在容量分析法中,我们需要使用滴定管、移液管等刻度容器来操作溶液的体积。然而,这些容量仪器的容积并不总是与其标出的大小完全相符合。因此,在进行准确度要求较高的分析工作时,我们必须对所使用的容量仪器进行校正。
测量容积的基本单位是标准升,即在真空中温度为3.98℃时,重量为1000克的纯水所占的体积。但由于这个温度太低,一般我们以20℃为标准温度。在这个温度下,我们可以将容器的刻度刻制成与规定容积相等。
校准容器的方法是,我们先称量一定容积的水,然后根据该温度下水的密度,将水的重量换算为容积。由于称量不可能在真空中进行,而金属砝码的比重又比水的比重大,所以在换算成容积单位时,我们需要注意以下情况:
1. 对于水的密度随温度改变而改变的校准;
2. 对于玻璃器皿的容积由于温度改变而改变的校准;
3. 在空气中称量时空气浮力的校准。
为了方便计算,我们可以将上述三项校准值合并得到一个总校准值。表115是在不同温度下以水充满容积为1升的玻璃器皿,在空气中以黄铜砝码称取的水重,该容器的容积在20℃时(标准温度)为1升。
利用表115进行校准容器是非常方便的。例如,我们有一支移液管,在20℃时刻度为10毫升,现在在实际温度25℃时校准其刻度是否准确。校准方法是,吸取与室温相同的纯水至刻度,放入已知重量的称量瓶中称量,得到水重为9.9721克。查表115可知25℃时1毫升水重应为0.99618克,因此得到移液管的实际容积为:
9.9721
———— = 10.010毫升
0.99618
所以这支移液管的校准值为+0.01毫升。
滴定管可以按照同样的方法,分段称量水重进行校准;容量瓶也可以称量盛装水的重量,然后按照同样的方法进行计算。校准后,当移液管和容量瓶超出公差时,我们需要重新刻线,按照结果为“正”的新线刻在原线下面;反之则在上面。新线离原线的高度可以根据下式求得:
W
H = ———
πr2d
其中,W表示量器超出规定误差部分纯水的克数;
d表示纯水的密度;
r表示玻璃管的半径;
h表示新刻线离原线的距离(毫米)。