Jak znaleźć objętość w probówce

Odkrycie objętość z probówka lub rurka NMR jest powszechnym obliczeniem chemicznym, zarówno w laboratorium ze względów praktycznych, jak i w klasie, aby nauczyć się konwertować jednostki i podać znaczące liczby. Oto trzy sposoby znalezienia głośności.

Typowa probówka ma zaokrąglone dno, ale probówki NMR i niektóre inne probówki mają płaskie dno, więc objętość w nich jest cylindrem. Można uzyskać dość dokładny pomiar objętości, mierząc wewnętrzną średnicę rurki i wysokość cieczy.

• Najlepszym sposobem pomiaru średnicy probówki jest pomiar największej odległości między wewnętrznymi powierzchniami szklanymi lub plastikowymi. Jeśli dokonujesz pomiaru od krawędzi do krawędzi, w pomiarach uwzględnisz samą probówkę, co nie jest poprawne.
• Zmierz objętość próbki, od której zaczyna się od dna probówki do podstawy menisku (w przypadku płynów) lub górnej warstwy próbki. Nie należy mierzyć probówki od dołu podstawy do miejsca, w którym się kończy.

Użyj wzór na objętość cylindra aby wykonać obliczenia:

V = πr²h

gdzie V jest objętością, π jest pi (około 3,14 lub 3,14159), r jest promieniem cylindra, a h jest wysokością próbki

Średnica (którą zmierzyłeś) to dwukrotność promienia (lub promień to połowa średnicy), więc równanie można przepisać:

V = π (1/2 d)²h

gdzie d jest średnicą

Powiedzmy, że mierzysz rurkę NMR i znajdujesz średnicę 18,1 mm, a wysokość 3,24 cm. Oblicz objętość. Zgłoś swoją odpowiedź z dokładnością do 0,1 ml.

Najpierw będziesz chciał przekonwertować jednostki, aby były takie same. Proszę użyć cm jako jednostek, ponieważ centymetr sześcienny to mililitr! Pozwoli to zaoszczędzić kłopotów, gdy przyjdzie czas na zgłoszenie objętości.

Jest 10 mm na 1 cm, więc aby przekonwertować 18,1 mm na cm:

średnica = (18,1 mm) x (1 cm / 10 mm) [zwróć uwagę, jak mm anuluje się]
średnica = 1,81 cm

Teraz podłącz wartości do równania objętości:

V = π (1/2 d)²h
V = (3,14) (1,81 cm / 2)²(3,12 cm)
V = 8,024 cm³ [z kalkulatora]

Ponieważ w 1 centymetrze sześciennym jest 1 ml:

V = 8,024 ml

Ale to jest nierealna precyzja, biorąc pod uwagę twoje pomiary. Jeśli podasz wartość z dokładnością do 0,1 ml, odpowiedź brzmi:

V = 8,0 ml

Jeśli znasz skład zawartości probówki, możesz podnieść wzrok jego gęstość znaleźć głośność. Pamiętaj, gęstość równa masie na jednostkę objętości.

Uzyskaj masę pustej probówki.

Uzyskaj masę probówki plus próbkę.

Masa próbki wynosi:

masa = (masa wypełnionej probówki) - (masa pustej probówki)

Teraz użyj gęstości próbki, aby znaleźć jej objętość. Upewnij się, że jednostki gęstości są takie same, jak jednostki masy i objętości, które chcesz zgłosić. Może być konieczne przeliczenie jednostek.

gęstość = (masa próbki) / (objętość próbki)

Zmiana układu równania:

Objętość = gęstość x masa

Oczekiwać błąd w tych obliczeniach na podstawie pomiarów masy i wszelkich różnic między gęstością podaną a gęstością rzeczywistą. Zwykle dzieje się tak, jeśli próbka nie jest czysta lub temperatura jest inna niż temperatura używana do pomiaru gęstości.

Zauważ, że normalna probówka ma zaokrąglone dno. Oznacza to, że użycie wzoru na objętość cylindra spowoduje błąd w obliczeniach. Ponadto trudno jest zmierzyć wewnętrzną średnicę rurki. Najlepszym sposobem na znalezienie objętości probówki jest przeniesienie płynu do czystego cylindra miarowego w celu dokonania odczytu. Uwaga: w tym pomiarze wystąpi również błąd. Podczas przenoszenia do cylindra miarowego w probówce może pozostać niewielka ilość płynu. Niemal na pewno część próbki pozostanie w cylindrze miarowym po przeniesieniu jej z powrotem do probówki. Weź to pod uwagę.

Jeszcze inną metodą uzyskania objętości zaokrąglonej probówki jest połączenie objętości cylindra z połową objętości kuli (półkuli, która jest zaokrąglonym dnem). Należy pamiętać, że grubość szkła na dnie rurki może różnić się od grubości ścian, dlatego w obliczeniach występuje błąd wewnętrzny.