容量儀器主要用于實驗或測量領域,對于精確測量溶液體積有著重要作用。這些儀器的刻度精度至關重要,因為任何微小的偏差都可能導致數據的巨大差異。常見的容量儀器包括裝量和卸量兩類,其中量瓶和單刻度管屬于裝量儀器,而滴定管、一般吸管和量筒則是卸量儀器。隨著技術的發展,自動取樣器作為一種能夠連續調整取液量的精密儀器,已經廣泛應用于生物化學的教學和研究。
容量儀器分類
容量分析儀器
容量分析儀器是專門設計用于準確測量溶液體積的工具。這些儀器的刻度準確性以及正確的使用方法直接關系到容量分析的準確程度。在容量分析中,通常將滴定劑放置于滴定管中,通過逐滴滴加的方式加入被測試液中。滴定管是一種細長且均勻帶刻度的玻璃管,底部呈尖嘴狀,并配有截門來控制溶液添加速度。根據截門的構造,滴定管分為酸式和堿式兩種。酸式滴定管采用玻璃活塞作為截門,為了防水漏和易于控制,活塞表面通常涂抹一層凡士林。堿式滴定管則采用橡皮管和玻璃球作為截門。堿性溶液會對玻璃活塞造成腐蝕,導致活塞無法轉動,因此堿性溶液必須使用堿式滴定管;而具有氧化性的溶液(如高錳酸鉀溶液)會侵蝕橡膠,必須使用酸式滴定管。常量滴定管的體積通常為50毫升或25毫升,最小刻度為0.1毫升,可以讀取到0.01毫升。半微量滴定管的容積范圍更小,包括10、5、2、1毫升,最小刻度為0.01毫升。
容量瓶
容量瓶是一種細頸梨形的平底瓶,帶有磨口塞,瓶頸上的刻度表示的是20℃時瓶頸以下所盛溶液的體積。容量瓶的容積有多種規格,包括2000、1000、500、250、100、50、25、10、5毫升。這種儀器主要用于配制標準溶液或稀釋溶液,是一種量入式儀器。需要注意的是,容量瓶不能用于定量轉移溶液,因為它在傾倒溶液時,瓶壁上會殘留一些溶液,從而影響測量的準確性。此外,容量瓶也不能加熱,以免體積發生變化。在使用前,還需要檢查瓶塞的密封性,以防漏水。
移液管
移液管,又稱吸量管,是一種用于準確吸取一定體積溶液的量出式儀器。它是一根細長的玻璃管,中間有一個膨脹的部分,下端為尖嘴狀,上端有一個標線。常用規格包括50、25、10、5、1毫升。移液管的使用方法與滴定管類似,需要經過清洗和潤洗,以確保溶液濃度不受影響。在移液時,需要將溶液吸入標線上方,然后用食指堵住上口,調整溶液彎月面下緣與標線相切,再將移液管插入接收容器中,讓尖嘴接觸容器內壁,傾斜容器,直立移液管,松開食指,等待溶液自由流出,停留約15秒后再取出移液管。需要注意的是,移液管所指示的體積僅包含自由流出的液體,不應將尖嘴內的殘留溶液吹入接收容器中。
刻度吸量管
刻度吸量管是一種帶有分度的直形玻璃管,可用于移取不同體積的溶液。使用時,需要將液面從一個刻度移動到另一個刻度,兩個刻度之間的體積即為所加溶液的體積。有些吸量管的刻度一直延伸到管口,此時需要將尖嘴內的液滴吹出,才能得到與標示體積相符的結果。然而,這種方法并不十分準確,因此最好避免使用管子末端的那一段。
儀器校正
容量儀器的刻度準確性對其功能發揮至關重要。不同的儀器級別對應著不同的誤差范圍,例如,一級的25毫升移液管允許誤差為±0.04毫升。在高精度的分析工作中,應對容量儀器進行校正。校正方法通常是通過稱量容器所能容納(量入式儀器)或放出(量出式儀器)的純水重量,再乘以相應的換算因子,即可得出儀器在20℃時的實際體積。例如,若在25℃時稱得25毫升移液管放出的純水重量為24.94克,而1克純水在20℃時的體積為1.004毫升,則該移液管在20℃時的實際體積為24.94 × 1.004 = 25.04毫升。對于量入式儀器如容量瓶,可以通過稱量其盛放純水的重量來進行校正。由于容量瓶較重,需要用特殊天平進行稱量。首先,將容量瓶洗凈、干燥并稱重,然后注入水至刻度線,用濾紙吸干瓶頸內壁(刻度線以上)的水珠,再次稱重,最后通過所盛純水的重量計算其實際體積。
使用技巧
在實踐中,容量瓶常常與移液管一起使用,此時重要的是了解它們之間體積的比例關系而非各自的絕對體積。為此,需要對它們的體積比進行校正。例如,校正100毫升容量瓶與25毫升移液管的體積比時,可以先用移液管將純水注入洗凈、干燥的容量瓶中,重復這一過程四次,如果液面與刻度線不一致,需要重新標記。之后使用時,溶液稀釋至新的刻度線,并用相同的移液管取溶液,所取體積即為總溶液的1/4。
參考資料 >
容量儀器校準注意事項.中健計量.2024-10-23
容量儀器校準:確保精確測量的關鍵.華品計量.2024-10-23
容量儀器的校準實驗報告(3篇).個人隨筆網.2024-10-23