ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1

Визначення фізичних характеристик твердих сипучих хімічних реагентів

Мета роботи: визначення істинної та насипної густини твердих сипучих хімічних реагентів.

1.Теоретичні основи

Тверді сипучі матеріали широко використовуються в хімічній технології як вихідна сировина, продукти реакції та каталізатори. До основних технічних та виробничих характеристик твердих матеріалів, які в значній мірі визначають їх властивості і якісні показники, відносять дисперсність, густину (істинну, показну і насипну) пористу структуру, питому поверхню і інші.

Відсутність даних характеристик, в ряді випадків, не дозволяє визначити необхідні технологічні параметри процесу, отримати високий вихід продукту, забезпечити необхідні властивості отриманих речовин.

Більшість твердих реагентів має пористу будову, тобто наявність в гранулах каналів і пустот різного розміру і форми, які сильно змінюють внутрішню поверхню частинок. В залежності від характеру пористої структури, форми і розміру частинок змінюється і густина одиниці об’єму твердого зернистого реагенту (матеріалу). Розрізняють істинну, показну і насипну (об’ємну) густину.

Істинна густина – маса одиниці об’єму твердого матеріалу без урахування об’єму пор.

Для визначення істинної густини використовують пікнометричний метод.

Формула для визначення істинної густини

(1.1)

де ρ₁ – істина густина реагенту г/см³

ρ_B – густина пікнометричної рідини при 20^оС (води), г/см³

m – наважка зразку твердого реагенту, г

М₁ – маса пікнометру з водою, г

М₂ – маса пікнометра з водою і наважкою, г

Насипна (об’ємна) густина – маса одиниці об’єму твердого сипучого реагенту (матеріалу) в природному стані з урахуванням щільності.

Щільність – частка вільного простору в шарі зернистого матеріалу.

Можна визначати насипну густину в пухкому та ущільненому стані. Насипну (об`ємну) густину визначають за формулою:

(1.2)

де - насипна густина, г/см³

М₁ – маса посудини з матеріалом, г

М₂ – маса пустої посудини, г

V – об’єм посудини, см³

2.Хімічні реактиви, прилади, посуд

Реактиви:

• Твердий реагент (за вибором викладача)

• Дистильована вода

Прилади та посуд:

• Пікнометри ……………………………………………….2 шт

• Термостат-шафа…………………………………………..1 шт

• Воронка……………………………………………………3 шт

• Аналітичні ваги ВЛР-200………………………………...1 шт

• Піпетка V=5 мл……………………………………………2 шт

• Стакан мірний V=250 мл…………………………………2 шт

• Прилад-воронка…………………………………………..1 шт

• Штатив…………………………………………………....1 шт

• Зажим………………………………..................................1 шт

3.Опис лабораторної установки

Для виконання першої частини лабораторної роботи ,тобто для визначення істинної густини, використовується пікнометр з пробкою V=25мл. На рисунку 1.1 показана лабораторна установка для визначення насипної (об’ємної) густини.

Вона складається з перевернутого урізаного конусу (1), який закінчується трубкою (2) із зажимом (3) на кінці. Воронка закріплена за допомогою штатива (4) на певній висоті .Під воронкою розміщений мірний стакан (5)

1 – воронка-конус; 2 – трубка; 3 – зажим; 4 – штатив;

5 – мірний стакан-приймач.

Рисунок 1.1 - Прилад для визначення насипної (об’ємної густини).