pomiar gęstości ciał stałych i cieczy metodą piknometryczną

POMIAR GĘSTOŚCI CIAŁ STAŁYCH I CIECZY
METODĄ PIKNOMETRYCZNĄ
(zakres szkoły średniej)
PODSTAWOWE INFORMACJE
Gęstość, czyli masa właściwa jest to stosunek masy pewnej ilości
substancji do zajmowanej przez nią objętości.
Metoda piknometryczna wyznaczania gęstości cieczy i ciał stałych
opiera się na pomiarze masy określonej ilości substancji,
zamkniętej w objętości naczynia, zwanego piknometrem. Dokładny
pomiar masy umożliwia waga analityczna. W laboratorium do
dyspozycji jest waga, za pomocą której można wyznaczyć masę
z dokładnością do 1/5mg.
POMIARY
1. Zważyć osuszony piknometr wraz z korkiem.
2. Napełnić piknometr wodą destylowaną. Nadmiar wody usunąć
za pomocą papieru.
3. Zważyć piknometr wypełniony wodą.
4. Napełnić piknometr badaną cieczą. Nadmiar cieczy usunąć za pomocą papieru.
5. Zważyć piknometr wypełniony cieczą.
6. Napełnić piknometr badanym śrutem do 2/3 pojemności.
7. Zważyć piknometr ze śrutem.
8. Dopełnić wodą piknometr ze śrutem.
9. Zważyć piknometr z wodą i śrutem.
TABELA POMIAROWA
Temperatura
otoczenia, °C
Masa odważników,
g
m1 - masa pustego
piknometru
m2 -masa piknometru
z wodą destylowaną
m3 -masa piknometru
z cieczą A
m4 - masa piknometru
z cieczą B
m5 - masa piknometru
ze śrutem
m6 - masa piknometru
z wodą i śrutem
Gęstość wody w temperaturze
otoczenia ρw, kg/m3
Wskazanie
Położenie na
śruby, mg
skali, mg
Masa
sumaryczna, g
OBLICZENIA
1. Korzystając z tabeli gęstości określić gęstość wody odpowiadającą danej temperaturze.
2. Obliczyć gęstości badanych cieczy
m − m1
m − m1
ρ3 = ρ w 3
, ρ4 = ρw 4
.
m2 − m1
m2 − m1
3. Obliczyć gęstość śrutu
m5 − m1
ρ S = ρw
.
m2 + m5 − m1 − m6
4. Określić dokładność pomiaru masy u(mx).
5. Porównać otrzymane gęstości z danymi tablicowymi1.
Temperatura,
°C
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
25
30
40
50
60
70
80
90
100
Gliwice, dnia
1
Gęstość
3
wody, kg/m
999.84
999.90
999.94
999.96
999.97
999.96
999.94
999.90
999.85
999.78
999.70
999.60
999.49
999.37
999.24
999.10
998.94
998.77
998.59
998.40
998.20
997.04
995.64
992.21
988.04
983.21
977.78
971.80
965.31
958.35
Tabela przedstawia zależność gęstości wodnego
roztworu chlorku sodu od stężenia i temperatury.
Współczynnik A20°C jest poprawką temperaturową
o następującym znaczeniu: jeśli gęstość roztworu jest
określona w temperaturze 20°C, to należy do niej
dodać wartość A×(20°C - T), żeby otrzymać gęstość
w temperaturze T.
Stężenie NaCl (T = 20°C)
%
kg/m3
mol/L
Gęstość
3
(kg/m )
t = 20°C
1
10,053
0,1720
1005,3
0,22
2
20,250
0,3464
1012,2
0,24
4
41,072
0,7026
1026,8
0,28
6
62,478
1,0688
1041,3
0,31
8
84,472
1,4451
1055,9
0,34
10
107,070
1,8317
1070,7
0,37
12
130,284
2,2288
1085,7
0,39
14
154,128
2,6367
1100,9
0,42
16
178,592
3,0553
1116,2
0,44
18
203,742
3,4855
1131,9
0,47
20
229,560
3,9272
1147,8
0,49
22
256,080
4,3808
1164,0
0,51
24
283,296
4,8465
1180,4
0,53
26
311,272
5,3251
1197,2
0,55
Podpis prowadzącego
Źródło: Poradnik fizykochemiczny, WNT Warszawa 1974.
A20°C