|
Пикнометры /32/
Устройство пикнометров
Пикнометрический метод определения плотности жидкости основан на взвешивании жидкости, занимающей в пикнометре известный объем, найденный весовым способом.
В сравнении с гидростатическим взвешиванием пикнометрический метод определения плотности обладает рядом преимуществ. Основные достоинства данного метода сводятся к следующему:
высокая точность измерений (до 1·10-5 г/см3), обусловленная тем, что взвешивают на высокоточных весах общего назначения без каких-либо дополнительных устройств, неизбежно уменьшающих чувствительность весов;
малая площадь свободной поверхности жидкости в пикнометре, что практически исключает испарение жидкости и поглощение влаги из воздуха;
пригодность для работы как с летучими, так и с весьма вязкими жидкостями;
возможность использования малого количества жидкости (1—100
см3);
раздельное проведение операций термостатирования жидкости в
пикнометре и последующего взвешивания.
Поэтому при точных измерениях (например, при исследовательских работах), когда вполне оправданы некоторая трудоемкость и необходимость соблюдения ряда предосторожностей, пикнометрическому методу отдают предпочтение.
Существует много разновидностей пикнометров, и их применение определяется родом испытуемого вещества, его количеством, а также требуемой точностью измерений. Чем больше вместимость пикнометра, тем' меньше погрешность взвешивания; однако одновременно увеличивается ошибка, связанная с неравномерностью температуры во всей массе жидкости. Наилучшие результаты получают с пикнометрами вместимостью 25—100 см3.
Наиболее распространены стеклянные колбообразные пикнометры шаровидной и цилиндрической формы, которые закрываются либо глухой притертой пробкой (эти пикнометры имеют круговую метку на горле – рисунок
17.14 а-в), либо притертой пробкой с капиллярным отверстием (рисунок 17.14
б). Основные размеры шаровидных пикнометров по ГОСТ 7465— 67.
Пикнометры с меткой, нанесенной на вставной горловине (рисунок
17.14 в), применяют для определения плотности твердых тел.
Метка на горле пикнометра соответствует его номинальной вместимости; до этой метки и заполняют пикнометр. Пикнометры с меткой, применяемые для жидкости (рисунок 17.14 а), могут иметь номинальную
вместимость 1; 2; 3; 5; 10; 50 и 100 см3, для твердых тел (рисунок 17.14 в) -10,
25 и 50 см3.
По требованию заказчика на расстоянии 1 мм выше и ниже основной метки наносят по одной дополнительной круговой метке, что упрощает пользование пикнометром.
а, б; в — колбообразные шаровидные; г- - У-образный Рисунок 17.14 - Стеклянные пикнометры.
Верхняя часть горла (под пробкой) пикнометра с меткой выполняется расширенной. В образующуюся расширенную полость входит часть жидкости в том случае, когда объем ее увеличивается в результате повышения температуры после заполнения пикнометра до метки.
Пикнометр с капиллярным отверстием в пробке обеспечивает более точные результаты измерений. Диаметр отверстия (0,7 ± 0,2) мм. Вместимость такого пикнометра определяется верхним краем капиллярного отверстия.
Номинальная вместимость капиллярных пикнометров составляет 1; 2; 3;
5; 10; 25; 50 и 100 см3.
При измерении плотности сильно летучих жидкостей применяют II- образный капиллярный пикнометр, изображенный на рисунок 17.14 г. Согласно ГОСТ 7465—67 пикнометр представляет собой трубку с капиллярным отверстием диаметром от 0,9 до 1,0 мм. В правом колене имеется расширение. Конец левого колена отогнут. На обоих коленах нанесена равномерная шкала с 80 делениям (каждое деление - -1 мм). Номинальная вместимость 11-образного пикнометра, определяемая по нижней его части между нулевыми отметкам составляет 0,5; 1 и 3 см3.
Весьма удобен в работе пикнометр (рисунок 17.15) с боковой капиллярной трубкой 3. Пробкой служит тело термометра 1, пришлифованного к горлу колбы 4, Термометр позволяет вести непрерывные наблюдения за температурой жидкости. Отверстие капилляра закрывается колпачком 2, притертым к конусному концу трубки.
Рисунок 17.15 - Пикнометр с термометром.
Работа с пикнометром значительно упрощается, если на его горловине нанесена шкала, которая позволяет быстрее и точнее определять объем жидкости в пикнометре.
Для весьма малых количеств жидкости (порядка 1 см3) хорошие результаты получают с помощью пипеткообразного пикнометра (пикнометра Оствальда - Шпренгеля). Он представляет собой U-образную трубку с оттянутыми и отогнутыми под прямым углом концами. Оба конца трубки закрыты притертыми колпачками. Пикнометр заполняют жидкостью до края отверстия на одном конце и до метки на другом конце.
Для измерения плотности газов применяют шаровидные пикнометры вместимостью 100 и 200 см3 (ГОСТ 11723—66).
Определение плотности жидкости
Для определения плотности жидкости выполняют три взвешивания:
пустого пикнометра;
пикнометра, заполненного дистиллированной водой до заданного уровня;
пикнометра, заполненного испытуемой жидкостью до того же уровня. Первые два взвешивания позволяют определить вместимость пикнометра, а первое и третье — массу испытуемой жидкости в объеме пикнометра. По полученным данным подсчитывают плотность жидкости.
Выведем общую формулу для определения плотности жидкости при помощи пикнометра, когда вода и жидкость имеют разную температуру. Примем следующие обозначения:
Do'stlaringiz bilan baham: |
