Градуированный цилиндр , также известный как мерный цилиндр или смесительный цилиндр , является распространенным лабораторным оборудованием, используемым для измерения объема жидкости. Он имеет узкую цилиндрическую форму. Каждая отмеченная линия на градуированном цилиндре представляет собой количество измеренной жидкости.
Большие градуированные цилиндры обычно изготавливаются из полипропилена из-за его превосходной химической стойкости или из полиметилпентена из-за его прозрачности, что делает их более легкими и менее хрупкими, чем стекло . Полипропилен (ПП) легко подвергается многократной автоклавной обработке ; однако автоклавирование при температуре свыше 121 °C (250 °F) (в зависимости от химического состава: типичный полипропилен коммерческого сорта плавится при температуре свыше 177 °C (351 °F)) может деформировать или повредить полипропиленовые градуированные цилиндры, что повлияет на точность. [1]
Традиционный градуированный цилиндр обычно узкий и высокий, чтобы повысить точность и правильность измерения объема. Он имеет пластиковое или стеклянное основание (подставку, ножку, опору) и «носик» для удобного выливания измеряемой жидкости. Дополнительная версия широкая и низкая.
Смесительные цилиндры имеют шлифованные стеклянные соединения вместо носика, поэтому их можно закрыть пробкой или напрямую соединить с другими элементами коллектора. [2] В этом типе цилиндра дозированная жидкость не выливается напрямую, а часто удаляется с помощью канюли . Градуированный цилиндр предназначен для считывания, когда поверхность жидкости находится на уровне глаз, где центр мениска показывает линию измерения. Типичные емкости градуированных цилиндров составляют от 10 мл до 1000 мл.
Градуированные цилиндры часто используются для измерения объема жидкости. Градуированные цилиндры, как правило, более точны и аккуратны, чем лабораторные колбы и стаканы , но их не следует использовать для проведения объемного анализа ; [3] следует использовать мерную стеклянную посуду, такую как мерная колба или мерная пипетка , поскольку она еще более точна и аккуратна. Градуированные цилиндры иногда используются для измерения объема твердого тела косвенно, путем измерения смещения жидкости.
Для точности объем на градуированных цилиндрах отображается на шкале с 3 значащими цифрами : цилиндры объемом 100 мл имеют цену деления 1 мл, а цилиндры объемом 10 мл имеют цену деления 0,1 мл.
Для градуированных цилиндров существует два класса точности. Класс A имеет вдвое большую точность, чем класс B. [4] Цилиндры могут иметь одинарную или двойную шкалу. Одинарная шкала позволяет считывать объем сверху вниз (объем заполнения), тогда как цилиндры с двойной шкалой позволяют считывать объем при заполнении и заливке (обратная шкала).
Мерные цилиндры калибруются либо «для вмещения» (указан объем жидкости внутри цилиндра) и маркируются как «TC» или «для доставки» (указан объем вылитой жидкости с учетом следов жидкости, оставшихся в цилиндре) и маркируются как «TD». [5] Раньше допуски для цилиндров «для доставки» и «для вмещения» были разными; однако теперь они одинаковы. Кроме того, международные символы «IN» и «EX» чаще используются вместо «TC» и «TD» соответственно. [6]
Чтобы точно измерить объем, наблюдение должно быть на уровне глаз и измерение должно производиться на дне мениска уровня жидкости. [7] Основная причина, по которой измерение объема выполняется с помощью мениска , заключается в природе жидкости в замкнутом окруженном пространстве. По своей природе жидкость в цилиндре притягивается к стенке вокруг нее молекулярными силами. Это заставляет поверхность жидкости приобретать либо выпуклую, либо вогнутую форму в зависимости от типа жидкости в цилиндре. Измерение жидкости в нижней части вогнутой или верхней части выпуклой жидкости эквивалентно измерению жидкости в ее мениске . [8] Из рисунка видно, что уровень жидкости будет считываться в нижней части мениска , который является вогнутым. Наиболее точное измерение, которое можно было бы выполнить здесь, снижено до 1 мл из-за данных средств измерения на цилиндре. Из этого выведенная ошибка составляет одну десятую наименьшего числа. Например, если считывание выполнено, и рассчитанное значение установлено равным 36,5 мл. Ошибка, плюс-минус 0,1 мл, также должна быть включена. Таким образом, более точное значение равно 36,5 ± 0,1; 36,4 или 36,6 мл. Таким образом, из приведенного изображения градуированного цилиндра можно прочитать 3 значащие цифры . [9] Другой пример, если считывание выполнено, и рассчитанное значение установлено равным 40,0 мл. Точное значение равно 40,0 ± 0,1; 40,1 или 39,9 мл. [10]
Градуированный цилиндр был впервые представлен в 1784 году Луи Бернаром Гайтоном де Морво для использования в объемном анализе . [11]
