套使用 時才有意義。絕對校準(zhǔn)絕對校準(zhǔn)是測定容量器皿的實際容積。常用的校準(zhǔn)方法為衡量法，又叫 稱量法。即用天平稱量被校準(zhǔn)的容量器皿量入或量出純水的表觀質(zhì)量， 再根據(jù)當(dāng)時水溫下的表觀密度計算

6、出該量器在20C時的實際容量。 由質(zhì)量換算成容積時，需考慮三方面的影響：溫度對水的密度的影響溫度對玻璃器皿容積脹縮的影響在空氣中稱量時空氣浮力對質(zhì)量的影響在不同的溫度下查得的水的密度均為真空中水的密度，而實際稱量水的 質(zhì)量是在空氣中進行的，因此必須進行空氣浮力的校正。由于玻璃容器 的容積亦隨著溫度的變化而變化，如果校正不是在20C時進行的，還 必須加以玻璃容器隨溫度變化的校正值。此外還應(yīng)對稱量的砝碼進行溫 度校正。為了工作方便起見，將不同溫度下真空中水的密度p t值和其在空氣中 的總校正值p t （空）列于表2-1。表2- 1不同溫度下的p t和p t （空）溫度（C）P t(gmL-1)p

7、t空(gmL-1)溫度（C）P t(gmL-1)p t空(gmL-1)50.999960.99853180.968600.9974960.999940.99853190.998410.9973370.999900.99852200.998210.9971580.999850.99849210.997990.9969590.999780.99845220.997770.99676100.999700.99839230.997540.99655110.999610.99833240.997300.99634120.999500.99824250.997050.99612130.999380.998

8、15260.996790.99588140.999250.99804270.996520.99566150.999100.99792280.996240.99539160.998940.99773290.995950.99512170.998780.99764300.995650.99485根據(jù)上表可計算出任意溫度下一定質(zhì)量的純水所占的實際容積。例如，25 時由滴定管放出10.10mL水，其質(zhì)量為10. 08g，由上表 可知，25 C時水的密度為0.99612 g/mL,故這一段滴定管在20 C 時的實際容積為：V20 = 10.08/0.9961 = 10.12 mL。滴定管這段容 積的校準(zhǔn)

9、值為 10.12 10.10= + 0.02 (mL)。移液管、滴定管、容量瓶等的實際容積都可應(yīng)用表2-1中的數(shù)據(jù)通過稱 量法進行校正。溫度對溶液體積的校正：上述容量器皿是以20C為標(biāo)準(zhǔn)來校準(zhǔn)的，嚴(yán) 格來講只有在20C時使用才是正確的。但實際使用不是在20C時，則 容量器皿的容積以及溶液的體積都會發(fā)生改變。由于玻璃的膨脹系數(shù)很 小，在溫度相差不太大時，容量器皿的容積改變可以忽略。則量取的液 體的體積亦需進行校正。表2-2給出了不同溫度下每1000mL水溶液 換算到20C時的體積校正值。已知一定溫度下的校正值A(chǔ)V，可按下式將量器在該溫度下所量取的體 積 V T 換算成為 20C 時的體積 V 2

10、0 C : V 20 C =VT(1+AV/ 1000)( mL )表2-2不同溫度的水或稀溶液換算為20 C時的體積校正值溫度T /C體積修正值V (mLL-1)溫度T /C體積修正值V (mLL-1)純水、0.01 molL-1溶液0.1 molL-1溶液純水、0.01 molL-1溶液0.1 molL-1溶液5+ 1.5+ 1.7200010+ 1.3+1.4525-1.0-1.115+0.8+0.930-2.3-2.5例如，若在10C進行滴定操作，用了 25.00mL c=0.1 molL-1標(biāo)準(zhǔn)滴 定溶液，換算為20C時，其體積應(yīng)為：V 20 C =V10(1+AV/ 1000) =

11、25.00X( 1+1.45/1000) =25.04 mL 欲更詳細(xì)、更全面了解容量儀器的校準(zhǔn)，可參考JJG19690常用玻璃 量器檢定規(guī)程。儀器與藥品分析天平，50mL酸式滴定管，25mL移液管，250mL容量瓶，燒杯，溫度 計(050C或0100C，精度0.1C，公用)，50mL磨口錐形瓶，洗耳 球。四、實驗步驟1.滴定管的校準(zhǔn) 準(zhǔn)備好待校準(zhǔn)已洗凈的滴定管并注入與室溫達平衡的蒸餾水至零刻度 以上（可事先用燒杯盛蒸餾水，放在天平室內(nèi)，并且杯中插有溫度計， 測量水溫，備用），記錄水溫（七C），調(diào)至零刻度后，從滴定管中以 正確操作放出一定質(zhì)量的純水于已稱重且外壁潔凈、干燥的50mL具塞 的錐形

12、瓶中（切勿將水滴在磨口上）。每次放出的純水的體積叫作表現(xiàn) 體積，根據(jù)滴定管的大小不同，表觀體積的大小可分為1、5、10mL等， 50 mL滴定管每次按每分鐘約10mL的流速，放出10mL （要求在10mL 0.1mL范圍內(nèi)）（應(yīng)記錄至小數(shù)點后幾位？），蓋緊瓶塞，用同一臺萬 分之一分析天平稱其質(zhì)量并稱準(zhǔn)確至mg位。直至放出50 mL水。每兩 次質(zhì)量之差即為滴定管中放出水的質(zhì)量。以此水的質(zhì)量除以由表2-1查 得實驗溫度下經(jīng)校正后水的密度pt （空），即可得到所測滴定管各段 的真正容積。并從滴定管所標(biāo)示的容積和所測各段的真正容積之差，求 出每段滴定管的校正值和總校正值。每段重復(fù)一次，兩次校正值之差不

13、 得超過0.02mL，結(jié)果取平均值。并將所得結(jié)果繪制成以滴定管讀數(shù)為橫 坐標(biāo)，以校正值為縱坐標(biāo)的校正曲線。測量數(shù)據(jù)也可按表2-3記錄和計 算。表2-3滴定管校準(zhǔn)表（示例）（水的溫度為25C，水的密度為0.9961 gmL-1）滴定管讀數(shù)容積/mL瓶與水的質(zhì)量/g水質(zhì)量/g實際容積/mL校準(zhǔn)值累積校準(zhǔn)值/mL0.0329.20 （空10.0810.12+0.0210.1310.10瓶）9.919.95一 0.02+0.0220.109.9739.289.9910.03+0.060.0030.089.9749.199.939.97+0.02+0.0640.039.9559.189.889.92一0

14、.02+0.0849.979.9469.13+0.0679.011.移液管的校準(zhǔn)方法同上。將25mL移液管洗凈，吸取去純水調(diào)節(jié)至刻度，將移液管中 的水放至已稱重的錐形瓶中，再稱量，根據(jù)水的質(zhì)量計算在此溫度時它 的真正容積。重復(fù)一次，對同一支移液管兩次校正值之差不得超過 0.02mL，否則重做校準(zhǔn)。測量數(shù)據(jù)按表2-4記錄和計算。表2-4移液管校準(zhǔn)表校準(zhǔn)時水的溫度（C）：水的密度（gmL-1）：移液管標(biāo)稱容積/mL錐形瓶質(zhì)量/g瓶與水的質(zhì)量/g水質(zhì)量/g實際容積/mL校準(zhǔn)值/mL251.容量瓶與移液管的相對校準(zhǔn)用已校正的移液管進行相對校準(zhǔn)。用25mL移液管移取蒸餾水至洗凈而 干燥的250mL容量瓶（操作時切勿讓水碰到容量瓶的磨口）中，移取十 次后，仔細(xì)觀察溶液彎月面下緣是否與標(biāo)線相切，若不相切，可用透明 膠帶另作一新標(biāo)記。經(jīng)相互校準(zhǔn)后的容量瓶與移液管均做上相同標(biāo)識， 經(jīng)過相對校正后的移液管和容量瓶，應(yīng)配套使用，因為此時移液管取一 次溶液的體積是容量瓶容積的1/10。由移液管的真正容積也可知容量瓶 的真正容積（至新標(biāo)線）。五、數(shù)據(jù)記錄與處理參照本實驗中的表格自行設(shè)計。六、討論與思考1.注意事項 校正容量儀器時，必須嚴(yán)格遵守它們的使用規(guī)則。稱量用具塞錐形瓶不得用手直接拿取。2 .思考題為什么要進行容器器皿