Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 1 (1108737), страница 16
Текст из файла (страница 16)
При использовании латунных разновесов плотностью 8,4 г/смз значения мало отличаются от приведенных в таблице (см. пример 2.2). В табл. 2.4 приведены также небольшие поправки на температурное расширение или сжатие материала посуды — боросиликатного стекла (Рутех или К(шах). Такие стекла характеризуются объемным коэффициентом расширения порядка 0,000025 на градус Цельсия при температурах вблизи стандартной (20 'С).
Это приводит к изменению объема примерно на 0,0025;4 при изменении температуры на один градус. Например, для объема 1 мл изменение составит 0,000025 мл. Для воды изменение объема вблизи 20 'С составляет порядка 0,02;4 на один градус. Для пересчета значений объемов (и концентраций) с учетом расширения (сжатня) воды можно использовать значения плотности воды при разных температурах, также приведенные в табл. 2.4. Табл.
2.4 с введенными в нее формулами есть на прилагаемом к книге компакт-диске. Вы можете заменить значение в ячейке столбца В на реальный вес воды (в колбе, пипетке или бюретке), который вы измерили при соответствующей температуре, и автоматически рассчитать объем посуды при той же температуре и при 20 'С. Порядок работы с электронными таблицами описан в гл. 3.
На компакт-диске находятся также таблица и рисунок, изображающие зависимость относительной погрешности взвешивания (по отношению к массе в вакууме) от плотности объекта. ОСНОВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ОПЕРАЦИИ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Таблица 2.4 Данные длв калибровки мерной посуды ь ~ с с Лк и,: кг,к ~*иноков" минск .осуди 2.4. МЕРНАЯ ПОСУДА Пример 2.3 а) Пользуясь табл.
2.4, рассчитайте объем пипетки (номинальное значение 20 мл) по результатам взвешивания воды в воздухе из данных примера 2.1. Примите, что взвешивание проводили при 23 'С, б) Приведите полученный объем к 20 'С (изменения обусловлены сжатием стекла). в) Сравните значения обьемов, рассчитанные из величины веса на воздухе и из величин веса в вакууме и плотности воды.
Решение е) Из данных табл. 2.4 при 23 'С объем воды весом один грамм (на воздухе) составляет 1,0035 мл. Объем колбы составит 19,994 г 1,0035 мл/г = 20,064 мл б) Уменьшение объема за счет сжатия стекла при изменении температуры от 23 'С до 20 'С оставляет 0,0015 мл (0,000025 мл!мл!'С 20 мл . 3 'С), поэтому объем пипетки при 20 'С составит 20,062 мл. н) Плотность воды при 23 'С равна 0,99754 г/мл, поэтому из величины веса в вакууме 20,015 г! 0,99754 г/мл = 20,064 мл получено то же значение, что и в пункте (а). Пример 2.4 Вы приготовили раствор соляной кислоты и стандартизировали его тнтрованием первичного стандарта — раствора карбоната натрия. В процессе тнтрования температура воздуха в помещении составляла 23 'С.
Найденное значение концентрации — 0,1127 М. После этого в лаборатории вышла из строя отопительная система, и, когда вы использовали эту кислоту для титрования, температура упала до 18 'С. Какой при этом стала концентрация титранта? Решение Ми.с — — Мзз,с (23м.сЮзз с)=01127з (099859/099754) =011284М (о значащих цифрах и о том, что означает цифра нижнего индекса результата, см. гл. 3). ОСНОВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ОПЕРАЦИИ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Техника калибровки мерной посуды Как правило, результаты калибровки мерной посуды представляют с пятью значащими цифрами, что соответствует максимально возможной точности дозировки объемов.
Следовательно, чистая масса воды также должна быть измерена не менее, чем с пятью значащими цифрами. Это означает, что, если объем посуды превышает 10 мл, то достаточно взвешивания с точностью до 1 мг. Такое взвешивание можно легко и быстро осуществить на технических весах, не прибегая к использованию более точных аналитических весов. Иногда бывает достаточно и четырех значащих цифр (о значащих цифрах см. гл. 3). Например, калиброванный объем пипетки с номинальным объемом 10 мл может составлять 9,997 мл.
Это значение столь же точное, как и 10,003 мл. 1. Калибровка мерных колб. Взвешивают чистую и сухую колбу вместе с пробкой. Затем колбу заполняют до метки дистиллированной водой. На горлышке колбы не должно быть капель. Если они есть, их удаляют фильтровальной бумагой. Температура колбы с водой должна равняться комнатной. После этого взвешивают колбу с водой и измеряют температуру воды с точностью до 0,1 'С. Разность результатов взвешивания равна весу на воздухе воды, содержащейся в колбе. 2. Калибровка пипеток.
Взвешивают сухую коническую колбу, закрытую резиновой пробкой, или бюкс, закрытый стеклянной пробкой (выбор сосуда зависит от объема воды, который предстоит взвесить). Пипетку заполняют водой (температура которой известна), опорожняют в предварительно взвешенный сосуд, используя стандартную технику пипетирования, и быстро закрывакп сосуд, чтобы избежать потерь воды вследствие испарения. Сосуд с водой взвешивают и рассчитывают значение веса на воздухе воды, отмеренной пипеткой.
3. Калибровка бюреток. Бюретки калибруют аналогично пипеткам, но в этом случае взвешивают несколько порций воды. Внутренняя поверхность бюретки может не быть строго цилиндрической, поэтому дозируемый объем может отличаться в ту или иную сторону от номинального. Это различие может быть разным для разных объемов. Поэтому рекомендуется откалибровать бюретку на несколько значений объемов с шагом 20% от общего объема (например, 10 мл для бюретки объемом 50 мл). Рекомендуется каждый раз заполнять бюретку водой до нулевой отметки и отмерять очередную порцию воды в сухую колбу для взвешивания.
Это позволяет предотвратить потери воды вследствие испарения. Можно заполнить бюретку один раз и отмерять последовательные порции в одну и ту же колбу, но в этом случае все операции надо проводить быстро. Объем воды для взвешивания должен быть точно известен н близок к номинальному, но не обязательно в точности равен ему. Поэтому опорожнять бюретку можно быстро, но после дозирования каждой порции следует подождать 10-20 с для полного стекания воды со стенок и записать точное значение объема.
11оправки к значениям объема откладывают в виде зависимости от самого значения 2.4. МЕРНАЯ ПОСУДА '75 объема и соединяют полученные точки ломаной линией. Из полученного графи- ка интерполяцией можно найти поправку для любого значения объема. Как пра- вило, для пипегок объемом 50 мл поправки к номинальным значениям находятся в пределах ъ0,05 мл. Пример 2.5 Бюретку объемом 50 мл калибруют, отбирая воду порциями по 10 мл. Бюретку каждый раз заполняют водой до нулевой отметки. Результаты калибровки при- ведены ниже.
Показания бюретки (мл) 10,02 20,08 29,99 40,06 49,98 Постройте зависимость поправки к объему от величины объема порции. Темпе- ратура воды 20 'С, при взвешивании использованы стальные разновесы. Решение Из табл. 2.4 (или электронной таблицы 2.4 на компакт-диске) находим: 11',л, = 10,03 + 10,03 (0,00105) = 10,03 + 0,01 = 10,04 г К = 10,04 г! 0,9982 г/мл = 10,06 мл Аналогично рассчитываем другие значения.
Получаем данные для построения требуемой зависимости: Реальный объем (мл) 10,06 20,09 29,93 40,01 50,00 Эти данные откладывают в виде графика (по оси х — номинальные значения объема, по оспу — поправки). Номинальные значения можно принять округлен- но равными 10, 20, 30, 40 и 50 мл. Поминальный объем (мл) 10,02 20,08 29,99 40,06 49,98 Вес пориии воды (г) 10,03 20,03 29,85 39,90 49,86 Поправка (мл) м0,04 +0,01 -0,04 -0,05 0,00 ОСНОВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ОПЕРАЦИИ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА Выбор мерной посуды: насколько точный объем должен быть? Как и при взвешивании, при измерении объема возникают ситуации, когда его значение должно быть известно точно, и ситуации, когда требуется лишь приближенное значение.
Например, приготовить стандартный раствор 0,1 М НС1 невозможно путем разбавления до определенного значения точно отмеренного объема концентрированной соляной кислоты, поскольку концентрация соляной кислоты в исходном растворе не известна с требуемой точностью.
Полученный разбавленный раствор все равно необходимо будет стандартизовать. Поэтому в данном случае объем концентрированной кислоты можно отмерить приближенно (и затем провести стандартизацию разбавленного раствора). Из таблицы, приведенной на переднем форзаце данного тома, видно, что концентрация коммерческих препаратов концентрированной соляной кислоты составляет около 12,4 М. Чтобы приготовить 1 л раствора с концентрацией около 0,1 М, необходимо отмерить примерно 8,1 мл концентрированной кислоты и разбавить до 1 л. Точное измерение объема этой порции (а также объема воды, используемой для разбавления) было бы в этом случае пустой тратой времени. Для измерения объема кислоты вполне достаточно использовать градуированный мерный цилиндр объемом 10 мл (или градуированную пипетку того же объема), а разбавлять кислоту можно в любом, даже неградуированном, сосуде объемом 1 л.
С другой стороны, если требуется точно разбавить исходный стандартный раствор, его объем необходимо отмерить мерной пипеткой, а разбавление проводить в мерной колбе. Любые измерения объемов, значения которых используются для расчетов содержаний веществ, следует проводить с определенной для каястого конкретного случая точностью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
