在實(shí)際使用中對(duì)玻璃量筒進(jìn)行溫度校正,核心是通過(guò)計(jì)算實(shí)際溫度下液體的真實(shí)體積,修正因溫度偏離 20℃(標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)溫度)導(dǎo)致的測(cè)量偏差,具體可按以下步驟操作。
溫度校正的本質(zhì)是補(bǔ)償兩個(gè)變量:一是玻璃量筒容積隨溫度的變化,二是液體體積隨溫度的變化。由于液體的熱脹冷縮系數(shù)遠(yuǎn)大于玻璃(通常相差 10 倍以上),實(shí)際操作中可
主要關(guān)注液體體積的變化,玻璃容積的變化可忽略(高精度實(shí)驗(yàn)除外),計(jì)算邏輯如下:
真實(shí)體積(Vt)= 量筒讀數(shù)體積(V20)× [1 + γ×(t - 20)]
其中:
γ 為液體的體積膨脹系數(shù)(需查表獲取,如水的 γ≈0.00021/℃);
t 為實(shí)際測(cè)量時(shí)的液體溫度(用溫度計(jì)直接測(cè)量);
20 為量筒的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)溫度(℃)。
用精度≥0.1℃的溫度計(jì),直接插入待量取的液體中(避免接觸量筒壁),靜置 1-2 分鐘,讀取并記錄液體溫度 t(如 25℃)。
根據(jù)液體種類(lèi),查閱化學(xué)手冊(cè)或標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表,獲取該液體在對(duì)應(yīng)溫度區(qū)間的體積膨脹系數(shù) γ。
假設(shè)用量筒量取液體時(shí),讀數(shù)為 V20(如 100.0mL),代入公式計(jì)算真實(shí)體積 Vt:
以水為例,t=25℃,γ=0.00021/℃:
Vt = 100.0mL × [1 + 0.00021×(25-20)] = 100.0mL × 1.00105 =
100.105mL即此時(shí)量筒讀數(shù) 100.0mL,實(shí)際液體體積為 100.105mL,偏差約 0.1mL。
若實(shí)驗(yàn)要求嚴(yán)格按 “目標(biāo)體積" 量取,可反向計(jì)算 “需讀取的量筒刻度":
需讀取刻度 = 目標(biāo)真實(shí)體積 ÷ [1 + γ×(t - 20)]
例如:需量取 25℃下 100.0mL 的水,需讀取的量筒刻度為 100.0 ÷ 1.00105 ≈
99.9mL。
溫度計(jì)需提前校準(zhǔn):確保溫度計(jì)本身精度,避免因溫度計(jì)不準(zhǔn)導(dǎo)致溫度測(cè)量誤差。
僅對(duì) “高精度需求" 校正:常規(guī)實(shí)驗(yàn)(如粗配溶液、試劑添加)若溫度與 20℃偏差≤5℃,可忽略校正,偏差通常小于量筒本身的容量允差(如 100mL A 級(jí)量筒允差 ±0.1mL)。
特殊液體需查專(zhuān)用數(shù)據(jù):對(duì)于易揮發(fā)、腐蝕性液體(如鹽酸、硝酸),需查閱其特定溫度下的體積膨脹系數(shù),不可直接套用常見(jiàn)液體數(shù)據(jù)。