高考化學(xué)丨溶液配置誤差分析,趕緊收藏吧!

高考化學(xué)學(xué)習(xí)方法
2021-3-13 17:12:07 文/李雨婷 圖/紀(jì)嘉澍
高中化學(xué)學(xué)習(xí)中實(shí)驗(yàn)操作有很大一部分比重,我們今天來(lái)講一下有關(guān)溶液配置的誤差分析知識(shí)匯總,一起看一下今天的知識(shí)點(diǎn)吧!
一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的誤差分析
一、誤差分析的理論依據(jù)
根據(jù)cB=nB/V可得,一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的誤差都是由溶質(zhì)的物質(zhì)的量nB和溶液的體積V引起的。誤差分析時(shí),關(guān)鍵要看配制過程中引起n和V怎樣的變化。在配制一定物質(zhì)的量濃度溶液時(shí),若nB比理論值小,或V比理論值大時(shí),都會(huì)使所配溶液濃度偏。蝗鬾B比理論值大,或V比理論值小時(shí),都會(huì)使所配溶液濃度偏大。
二、誤差原因?qū)嵗龤w納
為了便于同學(xué)們理解,我們對(duì)產(chǎn)生誤差的原因歸納分析如下:
[(一)由概念不清引起的誤差]
1.容量瓶的容量與溶液體積不一致。
例:用500mL容量瓶配制450mL0.1moL/L的氫氧化鈉溶液,用托盤天平稱取氫氧化鈉固體1.8g。分析:偏小。容量瓶只有一個(gè)刻度線,且實(shí)驗(yàn)室常用容量瓶的規(guī)格是固定的(50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL),用500mL容量瓶只能配制500mL一定物質(zhì)的量濃度的溶液。所以所需氫氧化鈉固體的質(zhì)量應(yīng)以500mL溶液計(jì)算,要稱取2.0g氫氧化鈉固體配制500mL溶液,再取出450mL溶液即可。
2.溶液中的溶質(zhì)與其結(jié)晶水合物的不一致。
例:配制500mL0.1moL/L的硫酸銅溶液,需稱取膽礬8.0g。分析:偏小。膽礬為CuSO4·5H2O,而硫酸銅溶液的溶質(zhì)是CuSO4。配制上述溶液所需硫酸銅晶體的質(zhì)量應(yīng)為12.5g,由于所稱量的溶質(zhì)質(zhì)量偏小,所以溶液濃度偏小。
[(二)由試劑純度引起的誤差]
3.結(jié)晶水合物風(fēng)化或失水。
例:用生石膏配制硫酸鈣溶液時(shí),所用生石膏已經(jīng)部分失水。分析:偏大。失水的生石膏中結(jié)晶水含量減少,但仍用生石膏的相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算,使溶質(zhì)硫酸鈣的質(zhì)量偏大,導(dǎo)致所配硫酸鈣溶液的物質(zhì)的量濃度偏大。
4.溶質(zhì)中含有其他雜質(zhì)。
例:配制氫氧化鈉溶液時(shí),氫氧化鈉固體中含有氧化鈉雜質(zhì)。分析:偏大。氧化鈉固體在配制過程中遇水轉(zhuǎn)變成氫氧化鈉,31.0g氧化鈉可與水反應(yīng)生成40.0g氫氧化鈉,相當(dāng)于氫氧化鈉的質(zhì)量偏大,使結(jié)果偏大。
[(三)由稱量不正確引起的誤差]
5.稱量過程中溶質(zhì)吸收空氣中成分。
例:配制氫氧化鈉溶液時(shí),氫氧化鈉固體放在燒杯中稱量時(shí)間過長(zhǎng)。分析:偏小。氫氧化鈉固體具有吸水性,使所稱量的溶質(zhì)氫氧化鈉的質(zhì)量偏小,導(dǎo)致其物質(zhì)的量濃度偏小。所以稱量氫氧化鈉固體時(shí)速度要快或放在稱量瓶中稱量最好。
6.稱量錯(cuò)誤操作。
例:配制氫氧化鈉溶液時(shí),天平的兩個(gè)托盤上放兩張質(zhì)量相等的紙片。分析:偏小。在紙片上稱量氫氧化鈉,吸濕后的氫氧化鈉會(huì)沾在紙片上,使溶質(zhì)損失,濃度偏小。
7.天平砝碼本身不標(biāo)準(zhǔn)。
例:天平砝碼有銹蝕。分析:偏大。天平砝碼銹蝕是因?yàn)樯倭胯F被氧化為鐵的氧化物,使砝碼的質(zhì)量增大,導(dǎo)致實(shí)際所稱溶質(zhì)的質(zhì)量也隨之偏大。若天平砝碼有殘缺,則所稱溶質(zhì)的質(zhì)量就偏小。
8.稱量時(shí)藥品砝碼位置互換。
例:配制一定物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液,需稱量溶質(zhì)4.4g,稱量時(shí)天平左盤放砝碼,右盤放藥品。分析:偏小。溶質(zhì)的實(shí)際質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量4.0g減去游碼質(zhì)量0.4g,為3.6g。即相差兩倍游碼所示的質(zhì)量。若稱溶質(zhì)的質(zhì)量不需用游碼時(shí),物碼反放則不影響稱量物質(zhì)的質(zhì)量。
9.量筒不干燥。
例:配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸溶液時(shí),用沒有干燥的量筒量取濃硫酸。分析:偏小。相當(dāng)于稀釋了濃硫酸,使所量取的溶質(zhì)硫酸的物質(zhì)的量偏小。
10.量筒洗滌。
例:用量筒量取濃硫酸倒入小燒杯后,用蒸餾水洗滌量筒并將洗滌液轉(zhuǎn)移至小燒杯中。
分析:偏大。用量筒量取液體藥品,量筒不必洗滌,因?yàn)榱客仓械臍埩粢菏橇客驳淖匀粴埩粢海谥圃靸x器時(shí)已經(jīng)將該部分的體積扣除,若洗滌并將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中,所配溶液濃度偏高。
11.量筒讀數(shù)錯(cuò)誤。
用量筒量取濃硫酸時(shí),仰視讀數(shù)。分析:偏大。讀數(shù)時(shí),應(yīng)將量筒放在水平桌面上,使眼睛與量筒中濃硫酸的凹面處相平。仰視讀數(shù)時(shí),讀數(shù)偏小,實(shí)際體積偏大,所取的硫酸偏多,結(jié)果配制的溶液濃度偏大。
[(四)由溶解轉(zhuǎn)移過程引起的誤差]
12.未冷卻溶液直接轉(zhuǎn)移。
例:配制氫氧化鈉溶液時(shí),將稱量好的氫氧化鈉固體放入小燒杯中溶解,未冷卻立即轉(zhuǎn)移到容量瓶中并定容。分析:偏大。容量瓶上所標(biāo)示的使用溫度一般為室溫。絕大多數(shù)物質(zhì)在溶解或稀釋過程中常伴有熱效應(yīng),使溶液溫度升高或降低,從而影響溶液體積的準(zhǔn)確度。氫氧化鈉固體溶于水放熱,定容后冷卻至室溫,溶液體積縮小,低于刻度線,濃度偏大。若是溶解過程中吸熱的物質(zhì),則溶液濃度偏小。
13.轉(zhuǎn)移溶質(zhì)有損失。
例:轉(zhuǎn)移到容量瓶過程中,有少量的溶液濺出。分析:偏小。在溶解、轉(zhuǎn)移的過程中由于溶液濺出,溶質(zhì)有損失。使溶液濃度偏小。
14.燒杯或玻璃棒未洗滌。
例:轉(zhuǎn)移后,未洗滌小燒杯和玻璃棒,或者雖洗滌但未將洗滌液一并轉(zhuǎn)移至容量瓶中。分析:偏小。溶質(zhì)有損失。使溶液濃度偏小。
[(五)由定容過程引起的誤差]
15.定容容積不準(zhǔn)確。
例:定容時(shí),加水超過刻度線,用膠頭滴管吸取多余的液體至刻度線。分析:偏小。當(dāng)液面超過刻度線時(shí),溶液濃度已經(jīng)偏小。遇到這種情況,只有重新配制溶液。
16.定容后多加蒸餾水。
例:定容搖勻后,發(fā)現(xiàn)液面下降,繼續(xù)加水至刻度線。分析:偏小。容量瓶搖勻后發(fā)現(xiàn)液面下降是因?yàn)闃O少量的溶液潤(rùn)濕磨口或附著在器壁上未流下來(lái),不會(huì)引起溶液濃度的改變。此時(shí)加水會(huì)引起濃度偏小。
17.定容時(shí)視線不平視。
例:定容時(shí)仰視。分析:偏低。定容時(shí)仰視,容量瓶?jī)?nèi)液面最低點(diǎn)高于刻度線,使?jié)舛绕;反之,俯視時(shí),容量瓶?jī)?nèi)液面最低點(diǎn)低于刻度線,使?jié)舛绕?/p>
[(六)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響的操作]
18.稱量溶質(zhì)的小燒杯沒有干燥。
分析:無(wú)影響。因?yàn)樗Q溶質(zhì)質(zhì)量是兩次稱量數(shù)據(jù)之差,其溶質(zhì)的物質(zhì)的量正確,則物質(zhì)的量濃度無(wú)影響。
19.配制前容量瓶中有水滴。
分析:無(wú)影響。溶質(zhì)的質(zhì)量和溶液的體積都沒有變化。
20.定容搖勻后少量溶液外流。
分析:無(wú)影響。定容搖勻后,溶液的配制已經(jīng)完成。從中任意取出溶液,濃度不會(huì)發(fā)生改變。
以上分析了配制一定物質(zhì)的量濃度溶液實(shí)驗(yàn)誤差的原因及分析方法。從概念不清、藥品純度、稱量錯(cuò)誤、溶解轉(zhuǎn)移、定容錯(cuò)誤五個(gè)方面和十七個(gè)小點(diǎn)進(jìn)行了討論。
而有些操作對(duì)濃度誤差是無(wú)影響的,如第六方面也要引起大家的注意。
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