资源简介

《分析化学》课程-微教材
微课编号 微课名称 容量分析仪器的校准
所属模块 分析化学基本知识与基本操作 子模块 滴定分析基本知识与基本操作
关键词 绝对校准发，相对校准法
是否通用 √通用 农产品 食品 是否重点建设 是 否
微课类型 讲授型 微课形式 混合拍摄式 教学设计模式 讲授法、直观演示法
教学目标 熟悉玻璃量器的允差范围 学会绝对校准法对玻璃量器进行校准 学会相对校准法对玻璃量器进行校准 熟练计算校准后溶液的体积
教学内容 知识点 技能点
绝对校准法 相对校准法 溶液体积的校准 滴定管、容量瓶、移液管的绝对校准 移液管和容量瓶的相对校准
知识讲解
一、容量允差
滴定管、容量瓶、移液管等是容量分析中常用的玻璃量器，由于制造工艺限制、温度的变化、试剂的腐蚀等原因，它们的实际容积与标称容量之间常常存在差值，为了保证量器的准确度，这种差值必须符合一定的要求。允许存在的最大差值叫容量允差。国家规定的容量允差见表1
表1容量仪器的容量允差
滴定管 移液管 容量瓶
容积/mL 5 容量允差（±）/mL 容积/mL 容量允差（±）/mL 容积/mL 容量允差（±）/mL
A B A B A B
5 0.010 0.020 2 0.010 0.020 25 0.03 0.006
10 0.025 0.050 5 0.015 0.030 50 0.05 0.10
25 0.05 0.10 10 0.020 0.040 100 0.10 0.20
50 0.05 0.10 25 0.030 0.060 250 0.15 0.30
100 0.1 0.20 50 0.050 0.100 500 0.25 0.50
100 0.080 0.160 100 0.40 0.80
二、容量仪器的校准方法
在实际分析工作中，对滴定管、容量瓶和移液管的校准，通常采用绝对校准和相对校准两种方法。
（一）绝对校准法
绝对校准即测定容量仪器的实际容积，常采用称量法，是用分析天平称量容量仪器中所容纳或放出的水的质量（mt），再根据该温度下纯水的密度（ρt），将水的质量换算成体积的方法。其数学表达式为：
国产容量仪器，其体积都是在以20℃为标准温度进行标定的，，而水的质量换算成体积时，应考虑温度对水密度的影响、空气浮力对水质量的影响、温度对玻璃容器的影响这三个因素，因此，将三个因素综合校正后得到的值列入表2中。
表2不同温度下1ml纯水在空气中的校正质量（即不同温度下水的校正密度）
温度t ℃ ρw 温度t ℃ ρw 温度t ℃ ρw
8 0.9886 15 0.9979 22 0.9968
9 0.9985 16 0.9978 23 0.9966
10 0.9984 17 0.9976 24 0.9963
11 0.9983 18 0.9975 25 0.9961
12 0.9982 19 0.9973 26 0.9959
13 0.9981 20 0.9972 27 0.9956
14 0.9980 21 0.9970 28 0.9954
根据表2中的校正数据，可以很方便的将不同温度下水的质量换算成20摄氏度时水的体积，并计算出容量仪器绝对的校正值。
例如：15℃时，校正某移液管，称得仪器量出的水的质量是9.97g，查表得15℃时，1ml水校正密度为0.99792g，则该移液管实际体积为：
1.滴定管的校准：
⑴取已洗净干燥磨口玻璃塞的锥形瓶放在分析天平上称量得到空瓶质量，记录至0.001g位。
⑵将已洗净的50mL滴定管装入与室温平衡的纯水
⑶将滴定管调至0.00mL 刻度处，从滴定管中放出一定体积（如放出10mL）的纯水于已称量的锥形瓶，塞紧塞子，称出“瓶+水”的质量，两次质量之差即为放出之水的质量。
⑷测定水温后查出该温度下水的校正密度并计算该体积下滴定管的实际体积并算出该体积下的校准值。
⑸重复检定一次（两次检定所得同一刻度的体积相差不应大于0.01ml），两次校准值平均值即为该体积下的校准值。以滴定管读数为横坐标，校准值为纵坐标，用直线连接各店，绘出校准曲线。
⑹一般50mL滴定管每隔10mL测得一个校准值，25mL滴定管每隔5mL测得一个校准值。
2.容量瓶的校准：
将洗涤合格并倒置沥干的容量瓶放在天平上称量。取蒸馏水充入已称重的容量瓶中至刻度线（瓶颈壁不得沾水），称量并测水温。根据该温度下的密度计算真实体积。
3.移液管的绝对校准：
移液管洗净至内壁不沾水珠，按移液管使用方法吸取已测温度的纯水，放入已称重的锥形瓶中，在分析天平上称量盛水锥形瓶质量，根据水的质量计算在实验室温度下移液管的实际体积。重复校准一次，两次校准值之差不能超过0.02mL，否则重新校准。
（二）相对校准法
实际工作中，我们经常需要用容量瓶配置溶液，再用移液管移取一定比例的试样供测试用。这种情况下，我们往往不需要对配套使用的移液管和容量瓶进行绝对校准，而只需要校正二者之间的比例关系。这种相对比较两种量器体积之间的比例关系的方法称为相对较准法。经常配套使用的移液管和容量瓶，采用相对校准法更为重要。
例如，用已经校准过的25mL移液管移取蒸馏水于干净且干燥的250mL容量瓶中，平行移取10次，观察容量瓶的水的弯月面下缘是否与标线上缘刚好相切，若刚好相切，说明移液管与容量瓶的体积比为10：1；若不想切，说明有误差，记下弯月面位置，待容量瓶沥干水分后再校准一次；连续两次校准相符后，用一平直的窄纸条贴在与弯月面相切处，并在纸条上刷上蜡或贴胶布来保护标记。经过相互校准后移液管与容量瓶应配套使用。
在分析工作中，滴定管一般采用绝对校准法，对于配套使用的移液管和容量瓶、移液管和比色管等，可采用相对校准法校准二者之间的比例后，配套使用，移液管用作取样时，须采用绝对校准法。绝对校准法准确，但操作比较麻烦；相对校准法操作简单，但必须配套使用。
三、溶液体积的校准
容量分析仪器的标称容量都是在20 C的体积，在实际工作中，温度是不断变化的，当实际使用不是在20 C时，会引起仪器容积和液体体积的变化。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。但液体体积的变化不能忽略，因此需要对量取的液体体积进行校正，即对液体体积进行温度补正。表3给出了不同温度下1000mL水或稀溶液换算成20℃时，其体积的校正值。
表3不同温度下1000mL水或稀溶液体积补正值
温度℃　　 标准溶液 水0.05mol/L以下的各种水溶液 0.1mol/L和0.2mol/L各种水溶液 盐酸溶液c(HCl)= 0.5mol/L 盐酸溶液c(HCl)= 1mol/L 硫酸溶液1/2H2SO4)=0.5mol/L氢氧化钠溶液c(NaOH)=0.5mol/L 硫酸溶液c(1/2H2SO4)=1mol/L 氢氧化钠溶液 c(NaOH)=1mol/L
5 +1.38 +1.7 +1.9 +2.3 +2.4 +3.6
6 +1.38 +1.7 +1.9 +2.2 +2.3 +3.4
7 +1.36 +1.6 +1.8 +2.2 +2.2 +3.2
8 +1.33 +1.6 +1.8 +2.1 +2.2 +3.0
9 +1.29 +1.5 +1.7 +2.0 +2.1 +2.7
10 +1.23 +1.5 +1.6 +1.9 +2.0 +2.5
11 +1.17 +1.4 +1.5 +1.8 +1.8 +2.3
12 +1.10 +1.3 +1.4 +1.6 +1.7 +2.0
13 +0.99 +1.1 +1.2 +1.4 +1.5 +1.8
14 +0.88 +1.0 +1.1 +1.2 +1.3 +1.6
15 +0.77 +0.9 +0.9 +1.0 +1.1 +1.3
16 +0.64 +0.7 +0.8 +0.8 +0.9 +1.1
17 +0.50 +0.6 +0.6 +0.6 +0.7 +0.8
18 +0.34 +0.4 +0.4 +0.4 +0.5 +0.6
19 +0.18 +0.2 +0.2 +0.2 +0.2 +0.3
20 0.00 0.00 0.00 0.0 0.00 0.00
21 -0.18 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 -0.3
22 -0.38 -0.4 -0.4 -0.5 -0.5 -0.6
23 -0.58 -0.6 -0.7 -0.7 -0.8 -0.9
24 -0.80 -0.9 -0.9 -1.0 -1.0 -1.2
25 -1.03 -1.1 -1.1 -1.2 -1.3 -1.5
26 -1.26 -1.4 -1.4 -1.4 -1.5 -1.8
27 -1.51 -1.7 -1.7 1.7 -1.8 -2.1
28 -1.76 -2.0 -2.0 -2.0 -2.1 -2.4
29 -2.01 -2.3 -2.3 -2.3 -2.4 -2.8
30 -2.30 -2.5 -2.5 -2.6 -2.8 -3.2
31 -2.58 -2.7 -2.7 -2.9 -3.1 -3.5
32 -2.86 -3.0 -3.0 -3.2 -3.4 -3.9
33 -3.04 -3.2 -3.3 -3.5 -3.7 -4.2
34 -3.47 -3.7 -3.6 -3.8 -4.1 -4.6
35 -3.78 -4.0 -4.0 -4.1 -4.4 -5.0
36 -4.10 -4.3 -4.3 -4.4 -4.7 -5.3
注：1 本表数值是以20℃为标准温度以实测法测出。　　　2 表中带有+”、“－”号的数值是以20℃为分界。室温低于20℃的补正值均为“+”，高于20℃的补正值均为“－”。　　　3 本表的用法：如1L硫酸溶液〔c(1/2H2SO4)=1mol/L〕由25℃换算为20℃时，其体积修正值为-1.5mL，故40.00mL换算为20℃时的体积为V20=40.00-1.5/1000×40.00=39.94mL。
例如：在10℃时，滴定用去26.00mL0.1mol/L标准溶液，计算在20℃时，该溶液的体积。查表得知10℃时0.1mol/L标准溶液的补正值为+1.5，则，在20℃时，该溶液的体积为：
《分析化学》课程-微测试
一、单选题
1、滴定管、移液管校准时，注入纯水至液面距最高标线以上约（ ）处，等待（ ）秒后调节液面至零刻度。（ ）。
A．5mm，20s
B．10mm，30s
C．5mm，30s
D．10mm，20s
参考答案：C
难度：中
2、容量分析仪器校准时，环境温度为20±5℃用的纯水与环境温度之间相差不能超过 （ ）。
A．2℃
B．5℃
C．0.2℃
D．0.5℃
参考答案：A
难度：中
3、以下容量分析仪器校准那些说法不正确的是（ ）。
A．绝对校准法校准同一量器过程中不能更换天平
B．溶液体积较准应先进量器体积较准后进行温度补正
C．校准前，玻璃量器必须清洗干净
D．为了提高分析效率和准确度，所有容量分析仪器最好都采用绝对校准法进行校准
参考答案：D
难度：中
二、多选题
1、以下容量分析仪器校准那些说法是正确的（ ）？
A．相对校准法相对于绝对校准法操作简单
B．容量瓶与移液管相对校准后就可单独用于溶液的定容
C．绝对校准法要求校准前对天平进行校准
D．绝对校准法水温与环境温度之间没有要求
参考答案：A；C
难度：中
三、判断题
1、绝对校准法校准容量瓶体积时，容量瓶应提前清洗干净并烘干。
参考答案：F
难度：低
2、滴定管、移液管校准时，放液口应紧靠接液容器磨口位置，防止放液过程中液体飞溅损失。
参考答案：F
难度：中
四、填空题
1、在分析工作中，容量分析仪器一般采用 、 两种校准方法校准。
参考答案：相对校准法；绝对校准法
难度：中
在分析工作中，滴定管一般采用 校准，对于配套使用的移液管、容量瓶，可采用
校准，用作取样的移液管则必须采用 校准。
参考答案：绝对校准法；相对校准法；绝对校准法
难度：难
五、简答题
1、滴定管校准时，每次放出的液体是否一定要为整数？
参考答案：不是，但是每次放出的液体体积应尽可能接近整数
难度：高
五、综合题
1、下表是某滴定管校准时原始记录表，请计算完善校准结果。
（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
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
参考答案：
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
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
难度：中
用上题中校准过的盛有0.1mol/L某标准溶液进行滴定时，25℃时由滴定管放出10.10mL溶液，计算滴定过程中消耗的某标准溶液的实际体积（换算成20℃）。
参考答案：由上表可知，20℃时，该段滴定管的实际体积为10.12mL
因此，20℃时，该标准溶液的滴定体积为：10.12+（-1.1/1000）×10.12=10.01mL
难度：高

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