Определение плотности

Плотностью называют массу единицы объема вещества:

m

 = ---

V

Если массу m измерить в граммах, а объем V в кубических сантиметрах, то плотность представляет собой массу 1 куб. см вещества: [] = г/см³.

Определение плотности проводят с помощью пикнометра или ареометра.

Методика определения. Метод 1. Применяют в случае определения плотности жидкостей с точностью до 0,001. Чистый сухой пикнометр взвешивают с точностью до 0,0002 г, заполняют с помощью маленькой воронки дистиллированной водой немного выше метки, закрывают пробкой и выдерживают в течение 20 мин в термостате, в котором поддерживают постоянную температуру воды 20 ^оС с точностью до 0,1^оС. При этой температуре уровень воды в пикнометре доводят до метки, быстро отбирая излишек воды при помощи пипетки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги. Пикнометр снова закрывают пробкой и выдерживают в термостате еще 10 мин, проверяя положение мениска по отношению к метке. Затем пикнометр вынимают из термостата, фильтровальной бумагой вытирают внутреннюю поверхность горлышка пикнометра, а также весь пикнометр снаружи, оставляют под стеклом аналитических весов в течение 10 мин и взвешивают с той же точностью.

Пикнометр освобождают от воды, высушивают, споласкивая последовательно спиртом и эфиром (сушить пикнометр путем нагревания не допускается), удаляют остатки эфира продуванием воздуха, заполняют пикнометр испытуемой жидкостью и затем производят те же операции, что и с дистиллированной водой.

Плотность (г/ см³) вычисляют по формуле:

(m₂ - m) 0,99703

= ---------------------- + 0,0012,

m₁ - m

где m - масса пустого пикнометра в граммах; m1 - масса пикнометра с дистиллированной водой в граммах; m2 - масса пикнометра с испытуемой жидкостью в граммах; 0,99703 - значение плотности воды при 20 ^оС (в г/ куб. см с учетом плотности воздуха); 0,0012 - плотность воздуха при 20 ^оС и барометрическом давлении 1011 гПа (760 Mr рт. ст.).

Метод 2. Применяют в случае определения плотности жидкостей с точностью до 0,01. Испытуемую жидкость помещают в цилиндр и при температуре жидкости 20 ^оС осторожно опускают в нее чистый сухой ареометр, на шкале которого предусмотрена ожидаемая величина плотности. Ареометр не выпускают из рук до тех пор, пока не станет очевидным, что он плавает; при этом необходимо следить, чтобы ареометр не касался стенок и дна цилиндра. Отсчет производят через 3-4 мин после погружения по делению на шкале ареометра, соответствующему нижнему мениску жидкости (при отсчете глаз должен быть на уровне мениска).

Примечания. 1. Определение плотности сильнолетучих веществ ареометром не допускается.

2. В случае определения темноокрашенных жидкостей отсчет производят по верхнему мениску.

Метод 3. Применяют для определения плотности твердых жиров и воска. Точно взвешивают пустой пикнометр, затем взвешивают тот же пикнометр, наполненный дистиллированной водой, температура которой 20^оС. После этого воду удаляют и пикнометр высушивают. Все операции проводят, соблюдая условия, указанные в методе 1.

В пикнометр вливают при помощи пипетки или небольшой воронки с тонкооттянутым концом расплавленный жир или воск в таком количестве, чтобы он занимал 1/3 - 1/2 объема пикнометра. Пикнометр ставят на один час без пробки в горячую воду, затем охлаждают до 20 ^оС и взвешивают; доводят до метки дистиллированной водой при 20 ^оС, вытирают насухо и вновь взвешивают. В обеих фазах и на поверхности их раздела не должно быть пузырьков воздуха.

Величину плотности вычисляют по следующей формуле:

(m₂ - m) 0,99703

= -------------------- + 0,0012,

(m₁+m₂)-(m +m₃)

где m - масса пустого пикнометра в граммах; m₁ - масса пикнометра с дистиллированной водой в граммах; m₂ - масса пикнометра с жиром в граммах; m₃ - масса пикнометра с жиром и водой в граммах.