電解法測定阿伏伽德羅常數(shù)及氣體常數(shù)的誤差分析

1、電解法測走阿伏伽德羅常數(shù)及氣體常數(shù)的誤差分析10、22作者：易平清所在院系：工學(xué)院一、摘要本文擬對電解法測定阿伏伽德羅常數(shù)及氣體常數(shù)的 實驗中各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的誤差進行分析，找出哪個環(huán)節(jié)的系統(tǒng)誤 差對本實驗的系統(tǒng)測量準確度影響最大。并且通過對本實驗的誤 差分析，找到提高本實驗方法系統(tǒng)測量準確度的可行方案，提高 本實驗的系統(tǒng)測量準確度。二、前言在實驗四中，實驗室六個實驗小組所測得的阿伏伽 德羅常數(shù)和氣體常數(shù)之間存在一定的差異，并且和標準的阿伏伽 德羅常數(shù)及氣體常數(shù)也存在一定的偏差。通過對該實驗中各個環(huán) 節(jié)所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差進行深入分析，一方面可以找出導(dǎo)致同學(xué)們 數(shù)據(jù)存在差異的原因，另一方面也可以找到

2、減小實驗中系統(tǒng)誤差 的方法，以此來提高本實驗的系統(tǒng)測量準確度。三、內(nèi)容首先我們來分析實驗中存在的方法誤差。實驗中是 通過測量陽極產(chǎn)生的氧氣的體積，經(jīng)過一定的計算得到氣體常 數(shù)，由于氧氣原本在水中就有一定的溶解度，在電解過程中產(chǎn)生 的氧氣氣泡非常小，與水的接觸面積較大，一定程度上也增大了 氧氣在水中的溶解度。而且在陰極上新生成的銅容易脫落，這一 部分銅很難稱量，也會導(dǎo)致一定的誤差。由于氧氣在水中的溶解 度以及生成的銅脫落程度受很多方面影響，所以在這里不能給出 準確的誤差數(shù)據(jù)（19£一個大氣壓下氧氣在水中的溶解度不考慮 氣泡情況下為9、25mg/L若以此為標準計算的話，產(chǎn)生的相對誤 差約

3、為6%。）。同時，考慮到測量的儀器誤差有：千分之一的電 子秤儀器允差為0、001g,測量銅片增重時產(chǎn)生的相對誤差約為 0、9% （就我們組數(shù)據(jù)而言）；200mA的電流表儀器允差為0、 5mA,在測量電流時產(chǎn)生的相對誤差約為0、26%； 50mL酸式滴定 管的容量允差為0、05,測量氧氣體積時產(chǎn)生的誤差約為0、 22%；實驗中我們所使用的電子秒表，當其測量的時間大于或等于 30min時，測量準確度為1秒，故僅考慮儀器時測量時間時產(chǎn)生的 相對誤差約為0、06%o其次，在實驗的具體操作過程中，由于一 些難以控制的因素，還會產(chǎn)生一定的偶然誤差?？紤]實驗中對液 柱高度h的測量過程中對液面取量標準問題，不

4、同的同學(xué)可能會 有不同的取量標準，這也會對實驗最后的數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的誤差。 而且考慮到不同的人的反應(yīng)速度不一樣，在停表和斷電源之間可 能會出現(xiàn)時間上的不統(tǒng)一，或者出現(xiàn)通電時間不足30min或超過 30min的情況，這里也會產(chǎn)生一定的偶然誤差。最后，綜合上述實 驗中各個環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差分析，實驗中所用到的測量儀 器產(chǎn)生的誤差都很小，最大的還沒有超過1%,而且因為是由測量 儀器本身引起的，難以避免，而方法誤差中單純的考慮氧氣在水 中的溶解度產(chǎn)生的相對誤差就達到了 6%上下，因此大致可以確定 在本實驗中測量氧氣的體積這一環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差決定了本 實驗的系統(tǒng)測量準確度。針對實驗中方法誤差過大的

5、情況下，改 進的最好辦法為改變實驗的設(shè)計，采用另一實驗方案進行試驗。 經(jīng)過查閱相關(guān)資料后阿伏加德羅常數(shù)測定實驗探究楊錦等 實驗技術(shù)與管理第28卷第三期全文結(jié)束年3月，建議采用電解稀硫酸的方案進 行實驗。這一方案中，陰極氫離子得電子變成氫氣，而氫氣在水 中的溶解度約為0、16mg,相較于氧氣來說，溶解度小得多，相應(yīng) 的產(chǎn)生的誤差也小得多；同時，陽極改為銅電極，銅電極在電解 過程中失去電子，不會出現(xiàn)析出的銅脫落的情況下，但如果考慮 銅片純度的問題，因為兩者都不能進行準確估計，大致認為兩者 產(chǎn)生的誤差效果相當?？傮w比較來看，電解稀硫酸的實驗方案誤 差更小，所以推薦的改進方案改為電解稀硫酸。四、結(jié)論綜合本實驗中各個環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差分析， 大致可以確定在本實驗中測量氧氣的體積這一環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的系統(tǒng) 誤差決定了本實驗的系統(tǒng)測量準確度，改進方案推薦改為電解稀 硫酸。五、參考文獻阿伏加德羅常數(shù)測定實驗探究楊錦等 實驗技術(shù)與管理第28卷第三期全