溫度變量對(duì)小容量玻璃量器容量測(cè)量準(zhǔn)確度的影響分析

吳蘊(yùn)珺 周巍 梁榮駒

上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 201114

1 環(huán)境溫度對(duì)容量測(cè)量準(zhǔn)確度的影響因素

1.1 玻璃量器溫度、水溫、室溫三者差異的影響

空的玻璃量器的溫度一般會(huì)受到室溫的影響，而盛了水的玻璃量器溫度的影響因素相比之下更多，除了受室溫的影響外，還會(huì)受到水溫的影響。當(dāng)室溫環(huán)境溫度較高或者較低的時(shí)候，可以利用空調(diào)來(lái)進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，但是會(huì)導(dǎo)致室溫、水溫和玻璃量器的溫度三者之間具有較大的溫差。通過(guò)衡量法進(jìn)行量器的容量測(cè)量時(shí)，可以將被檢量器提前4小時(shí)放入實(shí)驗(yàn)室，這樣能夠保證被檢量器的溫度與室溫一致，也能夠減少測(cè)量結(jié)果的誤差。另外，通過(guò)調(diào)整空調(diào)和儲(chǔ)水瓶的位置，以避免造成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)室溫和水溫差異過(guò)大的問(wèn)題。

1.2 水溫測(cè)量方法對(duì)容量測(cè)量的影響

在容量的計(jì)算公式中，K（t）值是根據(jù)規(guī)程中的附表所得，不同的水溫對(duì)應(yīng)不同的K（t）值，因此水溫測(cè)量方法必須準(zhǔn)確可靠。在溫度測(cè)量的過(guò)程中，需要測(cè)量的水溫應(yīng)該是玻璃量器內(nèi)的水溫，而不是儲(chǔ)水瓶?jī)?nèi)的水溫，并且可以控制在天平上讀完純水質(zhì)量后立馬測(cè)量玻璃量器或稱量杯內(nèi)的水溫。由于實(shí)驗(yàn)室的工作環(huán)境會(huì)導(dǎo)致水溫發(fā)生變化，因此需要及時(shí)進(jìn)行測(cè)量，否則可能會(huì)出現(xiàn)誤差[1]。

2 測(cè)量過(guò)程對(duì)容量測(cè)量準(zhǔn)確度的影響因素

2.1 水液蒸發(fā)的影響

影響測(cè)量結(jié)果的因素包括水液蒸發(fā)，水液一旦發(fā)生蒸發(fā)，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的純水質(zhì)量變小，以造成最終測(cè)量結(jié)果變小。影響水液蒸發(fā)的一個(gè)因素是水的表面積，表面積越大，和空氣接觸的范圍就越大，蒸發(fā)就越快。當(dāng)稱量杯為大敞口杯時(shí)，如果沒(méi)有加蓋進(jìn)行測(cè)量，極有可能造成水面蒸發(fā)。而另一個(gè)影響水液蒸發(fā)的因素就是溫度，測(cè)量過(guò)程越長(zhǎng)，越容易產(chǎn)生溫度變化。因此為了減少水液蒸發(fā)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的影響，必須要在容量測(cè)量的過(guò)程中將稱量杯進(jìn)行加蓋，同時(shí)還要適當(dāng)減少稱量的時(shí)間，以避免由于測(cè)量過(guò)程不當(dāng)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響。

2.2 注水方式的影響

注水方式的不合理也會(huì)對(duì)容量測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。因此在注水的時(shí)候要嚴(yán)格規(guī)范注水標(biāo)準(zhǔn)，切記不要使用漏斗，主要原因是用漏斗進(jìn)行注水時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，導(dǎo)致液體體積發(fā)生變化，也會(huì)使液體飛濺影響測(cè)量者的視線，給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)很大的影響。因此，在注水過(guò)程中必須要放緩速度，將注水口緊貼在容器壁上進(jìn)行緩慢注水[2]。

另外，由于人體是具有一定溫度的，所以手直接觸碰容器會(huì)改變?nèi)萜鞯臏囟龋瑥亩绊懴嚓P(guān)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。操作人員在進(jìn)行注水的時(shí)候也要注意，可以戴上實(shí)驗(yàn)室手套進(jìn)行緩慢注水，要嚴(yán)格注意盡量不要用手直接觸碰注水口，將自己的手?jǐn)[放在正確的位置，以免手的溫度對(duì)水溫以及玻璃量器的溫度產(chǎn)生影響。

2.3 溶液溫度和量器溫度的影響

在不同的溫度下，溶液以及量器的溫度都會(huì)發(fā)生一定的變化。根據(jù)相關(guān)研究表明，當(dāng)溫度從10℃上升至20℃的時(shí)候，純水會(huì)由原來(lái)的體積增加0.15%，當(dāng)溫度從20℃上升至30℃的時(shí)候，純水會(huì)由原來(lái)的體積增加0.26%。其他不同溶液隨著溫度也會(huì)有所升高，但是不同的液體升高的容積系數(shù)不同，所以在測(cè)量的時(shí)候需要根據(jù)液體的情況來(lái)進(jìn)行溫度的控制，保證液體溫度在合適的范圍之內(nèi)。

根據(jù)相關(guān)指標(biāo)，小容量玻璃量器的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃，如果量器溫度不穩(wěn)定，就會(huì)導(dǎo)致量器的體積發(fā)生變化，而量器體積變化就會(huì)使自身的膨脹系數(shù)變大，最終影響容量測(cè)量的結(jié)果。

3 消除誤差的方法

3.1 校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作

首先針對(duì)容器內(nèi)部不清潔的問(wèn)題進(jìn)行解決，因此需要在測(cè)量工作開(kāi)始之前使用重鉻酸鉀-濃硫酸洗液或20%發(fā)煙硫酸對(duì)玻璃量器進(jìn)行浸泡和清洗，然后用純水沖洗干凈，最后保證容器內(nèi)壁上沒(méi)有污跡和掛液現(xiàn)象。

3.2 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度的控制

在對(duì)玻璃量器容量進(jìn)行測(cè)量和校準(zhǔn)前，必須要保證實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件滿足規(guī)程要求，實(shí)驗(yàn)室的室溫應(yīng)控制在（20±5）℃，并且每小時(shí)室溫變化不大于1℃。要提前4小時(shí)將玻璃量器放置在實(shí)驗(yàn)室中，以確保測(cè)量過(guò)程中水溫與室溫之差不大于2℃。而且要將玻璃量器、純水、溫控裝置、天平等器械放置在合適的位置，以減少由于環(huán)境因素對(duì)容量測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的影響[3]。

3.3 使用遮光帶正確觀察液面

在進(jìn)行液面的調(diào)整和觀察過(guò)程中，要保證將容器置于白色的背景下，而且要在彎液面一下1mm處放置黑色的紙帶或者黑色的橡皮管，有利于將液面和讀數(shù)明顯的顯示出來(lái)。同時(shí)也能夠減少光線對(duì)容器以及液體產(chǎn)生的溫度影響。

3.4 控制溶液體積變化

由于溫度的變化會(huì)直接導(dǎo)致玻璃量器內(nèi)部液體體積的變化，溫度升高，液體的體積也會(huì)增加。所以要想控制量器內(nèi)液體的體積變化，必須要做好量器以及液體溫度的調(diào)整工作，以免出現(xiàn)體積大幅度變化而影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.5 控制量器體積變化

如果玻璃量器的溫度大幅度變化，就會(huì)產(chǎn)生量器體積的變化，一般來(lái)說(shuō)，量器的體積變化與玻璃的體膨脹系數(shù)有著密切的聯(lián)系，如果玻璃量器的體膨脹系數(shù)比較大，那么容積和體積的變化幅度也會(huì)比較大。所以我們?cè)谶x擇玻璃量器時(shí)，應(yīng)盡量選擇體膨脹系數(shù)較小的量器，這樣也能夠減少溫度對(duì)量器體積的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

為了進(jìn)一步確保小容量玻璃量器容量測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，溫度的控制與調(diào)節(jié)是至關(guān)重要的一步，有利于減少容量測(cè)量結(jié)果的誤差。在進(jìn)行溫度調(diào)控的時(shí)候會(huì)受到很多因素的影響，因此，需要把握住相關(guān)因素，盡量減少人為因素和環(huán)境因素所導(dǎo)致的誤差，以提高玻璃量器的容量測(cè)量的準(zhǔn)確度。