◇ 遼寧 劉 潔

(作者單位：遼寧省撫順市清原滿族自治縣第二高級(jí)中學(xué))

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化學(xué)實(shí)驗(yàn)中“仰視、俯視”的誤差分析

◇ 遼寧 劉 潔

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常涉及量器的讀數(shù)問題,如用量筒、移液管、滴定管等量取一定體積的液體，用容量瓶配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，用滴定管進(jìn)行酸堿中和滴定的實(shí)驗(yàn),都涉及這個(gè)問題．讀數(shù)時(shí)正確的操作是視線與凹液面的最低點(diǎn)保持水平,即平視．讀數(shù)時(shí)既不能仰視也不能俯視,否則會(huì)產(chǎn)生誤差．

1 基本原理

量器的讀數(shù),無論平視、仰視或是俯視,其基本原理都是相同的:我們的視線是一條直線,視線要先經(jīng)過所讀取的刻度線,后經(jīng)過液體凹液面的最低點(diǎn)．而無論平視、仰視或是俯視,讀數(shù)時(shí)的視覺效果都是所讀取的刻度線與液體凹液面的最低點(diǎn)在一條直線上．但是平視(如圖1)才是正確的實(shí)驗(yàn)操作,俯視(如圖2)或仰視(如圖3)是錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作,會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差．

圖1 圖2 圖3

2 誤差分析

量器讀數(shù)時(shí),仰視或俯視所產(chǎn)生的誤差可分為2種情況:一種情況是液面固定不變,平視、仰視或是俯視觀察角度不同時(shí),所讀取的刻度線是不同的,平視所讀取的刻度線是正確的,仰視、俯視所讀取的刻度線會(huì)下移或上移,這種情況可以歸納為“定面不定線”(如圖4);另一種情況是刻度線固定不變,我們平視、仰視或是俯視觀察角度不同時(shí),會(huì)造成實(shí)際液面的不同,平視時(shí)的液面是正確的,仰視、俯視會(huì)造成實(shí)際液面的上移或下移,這種情況可以歸納為“定線不定面”(如圖5)．

圖4 圖5

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,分析量器因仰視或俯視所產(chǎn)生誤差的關(guān)鍵是確定“誰定”,即液面固定還是刻度線固定．若是液面固定不變,則屬于“定面不定線”這種情況:當(dāng)液面固定不變時(shí),仰視凹液面最低點(diǎn),所讀取的刻度線會(huì)下移;俯視凹液面最低點(diǎn),所讀取的刻度線會(huì)上移(如圖4)．讀取量筒或滴定管內(nèi)液體的體積就屬于這種情況．例如量筒內(nèi)有一定體積的液體,需要讀取液體體積時(shí),仰視會(huì)使所讀取的刻度線下移,導(dǎo)致讀數(shù)比實(shí)際體積小;俯視會(huì)使所讀取的刻度線上移,導(dǎo)致讀數(shù)比實(shí)際體積大．

若是刻度線固定不變,則屬于“定線不定面”這種情況:當(dāng)刻度線固定不變時(shí),仰視刻度線,實(shí)際液面會(huì)上移,導(dǎo)致實(shí)際體積偏大;俯視刻度線,實(shí)際液面會(huì)下移,導(dǎo)致實(shí)際體積偏小(如圖5)．用量筒量取一定體積的液體、容量瓶的加水定容等就屬于這種情況．例如用量筒量取9.0 mL某液體,仰視刻度線會(huì)導(dǎo)致所量取的該液體實(shí)際體積大于9.0 mL;俯視刻度線會(huì)導(dǎo)致所量取的該液體實(shí)際體積小于9.0 mL．

3 針對(duì)練習(xí)

1. 用已知濃度的鹽酸來滴定并測(cè)定未知濃度的氫氧化鈉溶液時(shí),下列實(shí)驗(yàn)操作導(dǎo)致測(cè)出的氫氧化鈉溶液的濃度偏低的是( ).

A 滴加酸液時(shí)滴定前平視讀數(shù),滴定后仰視讀數(shù);

B 滴加酸液時(shí)滴定前仰視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù);

C 滴加酸液時(shí)滴定前平視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù);

D 滴加酸液時(shí)滴定前俯視讀數(shù),滴定后仰視讀數(shù)

答案: A、D.

2. 判斷下列說法的正誤或完成填空.

① (2009年重慶卷7D)讀取滴定管內(nèi)液體的體積,俯視讀數(shù)導(dǎo)致讀數(shù)偏小( ).

② (2013年天津卷4B)用容量瓶配制溶液,定容時(shí)俯視刻度線,所配溶液濃度偏小( ).

③ (2014年全國卷6C)配制溶液定容時(shí),俯視容量瓶刻度會(huì)使溶液濃度偏高( ).

④ (2010年天津卷9(7) 節(jié)選) 若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí),俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面,使測(cè)定結(jié)果____．

答案: ① √. ② ×. ③ √. ④ 偏低.

(作者單位：遼寧省撫順市清原滿族自治縣第二高級(jí)中學(xué))