吸量管量程和移液方式对容量偏差的影响

1、吸量管量程和移液方式对容量偏差的影响作者：龚飞涛1 原理和思路 衡量法检定玻璃量器时，其中一个关键步骤是在转移量器内的液体后需要移去玻璃量器的最后一滴水并且移液是以流液口贴壁的方式进行的。移液的方式共有3种：贴壁移液、悬空移液、贴水移液。这3种方式对容量偏差（标称值与测得值只差）可能会产生不同的影响，除此以外玻璃量器的量程也可能会对容量偏差产生影响。1 材料和仪器 0.5ml、5ml、10ml量程的分度吸量管（申玻），纯水，千分之一天平，洗耳球，称量杯，滤纸2 方法与步骤2.1 移液方式对容量偏差的影响2.1.1 贴壁移液2.1.1.1 取1ml吸量管吸取纯水至最高标线以上约5mm处，用滤纸擦

2、去吸量管外面（包括流液口端）的水。2.1.1.2 缓慢的将液面调整到被检分度线上（略微高于分度线约0.5mm左右），然后移去流液口最后一滴水珠，使吸量管内凹液面与被检分度线相切，并且保证流液口端的残留液充满流液口端。2.1.1.3 将称量杯置于千分之一天平上，去皮，置零。2.1.1.4 将流液口于称量杯内壁接触，称量杯倾斜30，使水充分的流入称量杯内，当水流至液口端不流时，近似等待3s，随即用称量杯移去流液口的最后一滴水珠。2.1.1.5 记录纯水的质量（由计量检定规程JJG 196-2006知，相邻2次检定数据的差值应不超过被检玻璃容量允差的1/4,否则舍弃该数据）。2.1.2 悬空移液2.

3、1.2.1 取1ml吸量管吸取纯水至最高标线以上约5mm处，用滤纸擦去吸量管外面（包括流液口端）的水。2.1.2.2 缓慢的将液面调整到被检分度线上（略微高于分度线约0.5mm左右），然后移去流液口最后一滴水珠，使吸量管内凹液面与被检分度线相切，并且保证流液口端的残留液充满流液口端。2.1.2.3 将称量杯置于千分之一天平上，去皮，置零。2.1.2.4 将流液口悬于称量杯内，使水充分的流入称量杯内，当水流至液口端不流时，近似等待15s，且保证每次试验流液口尖端附着有相似体积的水滴状态，否则本次试验无效。2.1.2.5 记录纯水的质量。2.1.3 贴水移液2.1.3.1 取1ml吸量管吸取纯水至

4、最高标线以上约5mm处，用滤纸擦去吸量管外面（包括流液口端）的水。2.1.3.2 缓慢的将液面调整到被检分度线上（略微高于分度线约0.5mm左右），然后移去流液口最后一滴水珠，吸量管内凹液面与被检分度线相切，并且保证流液口端的残留液充满流液口端。2.1.3.3 将称量杯置于千分之一天平上，去皮，置零。2.1.3.4 将流液口悬于称量杯内，使水充分的流入称量杯内，当水流至液口端不流时，与称量杯内的水面相切，近似等待15s，然后移出吸量管。2.1.3.5 记录纯水的质量（由计量检定规程JJG 196-2006知，相邻2次检定数据的差值应不超过被检玻璃容量允差的1/4,否则舍弃该数据）。表1 移液方

5、式对容量偏差的影响（水的质量）移液方式水的质量mgIIIIIIIVV贴壁移液 0.9840.9850.9860.9860.986悬空移液0.9690.9790.9710.9630.979贴水移液0.9900.9880.9900.9910.991移液方式水的质量mgVIVIIVIIIIXX贴壁移液 0.9870.9860.9860.9850.987悬空移液0.9600.9600.9650.9620.959贴水移液0.9920.9920.9910.9920.991由，试验时水温为17.8，查的，则据表1分别计算出玻璃容器的容量偏差的绝对值。移液方式容量偏差的绝对值mlIIIIIIIVV贴壁移液 0

6、.0140.0130.0120.0120.012悬空移液0.0290.0190.0270.0350.019贴水移液0.0080.0100.0080.0070.007表2 移液方式对容量偏差的影响（量器容量）移液方式容量偏差的绝对值mlVIVIIVIIIIXX贴壁移液 0.0110.0120.0120.0130.011悬空移液0.0380.0380.0330.0360.039贴水移液0.0060.0060.0070.0060.0072.2 量器量程对容量偏差的影响2.2.1 取10ml量程的分度吸量管，选取01,05,010三个检定点，以贴水的方式分别进行移液，测定不同检定点的容量偏差。2.2.

7、2 记录实验结果（由计量检定规程JJG 196-2006知，相邻2次检定数据的差值应不超过被检玻璃容量允差的1/4,否则舍弃该数据）。表3 量器取用量对容量偏差的影响（水的质量）量器取用量水的质量mgIIIIIIIVV1ml0.9990.9961.0011.0041.0045ml4.9964.9894.9924.9974.99310ml9.9849.9929.99810.0029.995量器取用量水的质量mgVIVIIVIIIIXX1ml 1.0071.0050.9970.9941.0015ml4.9974.9985.0005.0035.00010ml9.9979.9989.99210.000

8、9.987 由，试验时水温为17.8，查的，则据表3分别计算出玻璃容器的容量偏差的绝对值。表4 量器取用量对容量偏差的影响（量器容量）量器取用量容量偏差的绝对值mlIIIIIIIVV1ml0.0010.0010.0030.0060.0065ml0.0080.0010.0040.0090.00510ml0.0090.0170.0230.0270.020量器取用量容量偏差的绝对值mlVIVIIVIIIIXX1ml0.0090.0070.0010.0040.0035ml0.0090.0100.0120.0150.01210ml0.0220.0230.0170.0250.0123 数据处理 3.1 提

9、出假设3.1 构造检验统计量3.1.1 计算水平的均值表3 移液方式对容量偏差数据处理0.01220.03130.0072表4 量器量程对容量偏差数据处理0.00410.00850.01953.1.2 计算全部观察值的总均值3.1.2.1 移液方式3.1.2.2 量器量程3.1.3 计算误差平方和3.1.3.1 计算总误差平方和SST3.1.3.1.1 移液方式 3.1.3.1.2 量器量程 3.1.3.2 计算水平项平方和SSA（组间平方和）3.1.3.2.1 移液方式 3.1.3.2.2 量器量程 3.1.3.3 计算误差项平方和SSE（组内平方和）3.1.3.3.1 移液方式 3.1.3

10、.3.2 量器量程 3.1.4 计算均方（MS）3.1.4.1 组间方差3.1.4.1.1 移液方式 3.1.4.1.2 量器方程 3.1.4.2 组内方差3.1.4.2.1 移液方式 3.1.4.2.2 量器量程 3.1.5 计算检验统计量F3.1.5.1 移液方式 F=52.8643.1.5.2 量器量程 F=13.750，即：，因为，所以对同一种玻璃量器而言，3种移液方式和3种量器取用量对容量偏差的影响分别至少存在一组的两个水平间差异极显著。3.1.6 多重比较（LSR）q检验(移液方式)3.1.6.1 由该单因素试验共有3个水平，所以共有2种秩次距k,即k=2,3。由误差项自由度及秩次

11、距k，通过q值表可查得不同水平的q值。由=0.00101 得，如下表：秩次距k2722.893.490.0029190.00352533.894.450.0039290.0044953.1.6.2 多重比较表处理平均数0.03130.01220.00723.1.6.3 统计推断和分析（1） 由多重比较表知，分度吸量管选取3种移液方式对容量偏差的影响中，任意其中两种类型的移液方式对容量偏差的的影响具有极显著的差异。（2） 3种移液方式中，悬空移液、贴壁移液和贴水移液对应的容量偏差分别为：0.0313、0.0122和0.0072。因为0.0313>0.0122>0.0072，所以容量偏

12、差最大的是悬空移液，其次是贴壁移液，最小的是贴水移液。（3） 3种移液方式的联系和区别在于：悬空移液中，液体流出的过程是先是连续的，然后是间断的。间断后的每一滴水的流出过程仅仅受到管内的液体和管内壁的粘滞力作用。当最后一滴水的重力小于管嘴内壁的粘滞力和液滴表面张力之和时，则被粘附于管嘴处。贴壁移液中，由于液体的整个流出过程是贴壁的，所以管嘴内最后一部分液体流出时，由接收器内壁的亲水性，使得管嘴处的残留液减少一部分。接收器内壁的亲水性由接触角决定，接触角主要取决于温度和接收器的材质，因此残留液减少量与残留液温度和固体接触面材质紧密相关。贴水移液中，由于液体的整个流出过程是贴水的，所以管嘴内最后一

13、部分液体流出时，由于接收器内部液面的表面张力的作用，使得管嘴处的残留液减少一部分。因此，贴壁移液和贴水移液的残留量要比悬空移液少。同时，实验结果表明，贴水移液的残留量要比贴壁移液的残留量要少，因此水的表面张力对残留量的影响要比接收器内壁的粘滞力影响要明显。在玻璃量器检定中，规定吸量管和移液管的操作规范为贴壁移液，这对于保证数据的重现性和统一性是有必要的，悬空移液会使容量偏差偏大，贴水移液会使容量偏差偏小。（4） 通过计算知，悬空移液、贴水移液和贴壁移液的标准偏差分别为：0.00717、0.00117和0.00087。因此，重现性最好的为贴壁移液，其次为贴水移液，最差的为悬空移液。3.1.7 多

14、重比较（LSR）q检验(量器量程)3.1.7.1 由该单因素试验共有3个水平，所以共有2种秩次距k,即k=2,3。由误差项自由度及秩次距k，通过q值表可查得不同水平的q值。由=0.001235得，如下表：秩次距k2722.893.490.0035690.00431033.894.450.0048040.0054963.1.7.2 多重比较表处理平均数0.01950.00850.00413.1.7.3 统计推断和分析（1） 由多重比较表知，分度吸量管取用量为1ml、5ml和10ml时任意两个取用量间对容量偏差的影响差异极显著。（2） 由于1ml、5ml和10ml对应的容量偏差分别为0.0041、0.0085和0.0195，所以0.0041<0.0085<0.0195，即：容量偏差随着取用量的增大而增大。 因此，假定一个量出式的玻璃量器是标准的，理论上容量偏差