Введение

Обычное лабораторное оборудование, используемое для измерения объема жидкости. Мерный цилиндр, также известный как градуированный цилиндр или смесительный цилиндр, является распространенным лабораторным оборудованием, используемым для измерения объема жидкости. Он имеет узкую цилиндрическую форму. Каждая отметка на мерном цилиндре соответствует определенному объему жидкости.

Материалы и конструкция

Большие градуированные цилиндры обычно изготавливаются из полипропилена благодаря его отличной химической стойкости или из полиметилпентена из-за его прозрачности, что делает их легче и менее хрупкими, чем стеклянные. Полипропилен (ПП) легко подвергать повторной автоклавировке; однако, автоклавирование при температуре выше приблизительно (в зависимости от химического состава: типичный полипропилен коммерческого качества плавится при температуре выше ), может деформировать или повредить полипропиленовый градуированный цилиндр, что повлияет на точность. Традиционный градуированный цилиндр обычно узкий и высокий для повышения точности и прецизионности измерения объема. Он имеет пластиковое или стеклянное основание (подставку, ножку, опору) и "носик" для удобного выливания измеренной жидкости. Существует также более широкая и низкая версия. Смесительные цилиндры вместо носика оснащены шлифованными стеклянными соединениями, что позволяет закрывать их пробкой или напрямую соединять с другими элементами системы. В этом случае измеренная жидкость не выливается напрямую, а часто удаляется с помощью канюли. Градуированный цилиндр следует читать, располагая поверхность жидкости на уровне глаз, при этом центр мениска должен соответствовать линии измерения. Типичные объемы градуированных цилиндров варьируются от 10 мл до 1000 мл.

Общее применение

Для измерения объема жидкости часто используются мерные цилиндры. Мерные цилиндры, как правило, более точны и прецизионны, чем лабораторные колбы и стаканы, но их не следует использовать для выполнения объемного анализа; следует использовать мерную стеклянную посуду, такую как мерная колба или мерная пипетка, поскольку она еще более точна и прецизионна. Мерные цилиндры иногда используются для измерения объема твердого тела косвенным путем, измеряя вытесненный объем жидкости.

Масштабы и точность

Для обеспечения точности объем на мерных цилиндрах отображается на шкалах с тремя значащими цифрами: цилиндры на 100 мл имеют цену деления 1 мл, а цилиндры на 10 мл – 0,1 мл. Существуют два класса точности мерных цилиндров. Класс А имеет точность вдвое выше, чем класс В.

Цилиндры могут иметь одинарную или двойную шкалу. Одинарная шкала позволяет считывать объем сверху вниз (объем заполнения), а цилиндры с двойной шкалой позволяют считывать объем при заполнении и выливании (обратная шкала). Мерные цилиндры калибруются либо "для наполнения" (указанный объем жидкости внутри цилиндра) и маркируются как "TC", либо "для выливания" (указанный объем жидкости, вылитой из цилиндра, с учетом остатков жидкости в цилиндре) и маркируются как "TD". Ранее допуски для цилиндров "для выливания" и "для наполнения" различались, однако сейчас они одинаковы. Также международные символы "IN" и "EX" чаще используются вместо "TC" и "TD" соответственно.

Измерение

Для точного определения объема наблюдение должно проводиться на уровне глаз и показания следует снимать по нижней точке мениска жидкости. Основная причина, по которой объем измеряется по мениску, заключается в природе жидкости в замкнутом пространстве. По своей природе жидкость в цилиндре притягивается к стенкам за счет молекулярных сил. Это приводит к тому, что поверхность жидкости приобретает либо выпуклую, либо вогнутую форму, в зависимости от типа жидкости в цилиндре. Считывание жидкости по нижней точке вогнутого или по верхней точке выпуклого мениска эквивалентно считыванию по мениску. На изображении уровень жидкости следует определять по нижней точке мениска, который в данном случае вогнутый. Наиболее точное показание, которое можно получить здесь, ограничено 1 мл из-за делений на цилиндре. Следовательно, погрешность составляет одну десятую наименьшей единицы измерения. Например, если показание равно 36,5 мл, то погрешность, плюс-минус 0,1 мл, также должна быть учтена. Таким образом, более точное значение будет 36,5 ± 0,1; то есть 36,4 или 36,6 мл. Следовательно, по данному изображению градуированного цилиндра можно считать 3 значащие цифры. Другой пример: если показание равно 40,0 мл, то точное значение будет 40,0 ± 0,1; то есть 40,1 или 39,9 мл.

История

Градуированный цилиндр был впервые представлен в 1784 году Луи Бернаром Гюйтоном де Морво для использования в объемном анализе.