Пикнометр

Для измерения плотности различных веществ в химических и физических лабораториях, как правило, используют пикнометры. Этот измерительный инструмент был изобретен Д.И.Менделеевым в 1859-м году.

Что из себя представляет пикнометр:

Пикнометр состоит из измерительной стеклянной колбы точно известного объема, с более узким горлышком, чем имеет стандартная мерная колба. Она может быть различной конструкции, с меткой на горловине, с градуированной горловиной или капилляром в горловине. Инструмент может быть оснащен дополнительной капиллярной трубочкой-отводом, которая закрывается пришлифованным термометром. Некоторые пикнометры закрываются притертыми пробками или колпачками, чтобы минимизировать испарение жидкости из сосуда.

Существуют различные виды пикнометров, приспособленных для работы с разными типами веществ.

Например:
— универсальный пикнометр Гей-Люссака с капилляром в пробке;
— Менделеева, с пришлифованным термометром для работы без термостатирования;
— Оствальда, с двумя капиллярами, и U-образный пикнометр для работы с летучими жидкостями;
— колба Рейшауэра с капилляром в пришлифованной, относительно широкой, горловине, наиболее удобная для измерения плотности твердых веществ,
стандартный, с меткой на горловине;
— пикнометр для газов — сферической формы с двумя кранами.

Пикнометры изготавливаются из высококачественного стекла с малым коэффициентом линейного расширения. Обычно используется боросиликатное стекло, нейтральное к веществам, с которым соприкасается.

Принцип действия пикнометра:

Как известно, для вычисления плотности вещества, нужно его массу разделить на объем. Мерная колба — пикнометр позволяет с высокой точностью измерить и то, и другое. Объем определяется заполнением абсолютно чистого и сухого сосуда до метки или до верха капилляра. Массу же вычисляют путем взвешивания пустого сосуда и сосуда, заполненного жидкостью.

Если требуется вычислить плотность твердого вещества, то сосуд заполняют жидкостью, в которой исследуемое вещество не растворяется. В формуле для вычисления плотности учитывается вес заполненного жидкостью пикнометра, вес исследуемого вещества и вес пикнометра с жидкостью и веществом.

Точность измерений с помощью пикнометров может достигать величины 10-5 г/куб.см при использовании сосудов не более 100 куб.см. На практике наиболее востребованы пикнометры вместимостью до 30 мл.

При работе с пикнометром следует учитывать температуру жидкости, поэтому окончательные взвешивание производят после того, как пикнометр выдерживают в термостате достаточное время, чтобы привести температуру вещества в приборе к требуемому значению.

Преимущества использования пикнометров:

— Возможность работы с малыми количествами вещества, до 0,5 мл.
— Высокая точность измерений.
— Продуманная конструкция прибора, минимизирующая площадь открытой поверхности жидкости, благодаря чему можно пренебречь испарением жидкости и поглощением веществ из воздуха.
— Простота эксплуатации, компактность и портативность, позволяющие применять лабораторный прибор в различных условиях.
— Операции термостатирования и взвешивания можно производить отдельно.