Xếp theo độ chuẩn từ thấp tới cao: cốc có mỏ và cốc đong bếp chỉ để ước chừng, ống đong đủ cho việc thường ngày và bài thực hành, còn bình định mức, pipet và buret là dụng cụ đong chuẩn của phòng thí nghiệm. Điểm khác quan trọng nhất không nằm ở vạch chia dày hay thưa, mà ở chỗ dụng cụ được hiệu chuẩn để chứa đúng một thể tích hay để rót ra đúng một thể tích.
Có những loại dụng cụ đong chất lỏng nào?
Trong phòng thí nghiệm trường học và trong nhà, chất lỏng thường được đong bằng sáu nhóm dụng cụ. Mỗi nhóm sinh ra cho một việc riêng, dùng nhầm việc thì kết quả lệch dù đọc vạch cẩn thận tới đâu.
| Dụng cụ | Hình dáng | Dùng để | Mức chuẩn (khoảng) |
|---|---|---|---|
| Cốc có mỏ (beaker) | Hình trụ thấp, miệng rộng, có mỏ rót | Đựng, hoà tan, đun; vạch chỉ để ước | Sai vài phần trăm, có khi tới 5–10% |
| Bình tam giác (erlen) | Đáy rộng, cổ hẹp | Lắc trộn, chuẩn độ; vạch để ước | Tương tự cốc có mỏ |
| Ống đong | Ống trụ cao, hẹp, có đế | Đong nhanh lượng vừa phải | Khoảng 0,5–1% thể tích đầy |
| Bình định mức | Bầu tròn, cổ dài rất hẹp, một vạch | Pha dung dịch đúng một thể tích | Rất chuẩn, cỡ một phần nghìn |
| Pipet (bầu hoặc chia vạch) | Ống thuỷ tinh dài, hút bằng quả bóp | Lấy ra đúng một lượng nhỏ | Rất chuẩn với pipet bầu |
| Buret | Ống dài chia vạch, có khoá ở dưới | Nhỏ từng giọt khi chuẩn độ | Đọc được tới khoảng 0,05 ml |
Các mức chuẩn trên là khoảng thường gặp với dụng cụ thuỷ tinh tốt; con số cụ thể in trên từng dụng cụ và trong tiêu chuẩn của nhà làm. Điều cần nhớ là khoảng cách giữa "ước chừng" và "chuẩn" lên tới cả trăm lần.
Vì sao cốc có mỏ có vạch mà không được dùng để đong chuẩn?
Cốc có mỏ có in vạch 50, 100, 150 ml, nhưng ghi rõ hoặc ngầm hiểu là "khoảng". Có ba lý do:
- Miệng quá rộng. Như bài đọc mặt khum đã nói, cùng một ml trong cốc rộng chỉ là một lát mỏng; sai nửa milimét chiều cao là sai vài ml.
- Thành không thật thẳng. Cốc được thổi hoặc ép nhanh, đáy hơi cong, thành hơi loe. Vạch in theo khuôn chứ không hiệu chỉnh từng chiếc.
- Không được thiết kế để rót chuẩn. Rót từ cốc rộng thì một lớp chất lỏng bám lại khắp thành và đáy, không ai biết bao nhiêu.
Cốc có mỏ vì thế là đồ đựng tốt, đồ đun tốt, chỗ hoà tan tốt. Muốn biết chính xác đã cho bao nhiêu, phải đong bằng dụng cụ khác rồi mới đổ vào cốc.
Đong vào và rót ra khác nhau thế nào?
Đây là chỗ mà người mới học hay bỏ qua. Chất lỏng luôn bám lại một lớp mỏng trên thành dụng cụ khi rót ra. Vì thế có hai cách hiệu chuẩn:
Hiệu chuẩn để chứa (ký hiệu "In" hoặc "TC")
Dụng cụ chứa đúng thể tích ghi khi chất lỏng tới vạch. Nếu rót ra, lượng ra sẽ ít hơn một chút vì phần bám thành. Bình định mức thuộc loại này: người ta pha dung dịch ngay trong bình, thêm nước tới vạch, lắc đều, và thể tích trong bình là thứ được tính. Ký hiệu "In" theo cách gọi châu Âu, "TC" là viết tắt tiếng Anh to contain.
Hiệu chuẩn để rót ra (ký hiệu "Ex" hoặc "TD")
Dụng cụ được khắc vạch sao cho lượng chảy ra đúng bằng thể tích ghi, đã tính trước phần bám lại. Pipet bầu và buret thuộc loại này. Muốn đúng thì phải để chất lỏng chảy tự nhiên, chạm đầu pipet vào thành bình hứng, và với hầu hết pipet loại này thì không thổi giọt cuối còn đọng ở đầu: giọt ấy đã được tính khi khắc vạch. Có loại pipet ghi riêng là cần thổi hết; ký hiệu in trên thân sẽ cho biết.
Ống đong thường được hiệu chuẩn theo một trong hai kiểu, in ngay trên thân. Ở mức chính xác của ống đong thì chênh lệch này nhỏ, nhưng biết để đọc ký hiệu không thấy lạ.
Chữ "A", "B" và "20 °C" in trên dụng cụ nghĩa là gì?
Nhìn kỹ một ống đong hay pipet thuỷ tinh, thường thấy vài ký hiệu nhỏ in gần miệng:
- Cấp chính xác A hoặc B. Cấp A là loại chuẩn hơn; cấp B cho phép sai nhiều hơn, thường khoảng gấp đôi cấp A. Phòng thí nghiệm phân tích dùng cấp A; lớp học dùng cấp B là đủ.
- Nhiệt độ hiệu chuẩn, thường là 20 °C. Thuỷ tinh và chất lỏng đều nở ra khi nóng. Dụng cụ chỉ đúng nhất ở nhiệt độ ghi; đong nước sôi trong ống đong vừa sai vì nở, vừa có thể làm nứt thuỷ tinh dày.
- Dung sai, ví dụ "± 0,5 ml". Đây là mức sai tối đa nhà làm cam kết khi dùng đúng cách.
- Ký hiệu In/Ex (TC/TD) như mục trên, và thời gian chờ chảy (vài giây) với một số pipet.
Chuyện kiểm định, dung sai pháp lý và cách tính sai số là đề tài của lĩnh vực đo lường chính xác; ở đây chỉ cần biết đọc ký hiệu để chọn đúng dụng cụ.
Chọn dụng cụ đong theo việc thế nào?
Không phải lúc nào chuẩn nhất cũng tốt nhất. Đong chuẩn tốn thời gian, dụng cụ chuẩn đắt và dễ vỡ. Nguyên tắc là chọn dụng cụ có độ chuẩn vừa đủ cho việc:
| Việc cần làm | Dụng cụ hợp | Vì sao |
|---|---|---|
| Lấy khoảng 200 ml nước để hoà tan muối | Cốc có mỏ | Lượng nước không cần chính xác, chỉ cần đủ |
| Đo 45 ml nước cho bài thực hành THCS | Ống đong 50 ml | Chọn ống có GHĐ gần nhất, lớn hơn lượng cần |
| Pha đúng 100 ml dung dịch theo nồng độ | Bình định mức 100 ml | Thể tích cuối mới là thứ quyết định nồng độ |
| Lấy đúng 10 ml dung dịch đem phân tích | Pipet bầu 10 ml | Rót ra chuẩn, lặp lại được |
| Thêm dần dung dịch tới khi đổi màu | Buret | Đọc được lượng đã dùng tới từng giọt |
| Lấy vài chục microlít | Micropipet | Thuỷ tinh không đong nổi lượng nhỏ như vậy |
Một lỗi hay gặp là dùng ống đong quá to cho lượng quá nhỏ: đong 5 ml bằng ống 100 ml thì cả lượng cần đo chỉ nằm trong vài vạch dưới đáy, sai số tương đối rất lớn. Quy tắc dễ nhớ là chọn dụng cụ nhỏ nhất mà vẫn chứa đủ lượng cần đo.
Micropipet và xilanh có vạch đứng ở đâu trong bảng này?
Micropipet là dụng cụ có pít-tông bên trong, đầu nhựa dùng một lần, chỉnh được thể tích bằng núm xoay. Nó dùng cho lượng rất nhỏ, từ vài microlít (một phần nghìn ml) tới khoảng 1–10 ml. Phòng xét nghiệm, phòng sinh học dùng nhiều. Micropipet cần hiệu chuẩn định kỳ và cần thao tác đúng (nhấn tới nấc thứ nhất khi hút, nấc thứ hai khi xả), nếu không sai số khá lớn.
Xilanh có vạch là một ống trụ hẹp có pít-tông, về nguyên lý gần với pipet chia vạch. Lòng xilanh hẹp nên mỗi vạch thưa, đọc dễ; đầu kín nên ít bay hơi, ít đổ. Đó là lý do xilanh không kim là dụng cụ được khuyên dùng để đong thuốc nước — chuyện này có bài riêng trong danh mục.
Cốc đong trong bếp có tin được không?
Cốc đong nhựa hay thuỷ tinh trong bếp thuộc nhóm "ước chừng", cùng hạng với cốc có mỏ. Đủ cho nấu ăn, pha nước lau nhà, pha phân bón lá cho cây cảnh theo tỉ lệ ghi trên bao bì. Chuyện đổi cup, thìa và cân đo trong bếp đã có ở trang nấu ăn khác trong hệ; ở đây chỉ nói vài mẹo giúp cốc đong bếp đỡ lệch:
- Đặt cốc trên mặt bàn, cúi xuống nhìn ngang, đừng cầm lên ngang mặt. Cầm tay là cốc nghiêng.
- Tự kiểm một lần bằng cân. Nước ở nhiệt độ phòng nặng khoảng 1 gam mỗi ml. Đặt cốc lên cân bếp, trừ bì, đổ nước tới vạch 250 ml rồi xem cân có chỉ khoảng 250 g không. Lệch vài gam là bình thường; lệch hàng chục gam thì biết cốc đó in vạch không đáng tin.
- Chất sệt đong bằng cân thay vì bằng vạch nếu có thể, vì bám thành nhiều.
Góc nhìn hôm nay: giữ dụng cụ đong thế nào cho lâu chuẩn?
Dụng cụ đong không tự mất chuẩn, nhưng dùng sai thì mất. Vài thói quen của phòng thí nghiệm áp được cả ở nhà:
- Không sấy, không đun dụng cụ đong chuẩn. Bình định mức, pipet cấp A không cho vào tủ sấy nóng hay đun trên lửa: thuỷ tinh có thể biến dạng rất nhẹ, đủ để lệch vạch.
- Rửa sạch dầu mỡ. Thành bẩn dầu làm nước không ướt đều, đọng thành giọt li ti, vừa sai thể tích rót ra vừa khó đọc mặt khum. Dấu hiệu thành sạch: nước chảy thành một lớp mỏng liền, không đọng giọt.
- Tráng bằng chính chất lỏng sắp đong với pipet và buret, để nước rửa còn lại không pha loãng dung dịch.
- Cất dụng cụ đong thuốc riêng, không dùng lẫn với đong hoá chất tẩy rửa.
Người muốn đi sâu có thể đọc phần thực hành trong sách Hoá học lớp 10 và các bài thí nghiệm chuẩn độ ở bậc THPT, hoặc xem quy trình thao tác chuẩn của phòng thí nghiệm trường đại học gần nhà — nhiều trường mở cho học sinh tham quan.
Câu hỏi thường gặp
Ống đong và cốc có mỏ cái nào chính xác hơn?
Ống đong chính xác hơn nhiều. Ống hẹp và cao nên mỗi ml chiếm một khoảng chiều cao lớn, vạch thưa, dễ đọc. Cốc có mỏ miệng rộng, vạch chỉ để ước chừng, có thể lệch vài phần trăm hoặc hơn.
Bình định mức dùng để làm gì?
Bình định mức dùng để pha dung dịch có thể tích cuối thật chính xác, ví dụ đúng 100 ml hay 250 ml. Bình chỉ có một vạch ở cổ hẹp và được hiệu chuẩn để chứa, không dùng để rót ra từng phần.
Ký hiệu TC và TD trên dụng cụ đong nghĩa là gì?
TC (hay In) nghĩa là dụng cụ chứa đúng thể tích ghi. TD (hay Ex) nghĩa là lượng rót ra đúng thể tích ghi, đã tính phần chất lỏng bám lại trên thành. Bình định mức thường là TC, pipet bầu và buret là TD.
Có nên thổi giọt cuối của pipet không?
Với hầu hết pipet bầu thông thường thì không: giọt còn đọng ở đầu đã được tính khi khắc vạch. Chỉ thổi khi trên thân pipet ghi rõ loại cần thổi hết. Luôn đọc ký hiệu trên dụng cụ trước khi dùng.
Vì sao dụng cụ đong ghi 20 °C?
Đó là nhiệt độ hiệu chuẩn. Thuỷ tinh và chất lỏng đều nở ra khi nóng, co lại khi lạnh, nên dụng cụ chỉ đúng nhất ở nhiệt độ ghi. Đong chất lỏng quá nóng hay quá lạnh sẽ lệch, và chất lỏng nóng còn có thể làm nứt thuỷ tinh.
