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:
0采用平均密度取砝码统一的名义密度值8.0g·mL-1,空气密度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 0.0012
K 为0.99821g·mL-1,得到 :g·mL-1;293K时纯水密度
m = V293rK [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; rK -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:
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 25.00 24.9793 25.00 24.9622 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 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00
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。
水的体积/mL 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 水的质量/g 10.0080 9.9533 9.9781 10.0469 9.9697 9.9839 9.9551 9.9647 10.0312 9.9940 真实容量/mL 10.02 9.97 9.99 10.06 9.98 10.00 9.97 9.98 10.05 10.01 校正值/mL +0.02 -0.03 -0.01 +0.06 -0.02 0.00 -0.03 -0.02 +0.05 +0.01 总校正值/mL +0.02 -0.01 -0.02 +0.04 -0.02 0.00 -0.03 -0.05 0.00 +0.01 真实容量/mL 校正值/mL 平均校正值/mL 25.02 +0.02 +0.01 25.00 0.00 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)。
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