容量仪器主要用于实验或测量领域,对于精确测量溶液体积有着重要作用。这些仪器的刻度精度至关重要,因为任何微小的偏差都可能导致数据的巨大差异。常见的容量仪器包括装量和卸量两类,其中量瓶和单刻度管属于装量仪器,而滴定管、一般吸管和量筒则是卸量仪器。随着技术的发展,自动取样器作为一种能够连续调整取液量的
精密仪器,已经广泛应用于生物化学的教学和研究。
容量分析仪器是专门设计用于准确测量溶液体积的工具。这些仪器的刻度准确性以及正确的使用方法直接关系到容量分析的准确程度。在容量分析中,通常将滴定剂放置于滴定管中,通过逐滴滴加的方式加入被测试液中。滴定管是一种细长且均匀带刻度的玻璃管,底部呈尖嘴状,并配有截门来控制溶液添加速度。根据截门的构造,滴定管分为酸式和碱式两种。酸式滴定管采用玻璃活塞作为截门,为了防水漏和易于控制,活塞表面通常涂抹一层
凡士林。碱式滴定管则采用橡皮管和玻璃球作为截门。碱性溶液会对玻璃活塞造成腐蚀,导致活塞无法转动,因此碱性溶液必须使用碱式滴定管;而具有氧化性的溶液(如
高锰酸钾溶液)会侵蚀橡胶,必须使用酸式滴定管。常量滴定管的体积通常为50毫升或25毫升,最小刻度为0.1毫升,可以读取到0.01毫升。半微量滴定管的容积范围更小,包括10、5、2、1毫升,最小刻度为0.01毫升。
容量瓶是一种细颈梨形的平底瓶,带有磨口塞,瓶颈上的刻度表示的是20℃时瓶颈以下所盛溶液的体积。容量瓶的容积有多种规格,包括2000、1000、500、250、100、50、25、10、5毫升。这种仪器主要用于配制标准溶液或稀释溶液,是一种量入式仪器。需要注意的是,容量瓶不能用于定量转移溶液,因为它在倾倒溶液时,瓶壁上会残留一些溶液,从而影响测量的准确性。此外,容量瓶也不能加热,以免体积发生变化。在使用前,还需要检查瓶塞的密封性,以防漏水。
移液管,又称吸量管,是一种用于准确吸取一定体积溶液的量出式仪器。它是一根细长的玻璃管,中间有一个膨胀的部分,下端为尖嘴状,上端有一个标线。常用规格包括50、25、10、5、1毫升。移液管的使用方法与滴定管类似,需要经过清洗和润洗,以确保溶液浓度不受影响。在移液时,需要将溶液吸入标线上方,然后用食指堵住上口,调整溶液弯月面下缘与标线相切,再将移液管插入接收容器中,让尖嘴接触容器内壁,倾斜容器,直立移液管,松开食指,等待溶液自由流出,停留约15秒后再取出移液管。需要注意的是,移液管所指示的体积仅包含自由流出的液体,不应将尖嘴内的残留溶液吹入接收容器中。
刻度吸量管是一种带有分度的直形玻璃管,可用于移取不同体积的溶液。使用时,需要将液面从一个刻度移动到另一个刻度,两个刻度之间的体积即为所加溶液的体积。有些吸量管的刻度一直延伸到管口,此时需要将尖嘴内的液滴吹出,才能得到与标示体积相符的结果。然而,这种方法并不十分准确,因此最好避免使用管子末端的那一段。
容量仪器的刻度准确性对其功能发挥至关重要。不同的仪器级别对应着不同的误差范围,例如,一级的25毫升移液管允许误差为±0.04毫升。在高精度的分析工作中,应对容量仪器进行校正。校正方法通常是通过称量容器所能容纳(量入式仪器)或放出(量出式仪器)的纯水重量,再乘以相应的换算因子,即可得出仪器在20℃时的实际体积。例如,若在25℃时称得25毫升移液管放出的纯水重量为24.94克,而1克纯水在20℃时的体积为1.004毫升,则该移液管在20℃时的实际体积为24.94 × 1.004 = 25.04毫升。对于量入式仪器如容量瓶,可以通过称量其盛放纯水的重量来进行校正。由于容量瓶较重,需要用特殊天平进行称量。首先,将容量瓶洗净、干燥并称重,然后注入水至刻度线,用滤纸吸干瓶颈内壁(刻度线以上)的水珠,再次称重,最后通过所盛纯水的重量计算其实际体积。
在实践中,容量瓶常常与移液管一起使用,此时重要的是了解它们之间体积的比例关系而非各自的绝对体积。为此,需要对它们的体积比进行校正。例如,校正100毫升容量瓶与25毫升移液管的体积比时,可以先用移液管将纯水注入洗净、干燥的容量瓶中,重复这一过程四次,如果液面与刻度线不一致,需要重新标记。之后使用时,溶液稀释至新的刻度线,并用相同的移液管取溶液,所取体积即为总溶液的1/4。