分析化学中玻璃器皿及分析仪器的校正教学

冯建波 吴春艳

摘要：玻璃器皿及分析仪器的校正在分析检验工作中具有极其重要的作用。结合具体校正实验过程，阐述了用衡量法对单标线容量瓶和用纯化水校正滴定管操作，并给出了滴定管校正曲线及其绘制步骤;讲解了绘制镨钕滤光片的吸收曲线和分光光度计其他性能校正。

关键词：玻璃器皿;分析仪器;校正;操作

中图分类号：G718.5     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）45-0242-04

分析化学是一门传统的专业基础课，理论教学和实践教学已日臻完善。近几年来我院学生参加了全国职业院校技能大赛——《化学检验工》技能竞赛，从竞赛的实际情况及我院工业分析与检验专业毕业生在企业从事分析检测工作情况反馈意见来看，同学们对玻璃器皿和分析仪器的校正工作知道甚少，更不知道校正操作及其重要性。而使用校正过玻璃器皿和分析仪器是提供可靠分析数据的保障，也是保证分析误差最小化的措施之一，在分析检驗工作中具有极其重要的作用。因此，在今后分析化学中要加强玻璃器皿和分析仪器校正的相关教学。

在分析化学教学中涉及到准确计量的玻璃器皿和分析仪器可归纳为以下几类：

1.称量类：机械天平（已处于淘汰状态）、电子天平等。

2.计量类：量筒、量杯、单标线容量瓶、滴定管、分度吸量管等。

3.电化学类：恒电流库仑仪、酸度计等。

4.光化学类：可见光-紫外分光光度计、原子吸收分光光度计等。

5.色谱类：气相色谱仪、液相色谱仪。

下面重点讲解单标线容量瓶、滴定管、可见光分光光度计的校正教学。

一、单标线容量瓶校正操作（衡量法）

采用衡量法。衡量法是用天平称量单标线容量瓶中纯化水的质量，然后按照该温度下纯化水的密度，计算出单标线容量瓶的容积。

1.单标线容量瓶外观要求。单标线容量瓶的玻璃应清澈、透明。应具有下列标记：厂名和商标，标准温度（20℃），标称总容量与单位，准确度等级A或B。

2.单标线容量瓶的瓶口与瓶塞之间的密合性要求。当纯化水注至标线，将瓶塞塞紧，当用手指压紧瓶塞，上下颠倒10次，再次颠倒时，在倒置状态下保持10秒，结束后，用滤纸在塞子与瓶口周围擦看，不应有水渗出。

3.单标线容量瓶校正。取洗净干燥的单标线容量瓶，称重后加入纯化水，使液面达标线以下约5mm处，用毛细滴管将液面准确地调至标线，准确称重单标线容量瓶与纯化水的重量。计算纯化水的质量，用实验温度时1mL水质量（查附表1）来除水质量，即可计算出单标线容量瓶的实际毫升数，即20℃时真实容积。

二、滴定管校正操作

1.滴定管玻璃应清澈、透明，分度线和所量数值应清晰、完整、耐久，分度线应平直，分格均匀并必须与器轴相垂直，相邻两分度线的中心距离应大于1 mm。

2.滴定管应具有下列标记：厂名和商标，标准温度（20℃），等待时间txxS，标称总容量与单位XXmL，准确度等级A、B或Ex。

3.滴定管活塞密合性：当纯化水注至最高标线时，活塞在任意关闭情况下（不涂油脂）停留20分钟，漏水量应不超过一小格。

4.滴定管容量允差：纯化水流出时间和等待时间，分度线宽度等均应符合下表规定。

5.滴定管的标定：加纯化水于滴定管中，使液面达到最高标线以上约5mm处，用活塞慢慢地将液面准确地调至零位。将已称量的称量杯放在滴定管尖端下，完全开启活塞，当液面降至距检定分度线以上5mm处，关闭活塞等待30S，然后在10S内用活塞将液面准确调至被检定分度线，准确称重称量杯与纯化水的质量，计算纯化水质量。用同样方法测其他刻度处的纯化水质量。

数据处理：由附表1查得K■，按下列公式计算滴定管各段纯化水校正值。

△V=m*K■-V1

△V：校正值mL

V：滴定管读数mL

m：称出纯化水质量g

K■：换算系数，由附表1查得。

不同容量滴定管标定点确定：

1～10mL滴定管：半容量和总容量二点。

25mL滴定管：

A级;0～5mL、0～10mL、0～15mL、0～20mL、0～25mL

B级;0～12.5mL、0～25mL

50mL滴定管：

A级;0～10mL、0～20mL、0～30mL、0～40mL、0～50mL

B级;0～12.5mL、0～25mL、0～37.5mL、0～50Ml

三、滴定管校正曲线

对于已经校正为合格的滴定管，在实际滴定中要考虑玻璃受热膨胀等因素的影响，为准确滴定，需要作滴定管校正曲线。

首先把要校正滴定管编号，清洗干净，活塞涂上凡士林，检漏，装入新煮沸冷至室温的蒸馏水至刻度上，记录蒸馏水温度，排气泡，调液面至0.00mL刻度处。然后由滴定管放出10.00mL蒸馏水至事先称重的具塞瓶中，盖上瓶塞，再称出装蒸馏水后的质量，两次之差，即为放出蒸馏水的质量。用同样的方法称出滴定管由0到20.00mL，0到25.00mL，0到30.00mL，0到40.00mL，0到50.00mL刻度间蒸馏水的质量。用实验温度蒸馏水质量除以相对应温度下校正的水密度，即可得滴定管各部分容积的实际毫升数。

V校=V实-V读

V实=M/ρ

M=M瓶+水-M瓶

V校：校准点的校正值mL

V实：校准点的实际容积mL

V读：校准点的放出体积读数mL

M：校准点的放出蒸馏水质量g

M瓶+水：校准点的放出蒸馏水质量和瓶质量g

M瓶：空瓶质量g

ρ：水的密度g/mL

例：在15℃由滴定管放出10.03mL水，称其质量为10.04g，15℃的校正值为0.99792g/mL，因此可计算出放出水的实际体积为10.04/0.99792=10.06（mL），因此滴定管这段体积的误差为10.06-10.03=+0.03mL，使用时实际应为10.03+0.03=10.06（mL），这才是真实体积。

下面是一支50mL、A级“编号A01”滴定管校正实例。

滴定管校正曲线的绘制步骤如下：

（1）在Excel表输入数据

00

10      -0.01

20      -0.01

30      -0.02

40      -0.02

50      -0.03

（2）插入图形

选中数据区→插入→图表→XY散点图→选中折线散点图→下一步→下一步→输入标题“A01号滴定管校准曲线”，X轴名称“标准容量（mL）”，Y轴名称“累计校正值（mL）”→完成。

（3）设计刻度线

纵座标轴处右键→座标轴格式→刻度最小值-0.05，最大值+0.05，主要刻度单位0.01，次要刻度单位默认。

横座标轴处右键→座标轴格式→刻度最小值0，最大值50，主要刻度单位5，次要刻度单位1。

（4）设计网格线

右键单击图部分→图表选项→X轴选主要网格线，次要网格线→Y轴选主要网格线。

（5）去掉灰色底色

右键单击图区→数据糸列格式→线形→自定义→样式、颜色、粗细→数据标记→自定义→→样式、前景色、背景色。

四、分光光度计的校检

为保证测试结果的准确可靠，新购买或使用半年的分光光度计应定期进行校检，校检内容包括：波长校检、透射比正准确度的检验、稳定度的检验、吸收池（比色皿）配套性检验。

1.波长校检。分光光度计出厂运输、使用过程中，由于机械振动、温度变化、灯丝变形、灯座松动，经常会使测量波长同实际波长不符，导致测定误差，影响测定结果的精度，为此经常需要校检。

在可见光区检验波长准确度的方法是绘制镨钕滤光片的吸收曲线（见图2）。镨钕滤光片的吸收峰为528.7nm和807.7nm。如果测出的峰的最大吸收波长与仪器标示值相差±3nm以上，则需要细微调节波长刻度校正螺丝（不同型号的仪器调整方法有所不同，应按仪器说明书进行）。如果测定最大吸收波长与仪器波长标示值相差大于±10nm，则需调整钨灯灯泡的位置，或检修单色器的光学系统。

2.透射比正准确度的检验。透射比正确度检验的具体操作是：质量分数w（K2Cr2O7）=0.006000%重铬酸钾的0.001mol·L-1HClO4标准溶液，以0.001mol·L-1HClO4标准溶液为参比液，以1cm的石英比色皿分别在235nm、257nm、313nm、350nm波长处测定透射比，与表2所列标准溶液的标准值比较，根据仪器的级别，其误差应在允许的范围内。

3.稳定度的检验。在仪器测量波长范围两端向中间靠10nm处，例如仪器工作波长范围为320nm至820nm，则在330nm和810nm处，调零点后，盖上样品室盖（打开光门），使光电管受光，调透射比为95%;若是数显式分光光度计，调透射比至100%，观察3min读取透射比的变化，即为光电流稳定度。

4.吸收池（比色皿）配套性检验。在定量分析中，尤其是在紫外光区测定时，需要对吸收池（比色皿）配套性检验，以消除吸收池的误差，提高测定的准确度。

操作是：石英吸收池在220nm处装蒸馏水;在350nm处装质量分数w（K2Cr2O7）=0.006000%重铬酸钾的0.001mol·L-1HClO4標准溶液;玻璃吸收池在600nm处装蒸馏水;在400nm处装质量分数w（K2Cr2O7）=0.006000%重铬酸钾的0.001mol·L-1HClO4标准溶液，以一个吸收池为参比池，调节透射比为100%，测量其他各吸收池的透射比，透射比的偏差小于0.5%的吸收池可配成一套。

参考文献：

[1]JJJG196-2006.常用玻璃量器检定规程[S].

[2]吴万先.校正滴定管几种方法的讨论[J].化工标准与质量管理，1991，（7）.

[3]黄一石.仪器分析[M].北京：化工工业出版社，2013.

[4]高职高专化学教材编写组.分析化学实验[M].北京：高等教育出版社，2014.

[5]高职高专化学教材编写组.分析化学[M].北京：高等教育出版社，2014.