Comment trouver le volume dans un tube à essai

Découverte le volume d'un tube à essai ou tube RMN est un calcul de chimie courant, à la fois en laboratoire pour des raisons pratiques et en classe pour apprendre à convertir des unités et rapporter des chiffres significatifs. Voici trois façons de trouver le volume.

Un tube à essai typique a un fond arrondi, mais les tubes RMN et certains autres tubes à essai ont un fond plat, donc le volume qu'ils contiennent est un cylindre. Vous pouvez obtenir une mesure de volume raisonnablement précise en mesurant le diamètre interne du tube et la hauteur du liquide.

• La meilleure façon de mesurer le diamètre d'un tube à essai est de mesurer la plus grande distance entre les surfaces intérieures en verre ou en plastique. Si vous mesurez tout le long d'un bord à l'autre, vous incluerez le tube à essai lui-même dans vos mesures, ce qui n'est pas correct.
• Mesurez le volume de l'échantillon à partir de l'endroit où il commence au bas du tube jusqu'à la base du ménisque (pour les liquides) ou la couche supérieure de l'échantillon. Ne mesurez pas le tube à essai du bas de la base jusqu'à son extrémité.
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Utilisez le formule pour le volume d'un cylindre pour effectuer le calcul:

V = πr²h

où V est le volume, π est pi (environ 3,14 ou 3,14159), r est le rayon du cylindre et h est la hauteur de l'échantillon

Le diamètre (que vous avez mesuré) est le double du rayon (ou le rayon est un demi-diamètre), donc l'équation peut être réécrite:

V = π (1/2 d)²h

où d est le diamètre

Imaginons que vous mesuriez un tube RMN et que vous trouviez un diamètre de 18,1 mm et une hauteur de 3,24 cm. Calculez le volume. Signalez votre réponse à 0,1 ml près.

Tout d'abord, vous voudrez convertir les unités afin qu'elles soient identiques. Veuillez utiliser cm comme unités, car un centimètre cube est un millilitre! Cela vous évitera des ennuis quand viendra le temps de signaler votre volume.

Il y a 10 mm en 1 cm, donc pour convertir 18,1 mm en cm:

diamètre = (18,1 mm) x (1 cm / 10 mm) [notez comment le mm annule]
diamètre = 1,81 cm

Maintenant, branchez les valeurs dans l'équation du volume:

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

Parce qu'il y a 1 ml dans 1 centimètre cube:

V = 8,024 ml

Mais c'est précision irréaliste, compte tenu de vos mesures. Si vous déclarez la valeur au 0,1 ml le plus proche, la réponse est:

V = 8,0 ml

Si vous connaissez la composition du contenu du tube à essai, vous pouvez rechercher sa densité pour trouver le volume. Rappelez-vous, densité masse égale par unité de volume.

Obtenez la masse du tube à essai vide.

Obtenez la masse du tube à essai plus l'échantillon.

La masse de l'échantillon est:

masse = (masse du tube à essai rempli) - (masse du tube à essai vide)

Maintenant, utilisez la densité de l'échantillon pour trouver son volume. Assurez-vous que les unités de densité sont les mêmes que celles de la masse et du volume que vous souhaitez signaler. Vous devrez peut-être convertir des unités.

densité = (masse d'échantillon) / (volume d'échantillon)

Réorganiser l'équation:

Volume = densité x masse

Attendre erreur dans ce calcul à partir de vos mesures de masse et de toute différence entre la densité signalée et la densité réelle. Cela se produit généralement si votre échantillon n'est pas pur ou si la température est différente de celle utilisée pour la mesure de densité.

Remarquez qu'un tube à essai normal a un fond arrondi. Cela signifie que l'utilisation de la formule pour le volume d'un cylindre produira une erreur dans votre calcul. En outre, il est difficile d'essayer de mesurer le diamètre interne du tube. La meilleure façon de trouver le volume du tube à essai est de transférer le liquide dans un cylindre gradué propre pour prendre une lecture. Notez qu'il y aura également une erreur dans cette mesure. Un petit volume de liquide peut être laissé dans le tube à essai pendant le transfert vers le cylindre gradué. Il est presque certain qu'une partie de l'échantillon restera dans le cylindre gradué lorsque vous le retransférerez dans le tube à essai. En tenir compte.

Encore une autre méthode pour obtenir le volume d'un tube à essai arrondi consiste à combiner le volume d'un cylindre avec la moitié du volume de la sphère (l'hémisphère qui est le fond arrondi). Sachez que l'épaisseur du verre au fond du tube peut être différente de celle des parois, il y a donc une erreur inhérente à ce calcul.