Hoe het volume in een reageerbuis te vinden

Het vinden van het volume van een reageerbuis of NMR-buis is een gebruikelijke chemieberekening, zowel in het laboratorium om praktische redenen als in de klas om te leren hoe eenheden te converteren en significante cijfers te rapporteren. Hier zijn drie manieren om het volume te vinden.

Bereken dichtheid met behulp van het volume van een cilinder

Een typische reageerbuis heeft een afgeronde bodem, maar NMR-buizen en bepaalde andere reageerbuizen hebben een platte bodem, dus het volume dat ze bevatten is een cilinder. U kunt een redelijk nauwkeurige volumemaat krijgen door de binnendiameter van de buis en de hoogte van de vloeistof te meten.

• De beste manier om de diameter van een reageerbuis te meten, is door de breedste afstand tussen de binnenste glazen of plastic oppervlakken te meten. Als u helemaal van rand tot rand meet, neemt u de reageerbuis zelf op in uw metingen, wat niet correct is.
• Meet het volume van het monster van waar het begint aan de onderkant van de buis tot de basis van de meniscus (voor vloeistoffen) of de bovenste laag van het monster. Meet de reageerbuis niet vanaf de onderkant van de basis tot waar deze eindigt.

Gebruik de formule voor het volume van een cilinder om de berekening uit te voeren:

V = πr²h

waar V volume is, π is pi (ongeveer 3.14 of 3.14159), r is de straal van de cilinder en h is de hoogte van het monster

De diameter (die u hebt gemeten) is tweemaal de straal (of straal is een halve diameter), dus de vergelijking kan worden herschreven:

V = π (1/2 d)²h

waar d diameter is

Voorbeeld volumeberekening

Stel dat u een NMR-buis meet en de diameter 18,1 mm en de hoogte 3,24 cm vindt. Bereken het volume. Meld uw antwoord tot op 0,1 ml nauwkeurig.

Eerst wil je de eenheden omzetten zodat ze hetzelfde zijn. Gebruik alstublieft cm als uw eenheden, want een kubieke centimeter is een milliliter! Dit bespaart u problemen als het tijd is om uw volume te melden.

Er zijn 10 mm in 1 cm, dus om 18,1 mm in cm te converteren:

diameter = (18,1 mm) x (1 cm / 10 mm) [merk op hoe de mm opheft]
diameter = 1,81 cm

Sluit nu de waarden aan op de volumevergelijking:

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

Omdat er 1 ml is in 1 kubieke centimeter:

V = 8,024 ml

Maar dit is onrealistische precisie, gezien je metingen. Als u de waarde tot op 0,1 ml nauwkeurig meldt, is het antwoord:

V = 8,0 ml

Zoek het volume van een reageerbuis met behulp van dichtheid

Als u de samenstelling van de inhoud van de reageerbuis kent, kunt u de dichtheid opzoeken om het volume te vinden. Onthoud, dichtheid gelijke massa per volume-eenheid.

Haal de massa van de lege reageerbuis.

Haal de massa van de reageerbuis plus het monster.

De massa van het monster is:

massa = (massa van gevulde reageerbuis) - (massa van lege reageerbuis)

Gebruik nu de dichtheid van het monster om het volume te vinden. Zorg ervoor dat de dichtheidseenheden dezelfde zijn als die van de massa en het volume dat u wilt melden. Mogelijk moet u eenheden converteren.

dichtheid = (massa van het monster) / (volume van het monster)

De vergelijking herschikken:

Volume = dichtheid x massa

Verwacht een fout in deze berekening van uw massametingen en van enig verschil tussen de gerapporteerde dichtheid en de werkelijke dichtheid. Dit gebeurt meestal als uw monster niet zuiver is of de temperatuur verschilt van die voor de dichtheidsmeting.

Het volume van een reageerbuis vinden met behulp van een maatcilinder

Merk op dat een normale reageerbuis een afgeronde bodem heeft. Dit betekent dat het gebruik van de formule voor het volume van een cilinder een fout in uw berekening oplevert. Ook is het lastig om de binnendiameter van de buis te meten. De beste manier om het volume van de reageerbuis te vinden, is door de vloeistof naar een schone maatcilinder over te brengen om een ​​waarde af te lezen. Merk op dat er ook een fout in deze meting zal zijn. Tijdens de overbrenging naar de maatcilinder kan een klein volume vloeistof in de reageerbuis achterblijven. Bijna zeker blijft een deel van het monster in de maatcilinder wanneer u het terug naar de reageerbuis brengt. Houd hier rekening mee.

Formules combineren om volume te krijgen

Nog een andere methode om het volume van een afgeronde reageerbuis te krijgen, is om het volume van een cilinder te combineren met de helft van het volume van de bol (de halve bol die de afgeronde bodem is). Houd er rekening mee dat de dikte van het glas aan de onderkant van de buis kan verschillen van die van de muren, dus er is een inherente fout in deze berekening.