摘要:在一定物質的量濃度溶液的配制實驗中,使用量筒和容量瓶時,仰視或者俯視都會引起實驗誤差,如何分析產(chǎn)生的誤差,是新高一學生在學習誤差分析的難點。
關鍵詞:溶液配制;仰視;俯視;誤差分析
一、誤差分析的實質
在“一定物質的量濃度溶液的配制”的實驗中,誤差分析實質上是實際配制成的濃度與理論的目標濃度的偏差。濃度公式c=n/V,實際操作中會引起溶質的物質的量n和溶液體積V的偏差,最終會導致濃度的誤差,也就是說只要能狗判斷實驗操作是引起n還是V的變化,就可以分析濃度c的變化了。
配制溶液時有兩種情況,一種是用固體來配制,另外一種是用濃溶液來配制。若是用固體進行配制,需要用到托盤天平進行稱量溶質的質量:n=m/M。由濃溶液配制稀溶液時,需要用量筒量取濃溶液的體積:n=c(濃)·V(濃),V(濃)就是用量筒量取濃溶液的體積,此時V(濃)決定了溶質的物質的量n。最后定容時,需要注視容量瓶的刻度線,此時容量瓶的容積決定了溶液的體積V。
總結,量筒量取的濃溶液的體積決定了c=n/V中n的大小,而定容時選擇的容量瓶的容積決定了V的大小,這兩個體積是不同的,引起的誤差完全相反。
二、“讀數(shù)”與“量取”的區(qū)別
在辨析仰視、俯視帶來的誤差之前,一定要先清楚“量取”還是“讀數(shù)”,這兩個概念是不同的。學生在初中所學的誤差分析是基于“讀數(shù)”建構的思維模型,而我們配制溶液是“量取”,學生往往很容易混淆。
1、讀數(shù)
“讀數(shù)”時,是先確定凹液面以后,再確定讀數(shù),若仰視與理論的平視相比,則讀數(shù)偏低;若俯視,與理論平視相比則讀數(shù)會偏高。如圖1
圖1
2.量取
“量取”液體時,是先確定好要量的具體體積,所以是先確定刻度線,再確定凹液面,仰視時,會導致量取的液體超過理論平視的刻度,即會“量多”。俯視時,會導致量取的液體達不到理論平視的刻度,即會“量少”.如圖2
圖2
總結:讀數(shù)時,仰視讀數(shù)會偏低,俯視讀數(shù)會偏高。量取時,仰視量取會偏高,俯視量取會偏低。讀數(shù)和量取出發(fā)點不同,所以仰視俯視導致的誤差完全相反。
三、溶液配制時,仰視俯視誤差分析
在溶液配制的過程中,有兩處操作需要量取溶液,第一是濃溶液配制稀溶液時,需要量取濃溶液,在定容時,需要根據(jù)容量瓶的刻度線進行量取一定的水。
1. 量筒量取時誤差分析
量筒量取濃溶液,影響的是溶質的物質的量。仰視時,會比實際量取的要多,即V(濃)偏大,會使n偏大,則根據(jù)c=n/V,最終會導致濃度c偏高,俯視則相反,會使?jié)舛萩偏低。
2. 定容使誤差分析
容量瓶定容使,影響的是溶液的體積V。定容時仰視,會比實際的體積要大,即V偏大,則根據(jù)c=n/V,最終會導致濃度c偏低,俯視則相反,會使?jié)舛萩偏高。
總之,量筒和容量瓶的仰視俯視由于影響的量不同,導致最終的結果完全相反。
四、反思與建議
“一定物質的量濃度的配制”的實驗可促使學生對容量瓶有比較全面的認識,加強學生的實驗操作能力并發(fā)展其思維能力[1]。在高中階段的學習中,除了配制溶液的誤差分析意外,還有酸堿滴定也會出現(xiàn)誤差分析,比溶液配制的誤差分析更復雜更難理解。不管是什么樣的誤差分析,只要能夠把本質的原因分析透徹,理解其本意,拆分學習,化整為零學習就很輕松了。在化學課程教學過程中,應該通過化學實驗教學來提升學生的學習興趣、實踐操作能力[2],因此有人提出對誤差分析這類習題由于缺乏真實性背景,沒有意義,應該舍棄這類習題[3],但是我認為理論知識的學習和分析是實際操作的基礎,中學生的邏輯推理能力是非常重要的,理論知識的推導也必不可少!
參考文獻
[1] “配制一定物質的量濃度溶液”的相關問題及對策_余淞發(fā)[J].
[2] 中學化學實驗教學中對學生創(chuàng)新能力的策略研究[J].
[3] 習題編制必須注意真實性——“一定物質的量濃度溶液的配制中的誤差分析[J].
作者簡介:朱小玲,1993.7,女,貴州,貴州省銅仁第一中學,初級,教學研究。