Пикнометры: что это, виды, принципы работы, как пользоваться?

В данной статье мы узнаем, что такое пикнометры, какие виды приборов существуют, какие принципы работы и как ими пользоваться. Расскажем, как правильно исследовать твердые, летучие, жидкие и газообразные вещества. Посмотрим, как правильно определить плотность вещества и какие значения потребуются для расчетов.

Пикнометры что это?

Что такое пикнометры не много, кто знает, а, ведь, без него не обходится ни одна физико-химическая лаборатория, как и без титраторов что это такое его особенности и принципы работы, мы уже знаем. При помощи данного сосуда можно измерить плотность веществ, которые находятся в газообразном, жидком и твердом состоянии. Все это необходимо при осуществлении контроля качества не только готовой продукции, но и сырья, из которого она изготавливается. Пикнометр имеет специальную конструкцию, изготавливается только из медицинского и лабораторного стекла. Для осуществления замеров не обязательно наполнять сосуд полностью, для точных результатов достаточно будет даже 0,5 кубических сантиметров рабочего вещества.

Еще одно преимущество прибора в том, что с его помощью можно проводить два различных исследования, не зависимо друг от друга, это термостатирование и взвешивание. Для работы сначала нужно взвесить пикнометр, после этого сосуд заполняется исследуемым веществом до специальной отметки, в условии поддержания определенной температуры. Для того чтобы определить плотность твердого вещества необходимо погрузить его в воду, лучше использовать дистиллированную. Она отличается тем, что в ее состав не входят соли.

Для получения значений плотности массу исследуемого вещества делят на его объем. Пикнометры могут быть стандартными, которые выглядят как небольшая колбочка, у которой метка нанесена не на бока, а на горлышко. Такие используют для определения плотности и чистых однокомпонентных жидкостей. Для жидкостей и твердых веществ применяют пикнометры Гей-Люсака, как красный фосфор его описание свойства и характеристики, мы уже рассматривали. Они отличаются наличием специального капилляра на горлышке и плоским дном. Есть прибор, названный именем Менделеева, у таких видов есть термометр.

Основные виды

Существует несколько основных видов пикнометров, какой из них использовать выбирает специалист. Итак, стандартные применяют для проведения несложных опытов исследований жидкостей и твердых веществ, они отличаются самой обычной конструкцией и простотой использования. Пикнометры Менделеева оснащены специальными термометрами, которые позволяют отслеживать динамику изменения температуры и поддерживать ее, это помогает добиться максимально точных результатов. Приборы с двумя капиллярами-носиками применяют для определения плотности не только жидкостей. Но и летучих веществ, и растворов.

Пикнометры Рейшауэра отличаются внешним видом, они представляют собой мерную колбу с высоким и узким горлышком. У последнего на верхней части нанесена градуировка кольцевыми метками. Применяют такие приборы для твердых веществ. Для газов используется специальный пикнометр, его производят в виде стеклянного шара, он оснащен двумя отводящими трубками с краниками. Благодаря своим конструктивным особенностям, он позволяет получать результаты с минимальными погрешностями.

Для исследования полезных ископаемых и других твердых веществ, в том числе продуктов питания, зерновых культур, полимеров и т.д. используют гелиевые пикнометры. Они выглядят как компактный блок, в который встроен дисплей и клавиатура. Он может работать без участия человека, что минимизирует появление ошибок, а, значит, повышает точность результатов. Но, в целом, принцип работы у всех одинаковый, важно массу вещества разделить на его объем.

Принципы работы разных видов пикнометров

У разных видов пикнометров могут отличаться принципы работы. Масса плотности вещества определяется немного по-другому. Для этого сосуд заполняют жидкостью, главное, чтобы исследуемый образец не растворился в ней. Для того чтобы получить значения плотности важно учитывать еще и массу. В том числе, самого образца, прибора с жидкостью и прибора с жидкостью и исследуемым образцом, простые боросиликатные пробирки здесь не подойдут. Работа с пикнометром начинается с взвешивания пустого сосуда, затем его нагревают до определенной температуры, вместе с этим нагревают и чистую воду. После того, как необходимая температура достигнута, воду выливают в сосуд и взвешивают.

После этого воду выливают, пикнометр просушивают, для этого его помещают в специальную печь. Рабочее вещество наливают до метки, которая находится на горлышке, важно, чтобы в этот момент ее температура совпадала с температурой воды. Для работы с пикнометром Менделеева не потребуется процедура термостатирования, т.к. пришлифованный термометр позволяет постоянно держать температуру вещества под контролем. При работе с прибором Освальда, который оснащен двумя капиллярами, правый из них подсоединяют к водоструйному насосу.

При работе с газовыми пикнометрами его наполняют веществом, после этого помещают на аналитические весы. Перед этим важно еще произвести замер не только температуры, но и атмосферного давления. Затем к пикнометру присоединяется насос, с помощью которого газ полностью откачивается. Массу пустого сосуда тоже надо замерить, разница между значением пустого и наполненного прибора и будет масса газа.

Как правильно пользоваться пикнометром?

Для того чтобы правильно пользоваться пикнометром необходимо понимать, что принцип работы с ним на прямую связан с состоянием изучаемого вещества. Те приборы, которые предназначены для определения плотности твердых веществ обладают широким горлышком, их можно плотно закрыть крышкой. Сосуды для работы с газообразными веществами обязательно оснащены кранами, с их помощью откачивается рабочая среда. Для исследования летучих жидкостей нужны приборы с капиллярами.

При замерах необходимо учитывать температуру исследуемого вещества, ведь она может оказать существенное влияние на полученные результаты. При взвешивании нужно использовать только высокоточные аналитические весы что это их виды и точность, мы уже обсуждали. При работе обязательно следят, чтобы не образовывались пузырьки, ведь они могут увеличивать выталкивающую силу, что непременно исказит результаты.