化學實驗中“仰視、俯視”的誤差分析

◇ 遼寧 劉 潔

(作者單位：遼寧省撫順市清原滿族自治縣第二高級中學)

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化學實驗中“仰視、俯視”的誤差分析

◇ 遼寧 劉 潔

在化學實驗中,經常涉及量器的讀數(shù)問題,如用量筒、移液管、滴定管等量取一定體積的液體，用容量瓶配制一定物質的量濃度的溶液，用滴定管進行酸堿中和滴定的實驗,都涉及這個問題．讀數(shù)時正確的操作是視線與凹液面的最低點保持水平,即平視．讀數(shù)時既不能仰視也不能俯視,否則會產生誤差．

1 基本原理

量器的讀數(shù),無論平視、仰視或是俯視,其基本原理都是相同的:我們的視線是一條直線,視線要先經過所讀取的刻度線,后經過液體凹液面的最低點．而無論平視、仰視或是俯視,讀數(shù)時的視覺效果都是所讀取的刻度線與液體凹液面的最低點在一條直線上．但是平視(如圖1)才是正確的實驗操作,俯視(如圖2)或仰視(如圖3)是錯誤的實驗操作,會產生實驗誤差．

圖1 圖2 圖3

2 誤差分析

量器讀數(shù)時,仰視或俯視所產生的誤差可分為2種情況:一種情況是液面固定不變,平視、仰視或是俯視觀察角度不同時,所讀取的刻度線是不同的,平視所讀取的刻度線是正確的,仰視、俯視所讀取的刻度線會下移或上移,這種情況可以歸納為“定面不定線”(如圖4);另一種情況是刻度線固定不變,我們平視、仰視或是俯視觀察角度不同時,會造成實際液面的不同,平視時的液面是正確的,仰視、俯視會造成實際液面的上移或下移,這種情況可以歸納為“定線不定面”(如圖5)．

圖4 圖5

化學實驗中,分析量器因仰視或俯視所產生誤差的關鍵是確定“誰定”,即液面固定還是刻度線固定．若是液面固定不變,則屬于“定面不定線”這種情況:當液面固定不變時,仰視凹液面最低點,所讀取的刻度線會下移;俯視凹液面最低點,所讀取的刻度線會上移(如圖4)．讀取量筒或滴定管內液體的體積就屬于這種情況．例如量筒內有一定體積的液體,需要讀取液體體積時,仰視會使所讀取的刻度線下移,導致讀數(shù)比實際體積小;俯視會使所讀取的刻度線上移,導致讀數(shù)比實際體積大．

若是刻度線固定不變,則屬于“定線不定面”這種情況:當刻度線固定不變時,仰視刻度線,實際液面會上移,導致實際體積偏大;俯視刻度線,實際液面會下移,導致實際體積偏小(如圖5)．用量筒量取一定體積的液體、容量瓶的加水定容等就屬于這種情況．例如用量筒量取9.0 mL某液體,仰視刻度線會導致所量取的該液體實際體積大于9.0 mL;俯視刻度線會導致所量取的該液體實際體積小于9.0 mL．

3 針對練習

1. 用已知濃度的鹽酸來滴定并測定未知濃度的氫氧化鈉溶液時,下列實驗操作導致測出的氫氧化鈉溶液的濃度偏低的是( ).

A 滴加酸液時滴定前平視讀數(shù),滴定后仰視讀數(shù);

B 滴加酸液時滴定前仰視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù);

C 滴加酸液時滴定前平視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù);

D 滴加酸液時滴定前俯視讀數(shù),滴定后仰視讀數(shù)

答案: A、D.

2. 判斷下列說法的正誤或完成填空.

① (2009年重慶卷7D)讀取滴定管內液體的體積,俯視讀數(shù)導致讀數(shù)偏小( ).

② (2013年天津卷4B)用容量瓶配制溶液,定容時俯視刻度線,所配溶液濃度偏小( ).

③ (2014年全國卷6C)配制溶液定容時,俯視容量瓶刻度會使溶液濃度偏高( ).

④ (2010年天津卷9(7) 節(jié)選) 若在滴定終點讀取滴定管刻度時,俯視標準液液面,使測定結果____．

答案: ① √. ② ×. ③ √. ④ 偏低.

(作者單位：遼寧省撫順市清原滿族自治縣第二高級中學)