Wyznaczanie gęstości ciał stałych za pomocą piknometru

Opis przyrządu:

Piknometr – naczynie (zwykle szklane) przeznaczone do pomiaru gęstości cieczy i ciał stałych poprzez ważenie. Typowy piknometr ma postać małego naczynka o objętości 1 – 100 cm2 zamkniętego doszlifowanym korkiem z przenikającą go kapilarą, niekiedy zaopatrzonego w termometr. Ciała stałe umieszcza się w piknometrze napełnionym cieczą. Odpowiednia seria ważeń pozwala obliczyć dokładnie gęstość badanej substancji. Rozróżniamy cztery rodzaje piknometrów:

1. Piknometr z otworem kapilarnym
2. Piknometr z termometrem i rurką kapilarną
3. Piknometr kapilarny w kształcie litery „U”, stosowany do cieczy lotnych
4. Piknometr ze znakiem i doszlifowanym korkiem



Opis doświadczenia:

Badane ciało powinno mieć taką formę, która umożliwi nam włożenie ciała do piknometru (np.: granulek). Objętość „V” ciała wyznaczamy pośrednio za pomocą piknometru mierzymy masę piknometru wypełnionego wodą ( m3 ) i masę piknometru wypełnionego wodą wraz z badanym ciałem ( m4 ). Objętość „V” badanego ciała jest równa objętości wody wypartej przez to ciało

mw – masa wypartej wody przez badane ciało
Przebieg pomiarów:

Czyścimy piknometr denaturatem, a następnie wodą destylowaną. W następnej kolejności ważymy badane ciało – m oraz piknometr napełniony wodą destylowaną ( m3), a następnie piknometr z wodą i badanym ciałem m ( m4 ). Wyniki pomiarów zapisujemy i wykonujemy obliczenia z uwzględnieniem niepewności pomiarowych.

Wyniki pomiarów:

Dane:

masa piknometru – 25,8640 g
masa piknometru z H2O ( m3 ) – 50,0236 g
masa piknometru z badanym ciałem – 58,2454 g
masa piknometru z badanym ciałem i H2O ( m3 + m = m4 ) – 77,1904
masa badanego ciała m – 58,2454 – 25,8640

( pamiętajmy o niepewności pomiarowej przy wszystkich obliczeniach ! )

Inne:

błąd pomiarowy wagi - ± 0,0002 g
gęstość wody - dw = 1 g / cm3

Obliczenia:


d x = ( 6,2097 ± 0,0008 ) g / cm3
Np = 0,08 %

Odp: Gęstość badanego ciała stałego (antymonu) wynosi około 6,2097 g / cm3