盧國鋒 盧敬萱
定量研究的方法是化學發(fā)展為一門科學的重要標志,反應物濃度的控制是定量研究的重要手段之一,與濃度相關(guān)的精確配制問題就成了定量研究的關(guān)鍵。下面從溶液配制過程的監(jiān)控角度,分析歸納操作對配制結(jié)果的影響。
1.容量瓶有三個標志:溫度(室溫下使用)、容積(液體凹液面最低點與刻度線相切時的溶液體積)、刻度線。
2.容量瓶使用前檢查是否漏水的方法:每個操作用一個動詞串聯(lián)起來,即加、塞、摁、托、倒、觀、立、轉(zhuǎn)。具體描述為:在容量瓶中加入適量水,塞上瓶塞,用食指摁住瓶塞,另一只手托住瓶底,倒立過來,觀察是否漏水,若不漏水,將瓶正立并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后,再次檢驗。
3.誤差分析的理論依據(jù),即c=nV:若n比理論值小或V比理論值大,都會使所配溶液濃度偏?。蝗鬾比理論值大或V比理論值小,都會使所配溶液濃度偏大。
4.配制的一般步驟:
步驟1:驗漏。
防誤知識1:若缺失此環(huán)節(jié),有可能出現(xiàn)配制過程中容量瓶漏液。驗漏時,會向容量瓶中加水,驗漏完后殘留的水對配制過程中溶質(zhì)的質(zhì)量和溶液的體積都沒有影響,不會產(chǎn)生誤差。
步驟2:計算。溶質(zhì)為固體時,依據(jù)n=cV,m=nM。溶質(zhì)為濃溶液時,依據(jù)c(濃溶液)·V(濃溶液)=c(稀溶液)·V(稀溶液)。
防誤知識2:容量瓶常用規(guī)格有100mL、250mL、500mL、1000mL,以上公式中的V和V(稀溶液)是指所選容量瓶的容積,不是所要求配制的溶液體積,若兩者相同,則沒有誤差,若不相同,因所要求配制溶液的體積要略小于所選擇的容量瓶的體積,將導致所配溶液濃度偏大。固體溶質(zhì)為結(jié)晶水合物時,其摩爾質(zhì)量應包含結(jié)晶水部分,若沒有計算在內(nèi),導致所配溶液濃度偏小。
步驟3:稱量。固體稱,液體量。
防誤知識3:儀器本身引起的誤差——天平砝碼有銹蝕,使砝碼的質(zhì)量增大,導致所稱溶質(zhì)的質(zhì)量偏大,所配溶液濃度偏大;天平砝碼有殘缺,則所稱溶質(zhì)的質(zhì)量偏小,導致所配溶液濃度偏小。操作引起的誤差——在紙片上稱量氫氧化鈉,使溶質(zhì)損失,導致所配溶液濃度偏小;稱量時藥品、砝碼位置放錯,導致所配溶液濃度偏??;量液前用蒸餾水洗量筒后不干燥量筒,導致所配溶液濃度偏??;量液后用蒸餾水又洗滌量筒,洗滌后將洗滌液也轉(zhuǎn)移到容量瓶中,導致所配溶液濃度偏大。取液引起的誤差——用量筒取液是先有讀數(shù)后有液面,用量筒仰視取液,導致所配溶液濃度偏大;俯視取液,導致所配溶液濃度偏小。
步驟4:溶解。在燒杯中溶解固體或稀釋濃溶液。
防誤知識4:溶解前燒杯內(nèi)有水,不會產(chǎn)生誤差。溶解固體或稀釋濃溶液時,用玻璃棒攪拌,以加快溶解速度,若攪拌時部分液體濺出,導致所配溶液濃度偏小。
步驟5:恢復至室溫。在燒杯中進行溶解或稀釋濃溶液,在溶解或稀釋過程中有熱效應,容量瓶只能在室溫下使用,溫度過高或過低會損壞儀器,容量瓶的容量會因為熱脹冷縮效應而產(chǎn)生誤差。
防誤知識5:若溶質(zhì)溶解或濃溶液稀釋后放熱,使溶液溫度升高,定容后冷卻至室溫,溶液體積縮小,低于刻度線,導致所配溶液濃度偏大。若物質(zhì)溶解或濃溶液稀釋后放熱過程中吸熱,使溶液溫度降低,導致所配溶液濃度偏小。
步驟6:轉(zhuǎn)移。用玻璃棒引流,其下端應靠在容量瓶內(nèi)壁的刻度線以下部位。
防誤知識6:轉(zhuǎn)移的過程中由于溶液濺出,溶質(zhì)損失,導致所配溶液濃度偏小。
步驟7:洗滌。用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,洗滌液要全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中。
防誤知識7:轉(zhuǎn)移后,未洗滌小燒杯和玻璃棒,或者雖洗滌但未將洗滌液一并轉(zhuǎn)移至容量瓶中,溶質(zhì)損失,導致所配溶液濃度偏小。
步驟8:振蕩。定容前的容量瓶只能左右“振蕩”。
防誤知識8:定容前容量瓶中的溶液濃度從下往上逐漸減小,由于不同濃度溶液的分子間隙不同,當容量瓶中溶液均勻混合后其體積會減小,導致所配溶液濃度偏大。
步驟9:加注。定容前大量加水,戲稱“豪放派”。
防誤知識9:加注蒸餾水時,用玻璃棒引流,少量蒸餾水流到容量瓶外,對實驗無影響。
步驟10:定容。當向容量瓶中加水至離刻度線1cm~2cm處時,再改用膠頭滴管滴至刻度線處,
戲稱“婉約派”。
防誤知識10:定容時先有視線后有液面,俯視定容時,加水的液面低于刻度線,導致所配溶液濃度偏大。仰視定容時,加水的液面高于刻度線,導致所配溶液濃度偏小。定容時,加水超過刻度線,用膠頭滴管吸取多余的液體至液面的凹液處與刻度線相切,導致溶質(zhì)減小,所配溶液濃度偏小。正確的做法是重新配制溶液。
步驟11:搖勻。定容后的容量瓶上下“振蕩”。
防誤知識11:定容搖勻后,發(fā)現(xiàn)液面下降,是因為極少量的溶液潤濕磨口或附著在器壁上未流下來,不會引起溶液濃度的改變,此時若再加水會導致所配溶液濃度偏小。
步驟12:裝瓶。容量瓶不能長時間盛放液體,應將所配溶液盛裝在指定的試劑瓶中,并貼好標簽。
(責任編輯王瓊霞)