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常用容量器皿的校准

来宝网2007年6月28日 13:46 点击:5096

常用容量器皿的校准
分析实验室常用的玻璃容量仪器如滴定管、移液管、容量瓶等,都具有刻度和标称容量,此标称容量是20℃时以水体积来标定的。合格产品的容量误差应小于或等于国家标准规定的容量允差。但由于不合格产品的流入、温度的变化、试剂的腐蚀等原因,容量器皿的实际容积与它所标称的容积往往不完全相符,甚至其误差可以超过分析所允许的误差,因此若不进行容量校准就会引起分析结果的系统误差。
由于玻璃具有热胀冷缩的特性,在不同的温度下容量器皿的体积也有所不同。因此,校准玻璃容量器皿时,必须规定一个共同的温度值,这一规定温度值为标准温度。国际上规定玻璃容量器皿的标准温度为20℃,即在校准时都将玻璃容量器皿的容积校准到20℃时的实际容积。容量器皿常采用以下两种校准方法。
1.相对校准
要求两种容器体积之间有一定的比例关系时,常采用相对校准的方法。例如,25mL移液管量取液体的体积应等于250mL容量瓶量取体积的10%。
2.绝对校准
绝对校准是测定容量器皿的实际容积。常用的校准方法为衡量法,又叫称量法,即用天平称量被校准的容量器皿量入或量出纯水的表观质量,再根据当时水温下的表观密度计算出该量器在20℃时的实际容量。由质量换算成容积时,需考虑以下三方面的影响。
①水的密度随温度的变化。
②温度对玻璃器皿容积胀缩的影响。
③在空气中称量时空气浮力的影响。
为了方便计算,将上述三种因素综合考虑,得到一个总校准值。经总校准后的纯水密度列于表3—1。实际应用时,只要称出被校准的容量器皿容纳和放出纯水的质量,再除以该温度时纯水的密度值,便是该容量器皿在20℃时的实际容积。

一、         实验目的

1、  掌握滴定管移液管容量瓶的使用方法

2、  练习滴定管、移液管、容量瓶的校准方法,并了解容量瓶器皿校准的意义

二、         实验原理

滴定管,移液管和容量瓶是滴定分析法所用的主要量器。容量器皿的容积与其所标出的体积并非完全相符合。因此,在准确度要求较高的分析工作中,必须对容量器皿进行校准。

由于玻璃具有热胀冷缩的特性,在不同的温度下容量器皿的体积也有所不同。因此,校准玻璃容量器皿时,必须规定一个共同的温度值,这一规定温度值为标准温度。国际上规定玻璃容量器皿的标准温度为20。既在校准时都将玻璃容量器皿的容积校准到20时的实际容积。容量器皿常采用两种校准方法。

1、  相对校准

要求两种容器体积之间有一定的比例关系时,常采用相对校准的方法。例如,25mL移液管量取液体的体积应等于250mL容量瓶量取体积的10%

2、  绝对校准

绝对校准是测定容量器皿的实际容积。常用的校准方法为衡量法,又叫称量法。即用天平称得容量器皿容纳或放出纯水的质量,然后根据水的密度,计算出该容量器皿在标准温度20时的实际体积。由质量换算成容积时,需考虑三方面的影响:

(1)     水的密度随温度的变化

(2)     温度对玻璃器皿容积胀缩的影响

(3)     在空气中称量时空气浮力的影响

               为了方便计算,将上述三种因素综合考虑,得到一个总校准值。经总校准后的纯水密度列于表2-1.

 

                                                                           2—1   不同温度下纯水的密度值

                                                             (空气密度为0.0012g·cm-3,钙钠玻璃体膨胀系数为2.6×10-5℃-1

          

 

温度/

 

密度/g·mL-1

 

温度/

 

密度/g·mL-1

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

0.9984

0.9983

0.9982

0.9981

0.9980

0.9979

0.9978

0.9976

0.9975

0.9973

0.9972

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

0.9970

0.9968

0.9966

0.9964

0.9961

0.9959

0.9956

0.9954

0.9951

0.9948

 

         实际应用时,只要称出被校准的容量器皿容纳和放出纯水的质量,再除以该温度时纯水的密度值,便是该容量器皿在20时的实际容积。

【例1】            18,某一50mL容量瓶容纳纯水质量为49.87g,计算出该容量瓶在20时的实际容积。

解:查表得18时水的密度为0.9975 g·mL ,所以在20时容量瓶的实际容积V20为:

 

 

 

   3.溶液体积对温度的校正

容量器皿是以20为标准来校准的,使用时则不一定在20,因此,容量器皿的容积以及溶液的体积都会发生改变。由于玻璃的膨胀系数很小,在温度相差不太大时,容量器皿的容积改变可以忽略。稀溶液的密度一般可用相应水的密度来代替。

例二】在10℃时滴定用去25.00mL0.1mol·L标准溶液,问20时其体积应为多少?

 

解:0.1 mol·L稀溶液的密度可以用纯水密度代替,查表得,水在10时密度为0.998420时密度为0.9972。故20时溶液的体积为:

 

三、         仪器

分析天平及砝码,50mL酸式滴定管25mL移液管,250mL容量瓶,50mL容量瓶,温度计(050℃或0100℃,公用),洗耳球。

四、         实验方法

1、  酸式滴定管的校正

(1)      清洗50mL酸式滴定管1

(2)      练习并掌握用凡士林涂酸式滴定管活塞的方法和除去滴定管气泡的方法

(3)      练习正确使用滴定管和控制液滴大小的方法

(4)      酸式滴定管的校准。  先将干净并且外部干燥的50mL容量瓶,在台秤上粗称其质量,然后在分析天平上称量,准确称至小数点后第二位(0.01g)(为什么?)。将去离子水装满欲校准的酸式滴定管,调节液面至0.00刻度处,记录水温,然后按每分钟约10mL的流速,放出10mL(要求在10mL 0.1mL范围内)水于已称过质量的容量瓶中,盖上瓶塞,再称出它的质量,两次质量之差即为放出水的质量。用同样的方法称量滴定管中从10mL20mL20mL30mL……等刻度间水的质量。用实验温度时的密度除每次得到的水的质量,即可得到滴定管各部分的实际容积。将25时校准滴定管的实验数据列入表2-2中。

                          

2-2      滴定管校准表

(水的温度为25,水的密度为0.9961 g·mL-1

 

滴定管读数

 

容积/mL

 

瓶与水的质量/g

 

水质量/g

 

实际容积/mL

 

校准值

 

累积校准值/mL

0.03

10.13

20.10

30.08

40.03

49.97

 

10.10

9.97

9.97

9.95

9.94

29.20(空瓶)

39.28

49.19

59.18

69.13

79.01

10.08

9.91

9.99

9.93

9.88

10.12

9.95

10.03

9.97

9.92

+0.02

0.02

+0.06

+0.02

0.02

 

+0.02

0.00

+0.06

+0.08

+0.06

 

   例如:25时由滴定管放出10.10mL水,其质量为10.80g,算出这一段滴定管的实际体积为:

    

 

 

故滴定管这段容积的校准值为10.1210.10=0.02mL

 

2.移液管的校准

25mL移液管洗净,吸取去离子水调节至刻度,放入已称量的容量瓶中,再称量,根据水的质量计算在此温度时的实际容积。两支移液管各校准2次,对同一支移 

 液管两次称量差,不得超过20mg,否则重做校准。测量数据按表2-3记录和计算

 

2-3       移液管校准表 

(水的温度=    ℃, 密度


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