3. Определение плотности растворов ареометром и пикнометром

Цель работы: определ ить плотность различных веществ с использованием пикнометра и ареометра.

Оборудование и материалы: цилиндр стеклянный 100 мл, воронки, набор ареометров, термометр для измерения температуры от 0 до 50˚Сс ценой деления 0,1 ˚С, стеклянные палочки, пинцет, лупа, анализируемые растворы, ареометр, пикнометр.

Технические средстваобучения: калькулятор.

Ход работы:

Определение плотности растворов ареометром

Плотность – скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объему.

Ареометр – прибор для измерения плотности жидкостей, принцип работы которого основан на законе Архимеда.

Ареометр представляет собой узкую стеклянную трубку, расширяющуюся в нижней части и имеющую на конце груз из свинцовой дроби. В узкой части трубки помещается шкала.

При погружении прибора в жидкость, он всплывает так, что уровень жидкости показывает отметку на шкале прибора, соответствующую измеряемой плотности.

При этом необходимо выполнять элементарные правила работы с прибором, чтобы не повредить его и снять правильные показания: придерживая ареометр за верхнюю часть рукой, аккуратно погружают его до дна цилиндра.

Для отсчета по шкале глаз располагают на уровне поверхности жидкости и замечают соответствующее значение шкалы.

Анализируемый раствор наливают в чистый сухой цилиндр 100 мл.

Измеряют температуру испытуемой жидкости, осторожно перемешивая ее стеклянной мешалкой. Выдерживают 3 минуты и замеряют температуру жидкости. Температура должна оставлять (20 ± 0,1)˚С.

Цилиндр устанавливают на ровной поверхности. В цилиндр осторожно опускают чистый сухой ареометр, шкала которого соответствует ожидаемому значению плотности.

Расстояние от нижнего конца ареометра, погруженного в жидкость, до дна цилиндра должно быть не менее 3 см.

Ареометр не выпускают из рук до тех пор, пока он не станет плавать, не касаясь стенок и дна цилиндра.

Когда прекратятся колебания ареометра, отсчитывают его показания по нижнему краю мениска.

По окончании работы ареометры ополаскивают чистой водой и вытирают полотенцем или фильтровальной бумагой и кладут в футляр

Рисунок 2 – Ареометр и его работа

1. Замерили плотность анализируемых растворов (два параллельных определения):

ρ_ист – плотность анализируемого раствора (ρ_n), г/см³

2. Нашли расхождения между параллельными определениями:

3. Нашли среднее значение плотности из двух параллельных определений:

4. Определили абсолютную ошибку метода:

∆ - абсолютная погрешность, г/м³, (дельта)

5. Необходимо определить относительную ошибку метода:

δ – относительная погрешность метода, %

Определение плотности растворов пикнометром

Определение плотности пикнометром является давним способом определения плотности, как жидкостей, так и твердых тел.

Пикнометр представляет собой стеклянный сосуд определенной формы и известным объемом. Принцип действия пикнометра основан на взвешивании находящегося в нем вещества. Зная массу и объем пикнометра можно рассчитать плотность вещества по формуле ρ = m/V, где ρ – плотность, m – масса вещества (без массы пикнометра), V – объем пикнометра.

Процесс определения плотности пикнометром можно описать поэтапно:

1. Наполнение пикнометра веществом до определенной отметки;

2. Взвешивание наполненного пикнометра;

3. Математический расчет плотности.

Определение относительной плотности при помощи пикнометра основано на измерении массы исследуемого вещества, помещенного в сосуд определенного объема (пикнометр) и отнесенной к массе вещества, взятого в том же объеме и при той же температуре. Воду взвешивают на аналитических весах.

Взвешенный сухой пикнометр при помощи пипетки наполняют испытуемым веществом. Жгутиком из фильтровальной бумаги удаляют избыток вещества из горлышка пикнометра, закрывают его, вытирают снаружи и взвешивают.

Рисунок 3 – Пикнометр

1. Замерили массу высушенного пикнометра:

2. Замерили объемы анализируемых растворов:

3. Определили массу пикнометров с анализируемым раствором:

4. Вычислили массу анализируемого раствора:

5. Вычислили плотность анализируемого раствора:

6. Определили абсолютную ошибку метода:

∆ - абсолютная погрешность, г/м³, (дельта)

7. Определили относительную ошибку метода:

δ – относительная погрешность метода, %

Вывод: в данной работе мы определили плотность различных веществ с использованием пикнометра и ареометра.