實驗操作中“仰視”“俯視”產生的誤差分析

摘要：在一定物質的量濃度溶液的配制實驗中，使用量筒和容量瓶時，仰視或者俯視都會引起實驗誤差，如何分析產生的誤差，是新高一學生在學習誤差分析的難點。

關鍵詞：溶液配制；仰視；俯視；誤差分析

一、誤差分析的實質

在“一定物質的量濃度溶液的配制”的實驗中，誤差分析實質上是實際配制成的濃度與理論的目標濃度的偏差。濃度公式c=n/V，實際操作中會引起溶質的物質的量n和溶液體積V的偏差，最終會導致濃度的誤差，也就是說只要能狗判斷實驗操作是引起n還是V的變化，就可以分析濃度c的變化了。

配制溶液時有兩種情況，一種是用固體來配制，另外一種是用濃溶液來配制。若是用固體進行配制，需要用到托盤天平進行稱量溶質的質量：n=m/M。由濃溶液配制稀溶液時，需要用量筒量取濃溶液的體積：n=c（濃）·V（濃），V（濃）就是用量筒量取濃溶液的體積，此時V（濃）決定了溶質的物質的量n。最后定容時，需要注視容量瓶的刻度線，此時容量瓶的容積決定了溶液的體積V。

總結，量筒量取的濃溶液的體積決定了c=n/V中n的大小，而定容時選擇的容量瓶的容積決定了V的大小，這兩個體積是不同的，引起的誤差完全相反。

二、“讀數”與“量取”的區別

在辨析仰視、俯視帶來的誤差之前，一定要先清楚“量取”還是“讀數”，這兩個概念是不同的。學生在初中所學的誤差分析是基于“讀數”建構的思維模型，而我們配制溶液是“量取”，學生往往很容易混淆。

1、讀數

“讀數”時，是先確定凹液面以后，再確定讀數，若仰視與理論的平視相比，則讀數偏低；若俯視，與理論平視相比則讀數會偏高。如圖1

圖1

2.量取

“量取”液體時，是先確定好要量的具體體積，所以是先確定刻度線，再確定凹液面，仰視時，會導致量取的液體超過理論平視的刻度，即會“量多”。俯視時，會導致量取的液體達不到理論平視的刻度，即會“量少”.如圖2

圖2

總結：讀數時，仰視讀數會偏低，俯視讀數會偏高。量取時，仰視量取會偏高，俯視量取會偏低。讀數和量取出發點不同，所以仰視俯視導致的誤差完全相反。

三、溶液配制時，仰視俯視誤差分析

在溶液配制的過程中，有兩處操作需要量取溶液，第一是濃溶液配制稀溶液時，需要量取濃溶液，在定容時，需要根據容量瓶的刻度線進行量取一定的水。

1. 量筒量取時誤差分析

量筒量取濃溶液，影響的是溶質的物質的量。仰視時，會比實際量取的要多，即V（濃）偏大，會使n偏大，則根據c=n/V，最終會導致濃度c偏高，俯視則相反，會使濃度c偏低。

2. 定容使誤差分析

容量瓶定容使，影響的是溶液的體積V。定容時仰視，會比實際的體積要大，即V偏大，則根據c=n/V，最終會導致濃度c偏低，俯視則相反，會使濃度c偏高。

總之，量筒和容量瓶的仰視俯視由于影響的量不同，導致最終的結果完全相反。

四、反思與建議

“一定物質的量濃度的配制”的實驗可促使學生對容量瓶有比較全面的認識，加強學生的實驗操作能力并發展其思維能力[1]。在高中階段的學習中，除了配制溶液的誤差分析意外，還有酸堿滴定也會出現誤差分析，比溶液配制的誤差分析更復雜更難理解。不管是什么樣的誤差分析，只要能夠把本質的原因分析透徹，理解其本意，拆分學習，化整為零學習就很輕松了。在化學課程教學過程中，應該通過化學實驗教學來提升學生的學習興趣、實踐操作能力[2]，因此有人提出對誤差分析這類習題由于缺乏真實性背景，沒有意義，應該舍棄這類習題[3]，但是我認為理論知識的學習和分析是實際操作的基礎，中學生的邏輯推理能力是非常重要的，理論知識的推導也必不可少！

參考文獻

[1] “配制一定物質的量濃度溶液”的相關問題及對策_余淞發[J].

[2] 中學化學實驗教學中對學生創新能力的策略研究[J].

[3] 習題編制必須注意真實性——“一定物質的量濃度溶液的配制中的誤差分析[J].

作者簡介：朱小玲，1993.7，女，貴州，貴州省銅仁第一中學，初級，教學研究。