KWALIFIKACJA CHM6 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 12.
Które czynności należy wykonać, kalibrując "na wylew" kolbę miarową o deklarowanej pojemności 250 cm3?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kalibracja "na wylew" metodą grawimetryczną polega na wyznaczeniu masy wody, która rzeczywiście wypływa z kolby po napełnieniu do kreski.
Dlatego waży się kolbę napełnioną do kreski, następnie po opróżnieniu waży się ją ponownie, a z różnicy mas i gęstości wody w danej temperaturze oblicza się objętość.

Pełne wyjaśnienie:

Kalibracja szkła miarowego ma na celu sprawdzenie, jaka rzeczywista objętość odpowiada oznaczeniu na naczyniu w danych warunkach. W przypadku kalibracji "na wylew" interesuje nas objętość cieczy, którą naczynie oddaje po napełnieniu do kreski i opróżnieniu (czyli objętość "wydana" z naczynia).

Najbardziej typową procedurą w laboratorium jest podejście grawimetryczne:

  • napełnia się kolbę wodą destylowaną do kreski, z poprawnym odczytem menisku,
  • waży się kolbę z wodą,
  • opróżnia się kolbę (wydanie wody),
  • waży się kolbę ponownie,
  • z różnicy mas wyznacza się masę wody, która została "wydana", a następnie oblicza objętość ze wzoru V = m/ρ, gdzie ρ to gęstość wody w danej temperaturze.

To, że uwzględnia się temperaturę, jest kluczowe: gęstość wody zmienia się z temperaturą, więc bez tej korekty wynik objętości będzie obarczony błędem metrologicznym.

Dlaczego pozostałe propozycje są nieprawidłowe w tym ujęciu? Procedura z ważeniem pustej, suchej kolby odpowiada typowemu schematowi wyznaczania masy wody "zawartej" w naczyniu i łatwo ją pomylić z innym sposobem wzorcowania; nie opisuje ona wprost idei "na wylew" (masa wody wydanej po opróżnieniu). Metody oparte na cylindrze miarowym wprowadzają dodatkowy błąd, bo cylinder zwykle ma niższą dokładność niż szkło miarowe tego typu, a ponadto przelewanie i odczyt w cylindrze nie odtwarzają warunków kalibracji kolby (zwłaszcza dla procedury "na wylew").

W praktyce egzaminacyjnej warto zapamiętać: "na wylew" = ważenie przed i po opróżnieniu oraz zawsze łączenie masy z objętością przez gęstość wody w temperaturze pomiaru.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
"Na wylew" oznacza, że sprawdza się objętość cieczy wydanej z naczynia po napełnieniu do kreski i opróżnieniu. W praktyce interesuje nas, ile wody realnie wypłynie (z uwzględnieniem zwilżania ścianek), a nie ile mieści się w kolbie.
W skrócie: napełnij wodą do kreski, zważ, opróżnij, zważ ponownie. Różnica mas to masa wody "wydanej". Następnie przelicz masę na objętość korzystając z gęstości wody dla temperatury pomiaru (bo gęstość zależy od temperatury).
Bo gęstość wody zmienia się wraz z temperaturą, a w metodzie grawimetrycznej objętość liczy się z zależności V = m/ρ. Jeśli przyjmiesz niewłaściwą gęstość (np. "z pamięci"), uzyskasz błędną objętość i błędną ocenę pojemności kolby.
Odczyt wykonuje się na wysokości oczu, aby uniknąć paralaksy. Dla przezroczystych cieczy standardowo doprowadza się menisk do kreski (zwykle dolny menisk). Warunki oświetlenia i czystość szkła wpływają na widoczność menisku, więc to częste źródło błędów.
W zadaniach egzaminacyjnych zwykle nie jest to preferowane, bo cylinder miarowy ma na ogół mniejszą dokładność niż kolba miarowa i może wprowadzać dodatkowy błąd odczytu. Do sprawdzania pojemności częściej stosuje się podejście grawimetryczne (masa + gęstość), które jest dokładniejsze.
Najczęściej: brak kontroli temperatury, pomylenie "na wlew" z "na wylew", błędny odczyt menisku (paralaksa), użycie wody o niepewnej czystości, pośpiech przy opróżnianiu (krople na ściankach) oraz nieuwzględnienie, że po opróżnieniu część cieczy pozostaje jako zwilżenie.
Najczęściej przy wprowadzaniu nowego szkła do pracy, po uszkodzeniach lub podejrzeniu błędu, w ramach okresowej kontroli jakości pomiarów oraz gdy przygotowuje się roztwory wymagające wysokiej dokładności (np. roztwory mianowane). To element zapewnienia spójności wyników.
Gęstość (ρ) to stosunek masy do objętości. W metodzie grawimetrycznej najpierw wyznaczasz masę wody z ważenia, a potem liczysz objętość: V = m/ρ. Ponieważ ρ zależy od temperatury, do przeliczeń trzeba użyć wartości odpowiadającej temperaturze pomiaru.
W podejściu "na wylew" istotne jest to, ile wody zostało wydane po opróżnieniu. Po wylaniu na ściankach pozostaje zwilżenie, więc masa "pustej po opróżnieniu" lepiej odpowiada warunkom wydania cieczy niż masa kolby idealnie suchej. To ogranicza błąd metody.
Ucz się schematów: różnica między "na wlew" i "na wylew", zasady odczytu menisku, wpływ temperatury na gęstość, oraz logika metody grawimetrycznej. Przećwicz też typowe pułapki: cylinder miarowy vs kolba, paralaksa, oraz dobór właściwego kroku ważenia w zależności od metody.
info

Statystycznie 45% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • ISO 1042: Laboratory glassware — One-mark volumetric flasks (tolerances i wymagania dla kolb miarowych)
  • ISO 4787: Laboratory glassware — Volumetric instruments — Methods for use and testing (metody użytkowania i sprawdzania/kalibracji objętościowej szkła)

Materiały:

  • Instrukcje laboratoryjne dotyczące użytkowania i sprawdzania szkła miarowego (materiały szkolne/laboratoryjne)
  • Podstawy metrologii laboratoryjnej: masa, objętość, niepewność pomiaru
  • Materiały z chemii analitycznej o przygotowaniu roztworów i klasach szkła miarowego

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego