分析化學中玻璃器皿及分析儀器的校正教學

馮建波 吳春艷

摘要：玻璃器皿及分析儀器的校正在分析檢驗工作中具有極其重要的作用。結合具體校正實驗過程，闡述了用衡量法對單標線容量瓶和用純化水校正滴定管操作，并給出了滴定管校正曲線及其繪制步驟;講解了繪制鐠釹濾光片的吸收曲線和分光光度計其他性能校正。

關鍵詞：玻璃器皿;分析儀器;校正;操作

中圖分類號：G718.5 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）45-0242-04

分析化學是一門傳統(tǒng)的專業(yè)基礎課，理論教學和實踐教學已日臻完善。近幾年來我院學生參加了全國職業(yè)院校技能大賽——《化學檢驗工》技能競賽，從競賽的實際情況及我院工業(yè)分析與檢驗專業(yè)畢業(yè)生在企業(yè)從事分析檢測工作情況反饋意見來看，同學們對玻璃器皿和分析儀器的校正工作知道甚少，更不知道校正操作及其重要性。而使用校正過玻璃器皿和分析儀器是提供可靠分析數(shù)據(jù)的保障，也是保證分析誤差最小化的措施之一，在分析檢驗工作中具有極其重要的作用。因此，在今后分析化學中要加強玻璃器皿和分析儀器校正的相關教學。

在分析化學教學中涉及到準確計量的玻璃器皿和分析儀器可歸納為以下幾類：

1.稱量類：機械天平（已處于淘汰狀態(tài)）、電子天平等。

2.計量類：量筒、量杯、單標線容量瓶、滴定管、分度吸量管等。

3.電化學類：恒電流庫侖儀、酸度計等。

4.光化學類：可見光-紫外分光光度計、原子吸收分光光度計等。

5.色譜類：氣相色譜儀、液相色譜儀。

下面重點講解單標線容量瓶、滴定管、可見光分光光度計的校正教學。

一、單標線容量瓶校正操作（衡量法）

采用衡量法。衡量法是用天平稱量單標線容量瓶中純化水的質量，然后按照該溫度下純化水的密度，計算出單標線容量瓶的容積。

1.單標線容量瓶外觀要求。單標線容量瓶的玻璃應清澈、透明。應具有下列標記：廠名和商標，標準溫度（20℃），標稱總容量與單位，準確度等級A或B。

2.單標線容量瓶的瓶口與瓶塞之間的密合性要求。當純化水注至標線，將瓶塞塞緊，當用手指壓緊瓶塞，上下顛倒10次，再次顛倒時，在倒置狀態(tài)下保持10秒，結束后，用濾紙在塞子與瓶口周圍擦看，不應有水滲出。

3.單標線容量瓶校正。取洗凈干燥的單標線容量瓶，稱重后加入純化水，使液面達標線以下約5mm處，用毛細滴管將液面準確地調至標線，準確稱重單標線容量瓶與純化水的重量。計算純化水的質量，用實驗溫度時1mL水質量（查附表1）來除水質量，即可計算出單標線容量瓶的實際毫升數(shù)，即20℃時真實容積。

二、滴定管校正操作

1.滴定管玻璃應清澈、透明，分度線和所量數(shù)值應清晰、完整、耐久，分度線應平直，分格均勻并必須與器軸相垂直，相鄰兩分度線的中心距離應大于1 mm。

2.滴定管應具有下列標記：廠名和商標，標準溫度（20℃），等待時間txxS，標稱總容量與單位XXmL，準確度等級A、B或Ex。

3.滴定管活塞密合性：當純化水注至最高標線時，活塞在任意關閉情況下（不涂油脂）停留20分鐘，漏水量應不超過一小格。

4.滴定管容量允差：純化水流出時間和等待時間，分度線寬度等均應符合下表規(guī)定。

5.滴定管的標定：加純化水于滴定管中，使液面達到最高標線以上約5mm處，用活塞慢慢地將液面準確地調至零位。將已稱量的稱量杯放在滴定管尖端下，完全開啟活塞，當液面降至距檢定分度線以上5mm處，關閉活塞等待30S，然后在10S內用活塞將液面準確調至被檢定分度線，準確稱重稱量杯與純化水的質量，計算純化水質量。用同樣方法測其他刻度處的純化水質量。

數(shù)據(jù)處理：由附表1查得K■，按下列公式計算滴定管各段純化水校正值。

△V=m*K■-V1

△V：校正值mL

V：滴定管讀數(shù)mL

m：稱出純化水質量g

K■：換算系數(shù)，由附表1查得。

不同容量滴定管標定點確定：

1～10mL滴定管：半容量和總容量二點。

25mL滴定管：

A級;0～5mL、0～10mL、0～15mL、0～20mL、0～25mL

B級;0～12.5mL、0～25mL

50mL滴定管：

A級;0～10mL、0～20mL、0～30mL、0～40mL、0～50mL

B級;0～12.5mL、0～25mL、0～37.5mL、0～50Ml

三、滴定管校正曲線

對于已經校正為合格的滴定管，在實際滴定中要考慮玻璃受熱膨脹等因素的影響，為準確滴定，需要作滴定管校正曲線。

首先把要校正滴定管編號，清洗干凈，活塞涂上凡士林，檢漏，裝入新煮沸冷至室溫的蒸餾水至刻度上，記錄蒸餾水溫度，排氣泡，調液面至0.00mL刻度處。然后由滴定管放出10.00mL蒸餾水至事先稱重的具塞瓶中，蓋上瓶塞，再稱出裝蒸餾水后的質量，兩次之差，即為放出蒸餾水的質量。用同樣的方法稱出滴定管由0到20.00mL，0到25.00mL，0到30.00mL，0到40.00mL，0到50.00mL刻度間蒸餾水的質量。用實驗溫度蒸餾水質量除以相對應溫度下校正的水密度，即可得滴定管各部分容積的實際毫升數(shù)。

V校=V實-V讀

V實=M/ρ

M=M瓶+水-M瓶

V校：校準點的校正值mL

V實：校準點的實際容積mL

V讀：校準點的放出體積讀數(shù)mL

M：校準點的放出蒸餾水質量g

M瓶+水：校準點的放出蒸餾水質量和瓶質量g

M瓶：空瓶質量g

ρ：水的密度g/mL

例：在15℃由滴定管放出10.03mL水，稱其質量為10.04g，15℃的校正值為0.99792g/mL，因此可計算出放出水的實際體積為10.04/0.99792=10.06（mL），因此滴定管這段體積的誤差為10.06-10.03=+0.03mL，使用時實際應為10.03+0.03=10.06（mL），這才是真實體積。

下面是一支50mL、A級“編號A01”滴定管校正實例。

滴定管校正曲線的繪制步驟如下：

（1）在Excel表輸入數(shù)據(jù)

00

10 ? ? ?-0.01

20 ? ? ?-0.01

30 ? ? ?-0.02

40 ? ? ?-0.02

50 ? ? ?-0.03

（2）插入圖形

選中數(shù)據(jù)區(qū)→插入→圖表→XY散點圖→選中折線散點圖→下一步→下一步→輸入標題“A01號滴定管校準曲線”，X軸名稱“標準容量（mL）”，Y軸名稱“累計校正值（mL）”→完成。

（3）設計刻度線

縱座標軸處右鍵→座標軸格式→刻度最小值-0.05，最大值+0.05，主要刻度單位0.01，次要刻度單位默認。

橫座標軸處右鍵→座標軸格式→刻度最小值0，最大值50，主要刻度單位5，次要刻度單位1。

（4）設計網格線

右鍵單擊圖部分→圖表選項→X軸選主要網格線，次要網格線→Y軸選主要網格線。

（5）去掉灰色底色

右鍵單擊圖區(qū)→數(shù)據(jù)糸列格式→線形→自定義→樣式、顏色、粗細→數(shù)據(jù)標記→自定義→→樣式、前景色、背景色。

四、分光光度計的校檢

為保證測試結果的準確可靠，新購買或使用半年的分光光度計應定期進行校檢，校檢內容包括：波長校檢、透射比正準確度的檢驗、穩(wěn)定度的檢驗、吸收池（比色皿）配套性檢驗。

1.波長校檢。分光光度計出廠運輸、使用過程中，由于機械振動、溫度變化、燈絲變形、燈座松動，經常會使測量波長同實際波長不符，導致測定誤差，影響測定結果的精度，為此經常需要校檢。

在可見光區(qū)檢驗波長準確度的方法是繪制鐠釹濾光片的吸收曲線（見圖2）。鐠釹濾光片的吸收峰為528.7nm和807.7nm。如果測出的峰的最大吸收波長與儀器標示值相差±3nm以上，則需要細微調節(jié)波長刻度校正螺絲（不同型號的儀器調整方法有所不同，應按儀器說明書進行）。如果測定最大吸收波長與儀器波長標示值相差大于±10nm，則需調整鎢燈燈泡的位置，或檢修單色器的光學系統(tǒng)。

2.透射比正準確度的檢驗。透射比正確度檢驗的具體操作是：質量分數(shù)w（K2Cr2O7）=0.006000%重鉻酸鉀的0.001mol·L-1HClO4標準溶液，以0.001mol·L-1HClO4標準溶液為參比液，以1cm的石英比色皿分別在235nm、257nm、313nm、350nm波長處測定透射比，與表2所列標準溶液的標準值比較，根據(jù)儀器的級別，其誤差應在允許的范圍內。

3.穩(wěn)定度的檢驗。在儀器測量波長范圍兩端向中間靠10nm處，例如儀器工作波長范圍為320nm至820nm，則在330nm和810nm處，調零點后，蓋上樣品室蓋（打開光門），使光電管受光，調透射比為95%;若是數(shù)顯式分光光度計，調透射比至100%，觀察3min讀取透射比的變化，即為光電流穩(wěn)定度。

4.吸收池（比色皿）配套性檢驗。在定量分析中，尤其是在紫外光區(qū)測定時，需要對吸收池（比色皿）配套性檢驗，以消除吸收池的誤差，提高測定的準確度。

操作是：石英吸收池在220nm處裝蒸餾水;在350nm處裝質量分數(shù)w（K2Cr2O7）=0.006000%重鉻酸鉀的0.001mol·L-1HClO4標準溶液;玻璃吸收池在600nm處裝蒸餾水;在400nm處裝質量分數(shù)w（K2Cr2O7）=0.006000%重鉻酸鉀的0.001mol·L-1HClO4標準溶液，以一個吸收池為參比池，調節(jié)透射比為100%，測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。

參考文獻：

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