化学实验中“仰视、俯视”的误差分析

◇ 辽宁 刘 洁

(作者单位：辽宁省抚顺市清原满族自治县第二高级中学)



化学实验中“仰视、俯视”的误差分析

◇ 辽宁 刘 洁

在化学实验中,经常涉及量器的读数问题,如用量筒、移液管、滴定管等量取一定体积的液体，用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液，用滴定管进行酸碱中和滴定的实验,都涉及这个问题．读数时正确的操作是视线与凹液面的最低点保持水平,即平视．读数时既不能仰视也不能俯视,否则会产生误差．

1 基本原理

量器的读数,无论平视、仰视或是俯视,其基本原理都是相同的:我们的视线是一条直线,视线要先经过所读取的刻度线,后经过液体凹液面的最低点．而无论平视、仰视或是俯视,读数时的视觉效果都是所读取的刻度线与液体凹液面的最低点在一条直线上．但是平视(如图1)才是正确的实验操作,俯视(如图2)或仰视(如图3)是错误的实验操作,会产生实验误差．

图1 图2 图3

2 误差分析

量器读数时,仰视或俯视所产生的误差可分为2种情况:一种情况是液面固定不变,平视、仰视或是俯视观察角度不同时,所读取的刻度线是不同的,平视所读取的刻度线是正确的,仰视、俯视所读取的刻度线会下移或上移,这种情况可以归纳为“定面不定线”(如图4);另一种情况是刻度线固定不变,我们平视、仰视或是俯视观察角度不同时,会造成实际液面的不同,平视时的液面是正确的,仰视、俯视会造成实际液面的上移或下移,这种情况可以归纳为“定线不定面”(如图5)．

图4 图5

化学实验中,分析量器因仰视或俯视所产生误差的关键是确定“谁定”,即液面固定还是刻度线固定．若是液面固定不变,则属于“定面不定线”这种情况:当液面固定不变时,仰视凹液面最低点,所读取的刻度线会下移;俯视凹液面最低点,所读取的刻度线会上移(如图4)．读取量筒或滴定管内液体的体积就属于这种情况．例如量筒内有一定体积的液体,需要读取液体体积时,仰视会使所读取的刻度线下移,导致读数比实际体积小;俯视会使所读取的刻度线上移,导致读数比实际体积大．

若是刻度线固定不变,则属于“定线不定面”这种情况:当刻度线固定不变时,仰视刻度线,实际液面会上移,导致实际体积偏大;俯视刻度线,实际液面会下移,导致实际体积偏小(如图5)．用量筒量取一定体积的液体、容量瓶的加水定容等就属于这种情况．例如用量筒量取9.0 mL某液体,仰视刻度线会导致所量取的该液体实际体积大于9.0 mL;俯视刻度线会导致所量取的该液体实际体积小于9.0 mL．

3 针对练习

1. 用已知浓度的盐酸来滴定并测定未知浓度的氢氧化钠溶液时,下列实验操作导致测出的氢氧化钠溶液的浓度偏低的是( ).

A 滴加酸液时滴定前平视读数,滴定后仰视读数;

B 滴加酸液时滴定前仰视读数,滴定后俯视读数;

C 滴加酸液时滴定前平视读数,滴定后俯视读数;

D 滴加酸液时滴定前俯视读数,滴定后仰视读数

答案: A、D.

2. 判断下列说法的正误或完成填空.

① (2009年重庆卷7D)读取滴定管内液体的体积,俯视读数导致读数偏小( ).

② (2013年天津卷4B)用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小( ).

③ (2014年全国卷6C)配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高( ).

④ (2010年天津卷9(7) 节选) 若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果____．

答案: ① √. ② ×. ③ √. ④ 偏低.

(作者单位：辽宁省抚顺市清原满族自治县第二高级中学)