試験管の体積を見つける方法
試験管または NMR 管の容量を見つける 3 つの方法
シリンダーの体積式を使用して試験管の体積を計算し、適切な単位に変換します。文化科学/GIPhotoStock /ゲッティイメージズ
発見 ボリューム の 試験管またはNMR管 は、実験室での実用的な理由と、教室での単位の変換方法を学ぶための一般的な化学計算です。 有効数字を報告する .ボリュームを見つける方法は 3 つあります。
円柱の体積を使用して密度を計算する
通常の試験管は底が丸くなっていますが、NMR 管などの一部の試験管は底が平らなため、中に入っている体積は円柱になります。チューブの内径と液体の高さを測定することで、かなり正確な体積を得ることができます。
- 試験管の直径を測定する最良の方法は、内側のガラスまたはプラスチック表面間の最も広い距離を測定することです。端から端まで測定すると、測定に試験管自体が含まれますが、これは正しくありません。
- チューブの底から始まり、メニスカスの基部 (液体の場合) またはサンプルの最上層までのサンプルの体積を測定します。試験管をベースの底から端まで測定しないでください。
使用 円柱の体積の式 計算を実行するには:
V = πr2時間
ここで、V は体積、π は pi (約 3.14 または 3.14159)、r は円柱の半径、h はサンプルの高さです。
直径 (測定した) は半径の 2 倍 (または半径は直径の半分) であるため、式は次のように書き直すことができます。
V = π(1/2 日)2時間
ここで、d は直径です
体積計算の例
NMR チューブを測定し、直径が 18.1 mm、高さが 3.24 cm であることがわかったとします。体積を計算します。 0.1 ml 単位で答えてください。
まず、単位を同じになるように変換します。立方センチメートルはミリリットルなので、単位はcmでお願いします！これにより、ボリュームを報告する際の手間が省けます。
1 cm は 10 mm なので、18.1 mm を cm に変換するには:
直径 = (18.1 mm) x (1 cm/10 mm) [ mm は相殺します ]
直径 = 1.81cm
次に、値を体積方程式に代入します。
V = π(1/2 日)2時間
V = (3.14)(1.81cm/2)2(3.12cm)
高さ = 8.024 cm3【電卓より】
1 立方センチメートルは 1 ml なので、
V = 8.024 ミリリットル
でも、これは 非現実的な精度 、与えられた測定値。値を 0.1 ml 単位で報告すると、答えは次のようになります。
V=8.0ml
密度を使用して試験管の体積を求める
試験管の中身の組成がわかれば調べられる その密度 ボリュームを見つける。密度は単位体積あたりの質量と等しいことを覚えておいてください。
空の試験管の質量を取得します。
試験管とサンプルの質量を取得します。
サンプルの質量は次のとおりです。
質量 = (満たされた試験管の質量) – (空の試験管の質量)
次に、サンプルの密度を使用してその体積を見つけます。密度の単位が、報告する質量と体積の単位と同じであることを確認してください。単位を変換する必要がある場合があります。
密度 = (サンプルの質量) / (サンプルの体積)
式を並べ替える:
体積＝密度×質量
予想 この計算の間違い 質量測定値と、報告された密度と実際の密度の差から。これは通常、サンプルが純粋でないか、温度が密度測定に使用された温度と異なる場合に発生します。
メスシリンダーを使用して試験管の体積を求める
通常の試験管は底が丸いことに注意してください。これは、円柱の体積の式を使用すると、計算でエラーが発生することを意味します。また、チューブの内径を測るのも一苦労です。試験管の容量を見つける最良の方法は、液体をきれいなメスシリンダーに移して測定することです。この測定にも多少の誤差があることに注意してください。メスシリンダーへの移送中に少量の液体が試験管に残る場合があります。ほとんどの場合、サンプルを試験管に戻すときに、サンプルの一部がメスシリンダーに残ります。これを考慮してください。
フォーミュラを組み合わせてボリュームを得る
丸みを帯びた試験管の体積を求めるさらに別の方法は、円柱の体積と球 (丸い底である半球) の半分の体積を結合することです。チューブの底のガラスの厚さは壁の厚さと異なる場合があるため、この計算には固有の誤差があることに注意してください。