实验五：容量仪器的校正

一.实验目的

1.初步学会容量仪器的使用方法；

2.学习吸管、容量瓶的相对校正，吸管、滴定管的校正方法；

3.学习电子天平的使用。

二.实验原理：

1.量器使用中的几个名称及其含义：

⑴标准温度  量器的容积与温度有关，规定一个共同的温度293K；

⑵标称容量（293K）  量器上标出的标线和数字；

⑶量器的容量允差（293K）  允许存在的最大差值；

⑷流出时间：通过排液嘴，自然流出水从最高标线至最低标线所需时间。

等待时间：水自然流出至标线以上约5mm处时需要等待的时间。

2.量器的实际容量与标称容量并不完全一致因而要校正；常有相对校正，绝对校正两种方法。

⑴绝对校正的原理：

绝对校正采用称量法，即在分析天平上称量被校量器中量出或量入的纯水的质量，再根据该温度下纯水的密度计算出被校量器的实际容量。但实际计算要复杂得多，必须考虑 ：①空气浮力的影响；②温度的影响。综合考虑各种影响因素后，将砝码的密度 取砝码统一的名义密度值8.0g·mL-1，空气密度0采用平均密度 0.0012
g·mL-1；293K时纯水密度K 为0.99821g·mL-1，得到 ：

m = V₂₉₃r_K [1 + b ( T - 293 )] × 0.998947

式中       m －平衡纯水时所需用的砝码的质量；
             T －测定时水的热力学温度；
            r_K －水在温度T 时的密度；
            b －玻璃的体膨胀系数。

将不同的V₂₉₃、r₀、b 和 T 代入上式，可计算出各种玻璃材料制成的量器，在不同的温度下各种容积的纯水与砝码平衡时的质量m和差值和砝码平衡时的质量m、差值Δm，得钠钙玻璃量器容积的校正用表（教材P62，表1－15），表中第一列为标称容量；每行中上行为质量值，下行为差值Δm。可有三种计算方法:
      Ⅰ.用表观密度 r′_K 计算；
      Ⅱ.用平衡砝码质量 m 计算；
      Ⅲ.用差值Dm计算。（最简便）

⑵相对校正原理：

两件量器配套使用，如用容量瓶配制溶液后，用吸管取出其中一部分进行测定。此时，重要的不是要知道这二者的准确容量，而是二者的容量是否为准确的整倍数关系，这就需要对这两件量器进行相对校正。此法简单，实用。两件量器配套使用，要知两者的容量是否为准确的整倍数关系时就用此法。

三.主要仪器与试剂

主要仪器：25mL移液管，250mL容量瓶，50mL酸式滴定管，50mL具塞锥形瓶，电子天平，100mL烧杯，250mL烧杯。

四.操作步骤：

 

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五.实验结果及分析

25mL吸管的校正值计算  测得m(瓶)＝43.456g，m(瓶+水)＝68.293g，水温为290K。查25mL的差值Δm，计算真实容量、校正值、平均校正值。

解：290K，25mL的差值Δm ＝ 0.059

       水质量68.29-43.46 ＝ 24.93g；

       真实容量＝24.93+Δm＝ 24.99mL；

       校正值＝24.99-25.00＝－0.01mL；

       两次测定后求平均校正值。

滴定管校正值的计算  参照教材P132，查10mL的差值Δm；

解：真实容量＝水的质量+Δm；

         校正值＝真实容量－水的体积；

         总校正值＝分段值累加；

         两次测定后求平均值

1.容量瓶与吸管的相对校正：25 mL移液管移取十次纯水的总体积比250mL容量瓶的量程略大。

2.吸管的校正:

水温：283k,25mL的差值Δm为：0.04g

测量纯水的体积 /mL	水的质量/g	真实容量/mL	校正值/mL	平均校正值/mL
25.00	24.9793	25.02	+0.02	+0.01
25.00	24.9622	25.00	0.00

3.酸式滴定管的校正：

                  水温：283k,100mL的差值Δm为：0.0161g

滴定管读数/mL	水的体积/mL	水的质量/g	真实容量/mL	校正值/mL	总校正值/mL
10.00	10.00	10.0080	10．02	+0．02	+0．02
20.00	10.00	9.9533	9．97	-0.03	-0.01
30.00	10.00	9.9781	9．99	-0.01	-0.02
40.00	10.00	10．0469	10．06	+0.06	+0.04
50.00	10.00	9．9697	9．98	-0.02	-0.02
10.00	10.00	9．9839	10．00	0.00	0.00
20.00	10.00	9．9551	9．97	-0.03	-0.03
30.00	10.00	9.9647	9．98	-0.02	-0.05
40.00	10.00	10．0312	10．05	+0.05	0.00
50.00	10.00	9．9940	10．01	+0.01	+0.01

 

六．问题及思考题

★思考题

1.量器校正的原因是什么？有哪些校正方法？

答：吸管、容量瓶和滴定管是滴定分析用的主要量器。量器的实际容量与标称容量并不完全一致，总是存在或多或少的差值。在准确度要求较高的工作中，必须对量器进行校正，有相对校正和绝对校正两种方法。

2，校正时，为什么称量只要称准到毫克？

答： 有效数字是指在具体工作中实际能测量到的数。用吸管移取液体，一般可记录到小数点后两位，如25ml无分度吸管移取的体积为25.00mL，由于1mL纯水的密度约为1g·cm-3，用称量法进行绝对校正时，不定值0.01mL纯水相当于质量0.01g，即10mg。现在已称准到毫克位，所以准确度足够了。

3.分段校正滴定管时，滴定管每次放出的纯水体积是否一定要整数？应该注意什么？

答：不一定，但尽量接近于10mL整数，不要相差太多，而且要读准。

加入纯水后，调整滴定管液面至零分度或稍低于零分度，读数并记录。用烧杯靠去下端悬液，将锥形瓶的平头塞倒放在桌上，滴定管末端伸入锥形瓶内1cm。旋转旋塞使水自然流出，待滴定管液面降到10mL以上约为5mm处关闭旋塞，等30s后，在10s内调整至10mL，将下端悬液靠在锥形瓶内壁，读数记录。

这里需注意 ：滴定管下端悬液，什么情况下不能靠在锥形瓶内，什么情况下一定要靠在锥形瓶内。

4．食指和中指夹持具塞锥形瓶的磨口塞是，应该注意什么？

答：手不能接触瓶塞的磨口部分，否则会使手沾附瓶塞上的水，使锥形瓶的增量不准，导被校量器的实际容量不准。

5.校正仪器时如何处理具塞锥形瓶内，外壁的水？为什么？

答：内壁的水可不管，外壁的水必须擦干

因为绝对校正法是由锥形瓶的增量（两次称量差）得出被校量器中量出的纯水质量，再通过计算得出被校量器的实际容量。如锥形瓶外壁有水，在称量过程中，取、放锥形瓶都会使外壁的水损失，使结果不准确。

★问题

1．称取0.1600g纯Zn片，经溶解后于实际体积为250m容量瓶中，稀释至标线，配成标准溶液（容量瓶与25.00mL吸管相对校正结果，液面比标线高0.80mL），然后用吸管吸取一份Zn标准溶液，问相当于Zn片称量的相对误差为多少？

答：(0.80*25.00/250.00)÷25.00×100% = 0.32%

2. 称取0.1600g纯Zn片，经溶解后于实际体积为250m容量瓶中，稀释至标线，配成标准溶液,然后用吸管（经校正实际体积为24.94mL）吸取一份Zn标准溶液，问相当于Zn片称量的相对误差为多少？

答：（24.94-25.00）÷ 25.00 × 100% = - 0.24%

七.注意事项与讨论：

1．相对校正

用25mL吸管移取纯水到容量瓶中，重复9次。检查液面与容量瓶刻度线是否一致。若不一致，在弯月面最低点相切处贴一开口的纸条。

（1）相对校正中，为什么要用干燥的容量瓶，如何干燥？

Ø       保证容量瓶和吸管的容量比准确；提前一周洗净晾干。

 

（2）怎样使吸管移取的体积数准确？

移液操作规范，特别注意液面的调节：

•          微松食指使液面缓缓下降，才能控制液面随需而停；

•          眼晴视线与液面水平，液面最低点与刻线相切；

•          溶液自然流出后，等待15S。

  

2．吸管的校正

将外壁擦干的、洁净的50mL具塞锥形瓶，在分析天平上称准至毫克。用待校正的25mL吸管移取25mL纯水至锥形瓶中，再次称量。用温度计测水温。重复校正一次。

（1）电子天平使用前，应做哪些检查？若不合格，如何处理？

检查天平盘、天平箱内是否清洁；若有洒落物，用毛刷扫出；

检查天平是否水平；若不水平，调节螺旋脚使气泡在黑圈内；

校正天平。

（2）用哪种称量方法？

差减称量法  称出具塞锥形瓶的质量m1，记录。加入25.00mL纯水后称量得m2，记录。m2-m1为纯水的质量；

减量法  用去皮键TAR

（3）电子天平可称至0.0001g，记录只要记至毫克位，为什么？

25mL吸管移取溶液的体积数为25.00mL，不定值0.01mL相当于0.01g，即为几+毫克，故称至毫克位准确度已足够。

（4）食指和中指夹持锥形瓶磨口塞时，应注意什么？

不碰磨口塞上的水

注意事项

实验结果的好坏取决于移取纯水的体积是否准确；

使用电子天平时不乱按键，常查看水平仪。防风门关严后读数，毛刷不碰称盘，保持称盘、天平箱清洁；

记录格式仿照“滴定管的校正”记录格式设计

3．滴定管的校正

调整滴定管的液面在0.00或稍低于零分度，读数记录。称量具塞锥形瓶至毫克，记录。旋开旋塞任水自然流出至锥形瓶中，待液面下降到10mL以上5mm处，关闭旋塞，等30s后，在10s内调整至10mL，读数、记录。塞上瓶塞，称至毫克，记录。用同样方法分别称取20、30、40、50mL的水的质量。重复上述操作一次。

（1）活塞涂油时要注意哪些事项？

活塞、活塞槽用滤纸擦干；

滴定管(包括活塞槽部分)平放在桌上操作；

凡士林量合适：在活塞的两头涂以少量，或在孔的两边沿圆周涂一薄层(不涂孔)；

活塞插入活塞槽后向同一方向转动，直到全部透明；

凡士林涂好后，套上橡皮筋或橡皮圈(为什么)。

（2）如何操作活塞？

左手的无名指、小指放在活塞下尖嘴管的左边；

中指和食指拿活塞柄的两端，大拇指邦忙；

手腕稍向上抬；

转动活塞时稍向里扣，但不能扣得过分；

注：上述1与3的操作使活塞小头不与手掌接触，避免顶松活塞而漏水。

（3）怎样控制加液速度？

控制手转动的程度和速度可控制加液速度。

（4）怎样使读数准确

滴定管垂直  用右手大拇指、食指拿滴定管上部无刻度处，让其自然下垂；或把滴定管架在滴定管夹上并保持垂直；

视线在弯月面的最低点，要与液面成水平；

读至0.01mL。

（5）分段校正滴定管时，滴定管每次放出的纯水体积是否一定要整数？应注意什么？

不一定，但尽量接近于整数，如10.00mL，20.00mL……；

读数准确；不能超过50.00mL。

（6）校正时，如何处理锥形瓶内、外壁的水？

外壁不能有水。校正前擦净外壁的水；校正中若手、外壁有水应擦净。内壁有水，对测定没有影响。

（7）旋开活塞任水自然流出，为什么要待液面降到10mL以上约5mm处，关闭活塞等30S后，在10S内调整至10mL？

这是规定的滴定管等待时间，使残留在内壁上的水相等。

（8）若放水超过50mL如何处理？

重新装水至40mL，校正40～50mL段

注意事项

滴定管洗至内壁不挂水珠；

滴定管活塞涂油的量要合适，活塞不能漏水，但也不能涂多。若出现凡士林堵塞管口，轻则用针通，重则用洗耳球吸放热洗涤液的方法疏通，再洗至纯水后使用；

先练习（纯水自然流出，待液面降到10mL以上约5mm处，等30S后10S内调整至10mL的操作）后实验；

滴定管校正值准确与否的关键：读数要准确，滴定管不漏水；

（9）如何处理滴定管下端的悬滴？

初读前的悬滴去掉；

校正时，加10mL水的锥形瓶称量后发现滴定管下端有悬滴，则靠在锥形瓶内壁，继续进行下一段的校正；

滴定管下端有悬滴，白瓷板上也有水，这说明活塞漏水，滴定管须重新涂油，检漏后再进行校正。

随时检查，并保持手、锥形瓶外壁、白瓷板、天平盘的干燥；

带到天平室的用品：

搪瓷盘中放洁净、外壁干燥的50mL锥形瓶，洗瓶，50mL小烧杯，250mL烧杯（盛废液），洗耳球；滴定管及架、吸管（夹在滴定管架的左侧）。