量器的讀數誤差分析

根據量器上標出的容積刻度，可把量器分為兩類:一類是只有一個刻度的，如容量瓶、移液管等;另一類是有很多刻度，如量筒、量杯、滴定管等。在教學過程中發現，學生對俯視和仰視所帶來的讀數誤差不能準確分析。現就教學中與量筒、滴定管、容量瓶讀數有關的問題及解決辦法分析如下。

一、量筒

對于量筒的讀數誤差常見有兩種情況，現分析如下:

(1)讀量筒中液體的體積(讀數問題)

讀數誤差導致的結果如圖1所示。由圖示易發現:俯視的讀數偏大，仰視的讀數偏小。

(2)量取一定體積的液體(體積問題)

俯視和仰視導致的結果如圖2所示。由圖示發現:仰視體積偏大，俯視體積偏小。

圖1 俯視和仰視溶液 圖2 俯視和仰視量取已知

體積讀數體積的流體

【例1】 量筒里有10.0mL水，某同學俯視讀數，結果如何?

分析:因俯視讀數偏大，故讀數結果大于10.0mL。(讀數問題)

【例2】 量筒里有一定量的水，某同學俯視為10.0mL，筒內水實際體積為多少?

分析:因俯視讀數偏大，故量筒內的水實際小于10.0mL。(體積問題)

【例3】 某同學用量筒取10.0mL水，仰視為10.0mL，實際取多了還是取少了?

分析:因仰視體積偏大，故量筒內的水實際大于10.0mL。(體積問題)

【例4】 向量筒內注入一定量的水，俯視為10.0mL，倒出部分后，仰視為5.0mL，則倒出的水的體積是多少?(體積問題)

分析:量筒倒出液體體積等于V(初)-V(末)，因初始俯視刻度，讀取數值比實際數值大，即V(初)偏大;倒出水后仰視刻度，讀取數值比實際數值小，即V(末)偏小，故計算出水的體積V(初)-V(末)比實際偏大，則倒出水的體積小于5.0mL。

二、滴定管

滴定管的刻度與量筒恰好相反，滴定管的“0”刻度在上，往下刻度標數越來越大。滴定管用途有兩種:一是準確量取液體體積;二是滴定。記錄讀數時，要保留小數點后兩位。滴定誤差的分析，關鍵是滴定管中測量體積的判斷。若測量的體積偏小，則滴定結果偏小;反之偏大。讀數誤差導致的結果如圖3所示。由圖示可知:俯視讀數偏小，仰視讀數偏大。

【例5】 某學生用堿式滴定管取0.10mol/LNaOH溶液，開始俯視讀數為11.00mL，取出部分溶液后，仰視讀數為20.00mL，實際取出液體體積如何?

圖3 俯視和仰視滴定管溶液體積的讀數

分析:滴定管取出液體體積等于V(末)-V(初)，開始俯視刻度，讀數比實際值小，V(初)偏小;倒出液體后仰視刻度，讀數比實際值大，V(末)偏大，計算出V(末)-V(初)值偏大，故倒出水的體積小于9.00mL。

【例6】 用已知濃度的NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸，由于堿式滴定管調零時仰視讀數，使計算出的鹽酸濃度比實際濃度 (填“偏小”或“偏大”)。

分析:消耗NaOH溶液的體積等于V(末)-V(初)，仰視讀數偏大，即V(初)偏大，由此計算出NaOH溶液消耗的體積偏小，故計算出的鹽酸濃度比實際濃度偏小。

三、容量瓶

定容時俯視，溶液體積實際偏小，導致濃度偏大;定容時仰視，溶液體積實際偏大，導致濃度偏小。如圖4所示。

圖5 定容時俯視和仰視對讀數的影響

【例7】 某同學在用量筒量取8.0mL液體配制一定物質的量濃度溶液，開始仰視讀數為19.0mL，傾倒部分液體后，俯視讀數為11.0mL，用倒出的液體去配制所需溶液，則濃度是偏大還是偏小?

分析:倒出液體的體積等于V(初)-V(末)，因為開始仰視使V(初)偏小;后俯視，使V(末)偏大，計算出液體的體積比實際偏小，故實際倒出液體的體積大于8.0mL，使配制溶液濃度偏小。

綜上所述，在教學過程中，運用此方法能夠讓學生真正掌握分析讀數及誤差問題的根本所在，即與儀器構造有關，解題時以不變應萬變，可以輕松解決靈活多樣的相關問題。

(責任編輯 廖銀燕)