对几种量取仪器精确性的探究

舒常青

（龙门中学 广东 惠州 516800）

量筒是初中化学就已经用到量取液体的仪器，在以前教学过程中使用量筒的时候，不少学生曾质疑：“如果用10mL 的量筒来量取9mL 的浓硫酸，待量筒内所装9mL 的硫酸倒出以后，是否需要用水冲洗量筒？ ”关于这点，从百科中量筒的使用方法来看，没有必要用水冲洗量筒的内壁，因为制造量筒时已经考虑到有残留液体这一点。仔细分析，其实不难发现，最后一句话，制造量筒时已经考虑到有残留液体这一点，是有待商榷的。

不同的液体粘稠性是不同的。同一量筒装9mL 的溶液，若量筒中倒出的是浓硫酸，假设残留在内壁是0．2mL；那么用同样的量筒倒出稀硫酸，残留在内壁的稀硫酸就还是0．2mL 吗？ 如果不是0．2mL 的话，那岂不是量筒装同样多的液体倒出来的液体体积并不相同？

为找出事情的真相，我在实验室用10mL 的量筒分别装了9．0mL8%浓硫酸、9．0mL 的稀硫酸、9．0mL 的纯水，然后将三种液体分别倒入另一个量筒。结果用另一个量筒所收集到三种液体的体积并不相同，倒出的浓硫酸在另外一个量筒中体积显示约为8．7mL，而稀硫酸和纯水在量筒的体积也都约为8．9mL 左右。

一般而言，用量筒量取液体一般是用来做一些定性实验，对用量的精确性要求并不高，因此量筒量取液体不精确也不成问题。那么其他几种量取液体的仪器如，滴定管、移液管是否就一定精确呢？

一、移液管使用的探究与发现

移液管读数是到小数点后的2 位，它是用来准确移取一定体积溶液的仪器。使用移液管有三个步骤：吸取溶液、调节液面、放液。放液的最后一步操作是，移液管垂直，准备盛待吸溶液的锥形瓶（或其他容器）倾斜，管尖靠锥形瓶内壁，待溶液完全放出后停留15s 再移开移液管［1］。从移液管使用的三个步骤来看，似乎也未考虑到液体残留在移液管内壁量有多有少这个问题。

［猜想］ 如果不考虑残留在移液管内壁液体的量与液体粘稠性有关，那么用移液管移取相同体积的液体时，从移液管中流出的液体的体积同样可能由于在移液管内残留的量不同而导致移出来的液体量也不相同。

为了验证这一猜想，我用25mL 的移液管移取了不同溶液25mL，并且将移取的液体直接转移到另一支50mL 的酸式滴定管中，结果酸式滴定管显示收集到液体体积如下：

移取液体25mL 酸式滴定管显示所得液体体积（mL）浓硫酸 24.74稀硫酸 24.97纯水 25.00

考虑到实验存在误差，上述的实验我反复做过了10 次，尽管每次收集到液体的体积略有不同，但用同样的仪器移取同样的液体相差并不大。以移液管移取稀硫酸为例，最多的一次收集到24．98mL，最少的也是24．96mL。但是，无论哪次测试，用移液管移取浓硫酸时和用移液管移取纯水时收集到的液体体积相差都比较远。

这说明移液管在移取液体的准确性是有选择性的，如果用移液管移取的液体比较粘稠，从移液管中实际流出的液体体积会少于移液管相应的规格，而且液体越粘稠，从移液体管中实际流出的液体会越少。因此，用移液管移取液体的时候，读数到小数点后2位这一说法并不严谨。

二、滴定管精确性同样存在问题

用滴定管量取液体时，是根据滴定管内液面下降的读数来确定流出液体体积的。若滴定管液面下降了10．00mL，是否从滴定管流出来的液体体积也是10．00mL？

以对量筒、移液管量取液体原理分析来看，滴定管量取液体同样面临着液体残留在滴定管内壁这种无法避免的情况。为此，我用25 mL 酸式滴定管分别装了不同的溶液，并且将液体直接流入另外一支50mL 酸式滴定管中，其具体实验数据如下：

选择液体 从酸式滴定管中流出液体的体积（mL）另一支酸式滴定管收集到液体的体积(mL)浓硫酸 25.00 24.70稀硫酸 25.00 24.95纯水 25.00 24.98

从数据分析来看，用滴定管来量取液体的精确性和移液管一样，同样存在忽略了残留在滴定管内壁这种情况。也就是说，液面下降的读数的值相比实际流出的液体体积要更大一些。

不仅如此，用滴定管量液体时，实际上得到液体的体积甚至比用移液管移取液体的体积还要少。例如：用移液管移取浓硫酸液体25．00mL，实际收集的酸式滴定管显示液体是24．72mL，可用酸式滴定管量取液体25．00mL 时，另外一支酸式滴定管得到液体的体积却为24．70mL。也就是说用酸式滴定管和移液管量取同样多的液体时，实际上从移液管中流出来的液体会更多一些，量取浓硫酸如此，从表中数据看，量取稀硫酸和纯水时也是如此。液体似乎更容易残留在滴定管的内壁，这又是为什么？

仔细研究后发现，用移液管移取液体的时候，最后有一个操作，待溶液完全放出后，停留15s 再移开移液管。而用滴定管量取液体并没有这停留15s 的操作。

会不会是因为这15 秒的时间里，导致了用移液管量取液体的时候，液体停留在内壁更少了一些？ 还是因为移液管内壁的面积和酸式滴定管内壁面积不同导致了残留在内壁液体体积不同？ 鉴于实验室的条件有限，这个问题我并没有继续研究，但不管是什么原因，起码可以得出，用移液管或者滴定管来量取液体的时候是存在设计上的缺陷的。

遗憾的是，用移液管量取液也好，用酸式滴定管量取液体也好，由于条件的限制，最终不得不将流出的液体装入酸式滴定管并用它来测量流出液体的体积。虽然酸式滴定管的刻度可能存在问题，但都用同样一支酸式滴定管来测量流出液体体积的话，测得数据不同依然可以说明流出液体体积是不同的。

三、探究质疑不应该只局限于教材

量筒、移液管、滴定管这些都是化学实验中用到的常规仪器，它们的准确性几乎是不容置疑的。以往提到探究，很多人就会想到是探究某个实验或者某个结论的科学性方面，几乎没有多少人会质疑经常用到的仪器也有可能存在问题，但不可能并非不能。

经常阅读的习惯，尤其是经常读《化学教育》、《化学教学》和《中学化学教学参考》这些刊物后发现权威并非不可能出现错误。就算是教材中的某些结论也不一定都正确［2］，正是这种理念对自己的指导，才促使我对这些量取仪器的原理和精确性产生了怀疑并敢于通过实验来验证自己的想法。

由于很多实验对精密性要求比较高，重复的次数也比较多，因此，在所有的实验都是和几个学生一起完来成的。通过这些实验，也极大扩展了学生的视野，让他们对自然科学的严谨有了更深刻的认识。

［1］ 王磊．普通高中课程标准实验教科书： 实验化学 （选修）［M］．济南：山东科学技术出版社，2011

［2］ 夏立先．对中学化学实验教学与研究的几点认识和实践［J］．中学化学教学参考，2011，（4）