常見液體量器的誤差分析及其正確選用

楊文斌，李 芳

（麗江民族中等專業(yè)學(xué)校，云南 麗江 674100）

用于化學(xué)實驗的液體量器種類眾多，每種又有眾多規(guī)格。因?qū)嶒災(zāi)康牡牟煌?，選用哪種量器更理想，這是經(jīng)常碰到的問題。在眾多教科書中，往往直接介紹某液體用某量器量取，而未說明該液體須用該量器的原因[1]。本文就經(jīng)常碰到的這一具體困難提出解決辦法。

1 誤差

1.1 人為的讀數(shù)絕對誤差

操作員在讀數(shù)時產(chǎn)生的主觀誤差，幾乎是不可避免的?，F(xiàn)假定操作員為同一人，不考慮操作員各次目測間的微小出入，分析可能產(chǎn)生的誤差：

假定操作員目測讀數(shù)為h1，真實讀數(shù)為h2；量器刻度線內(nèi)為圓柱體，設(shè)圓柱體的內(nèi)半徑為r，則目測體積πr2h1，真實體積為πr2h2。

根據(jù)：絕對誤差（E） =測定結(jié)果（X） -真實值（XT），即：

令：（h1-h2）為Δh，則E=±πr2Δh，令同一分析員的Δh視為一定值。

1.2 同一量器測量不同操作液時的相對誤差

設(shè)某量器的半徑為r，兩次測量體積分別為V1、V2，令 V1

兩次測量相對誤差之比

即：同一量器量取不同的操作液時，在該量器的測量容量之內(nèi)，所量體積越大，相對誤差越小。

1.3 不同類型規(guī)格量器測相等體積操作液時的相對誤差

設(shè)兩類量器的半徑分別為r1、r2，令r1

兩次測量相對誤差之比

即：不同類型規(guī)格的量器測相同體積時，量器的半徑越小，相對誤差越小，反之亦然。

2 各類不同規(guī)格量器半徑量取

2.1 游標(biāo)卡尺

哈爾濱量具刃具廠生產(chǎn) (25一1000106)型。

2.2 液體量器

1） 量 筒 ： 1000mL， 500mL， 250mL，100mL，50mL，10mL。船牌，重慶產(chǎn)。

2） 吸量管：10mL，5mL。天331EXB天津產(chǎn)。

3）移液管：25mL，10mL一等，上海產(chǎn)。

4）酸式滴定管:50mL，25mL。鄭儀。

2.3 量取方法

1）液體量器內(nèi)徑大于10mm時，測出量器中部刻度平面上互為垂直的內(nèi)徑值，求出平均內(nèi)半徑。2）液體量器內(nèi)徑小于10mm時，測出量器中部刻度平面上互為垂直的外徑值，測出量器壁厚，求出平均半徑。

現(xiàn)將測出的各量器數(shù)據(jù)列表1，表2。

表1 各種量器測出數(shù)據(jù)

表2 量器半徑與誤差之間的關(guān)系

2.4 結(jié)果

1）由表2可得：同類不同規(guī)格的量器，量器規(guī)格越大，絕對誤差越大；而相對誤差則為；量器規(guī)格越小，相對誤差越大。

2）不同類型同規(guī)格量器，絕對誤差大小順序為：量筒＞滴定管＞吸量管＞移液管。

4 正確選用量器示例

從量器自身所造成的誤差來看，在使用中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)使用項目的不同要求，選用操作次數(shù)最少，絕對誤差最小的量器。從相對誤差來看，在操作液的量一定時，以選所量操作液的體積最接近量器最大容量的量器為好。

誤差的大小確實是評價選用量器是否正確的主要依據(jù)。但在具體實踐中，還應(yīng)考慮量器的特點和使用范圍，考慮實驗對準(zhǔn)確度要求的大小，考慮操作液的性質(zhì)、用途以及操作是否簡便等諸多因素。只有根據(jù)不同的實驗?zāi)康暮蛯嶒炓?，綜合分析各種因素，估計他們對實驗可能產(chǎn)生的影響及影響程度，才能抓住矛盾的主要方面，真正到達(dá)正確選用量器的目的。

例1某滴定預(yù)計消耗酸性無色滴定劑41mL,應(yīng)選用（ ）。

A、50 mL酸式滴定管

B、25mL酸式滴定管

C、50mL藍(lán)帶酸式滴定管

D、50mL堿式滴定管

[正確答案]A

[解析]選50mL酸式滴定管一次操作就能完成，其極值絕對誤差為：88.54Δh；選25mL酸式滴定管兩次操作才能完成，其極值絕對誤差極值誤差比選A大1.47倍；C為有色操作液用；D為堿性溶液使用。

例2移取10.00 mL某被測液，應(yīng)選（ ）。

A、10mL量筒 B、10 mL量杯

C、10mL移液管 D、10 mL吸量管

[正確答案]C

[解析]因極值絕對誤差最小，A為140.95Δh，B 比 A 還大，C 為 13.32Δh，D 為47.76Δh。

例3需20～30mL蒸餾水溶解0.4527g，鄰苯=甲酸氫鉀，選用（ ）。

A、10mL量筒 B、25 mL量筒

C、50 mL量杯 D、100 mL量筒

[正確答案]選B、C、D均可

[解析]因量取的操作液是一定范圍內(nèi)的，對誤差大小無要求，操作方便是主要需要考慮的問題，甚至到熟練階段只需估計著加人蒸餾水。

例4平行移取4份3.0mL某試液，選用（ ）。

A、3 mL移液管 B、5mL吸量管

C、10mL吸量管 D、15 mL吸量管

[正確答案]選D

[解析]幾種量器的精度都能滿足操作液精度要求，因體積準(zhǔn)確度要求不是太高,主要考慮操作簡便。