Lina14

Analityka Med.

Grupa 16

OML

2009/2010

Wyznaczanie gęstości ciał stałych sypkich i cieczy za pomocą

piknometru. Pomiar gęstości cieczy za pomocą areometru.

12.10.2009

Ćwiczenie 1

1.

Bień Elżbieta

2.

Błaszcz Natalia

3.

Borecki Bartłomiej

4.

Siara Ewelina

Gęstością ciała jednorodnego nazywamy stosunek masy m ciała do jego objętości v i wyrażamy ją wzorem:

v

m

=

ρ









٣

m

kg

Ciężarem właściwym

γ

ciała jednorodnego nazywamy stosunek ciężaru p ciała do jego objętości v , wyrażamy go wzorem









=

٣

m

N

v

p

γ

g

m

P

⋅

=

Gęstość względna to stosunek gęstości bezwzględnej ciała(cieczy) do gęstości bezwzgędnej cieczy wzorcowej, najczęściej
wody, w tej samej temperaturze:

w

p

p

d

=

Gęstość wiekszości substancji zależy od temperatury w sposób odwrotnie proporcjonalny tzn. wraz ze wzrostem temperatury
gęstość maleje. Związane jest to ze zjawiskiem rozszerzalnośći objętościowej ciał. Nietypową zależność gęstości od
temperatury wykazuje woda. W zakresie temperatur poniżej zera gęstość spada w miarę podwyższania sie temperatury,
natomiast w przedziale od 0



C do 4



C gęstość wzrasta osiągając maksymalną wartość

≈

1g/cm

3

w temperaturze 4



C (lód

utrzymuje się na powierzchni wody). Powyżej tej temperatury gęstość wody maleje zgodnie ze zjawiskiem rozszerzalności
objętościowej cieczy, np. przy 100



C osiąga wartość 958,38 kg/m

3

.

Piknometr to szklane naczynie o określonej objętości zamykane doszlifowany korkiem z termometrem do mierzenia w
czasie pomiarów temperatury wody i badanej cieczy. Z boku znajduje się kapilarny otwór służący do odprowadzenia
nadmiaru cieczy w czasie zamykania.

Gęstość względna cieczy:

١

٢

١

٣

m

m

m

m

d

−

−

=

١

m

masa piknometru, m

2

masa p. wypełnionego wodą, m

3

masa p. wypełnionego badaną cieczą

Gęstość względna ciał stałych:

٣

٢

١

١

m

m

m

m

d

−

+

=

١

m

masa ciała stałego, m

2

masa p. wypełnionego wodą, m

3

masa p. wypełnionego w 1/3-1/2 ciałem stałym i pozostałej części

wodą

Waga Mohra-waga hydrostatyczna zbudowana jest z dwuramiennej dźwigni na końcu dłuższego ramienia jest szklany
pływak, ramię ma podziałkę od 1 do 10, a na drugim ramieniu znajduje się ciężarek równoważący masę pływaka.

Gęstość względna cieczy:

w

w

c

c

d

m

m

d

=

m

c

masa cieczy w objętości nurka, m

w

masa wody tej samej objętości, d

w

gęstość wody w danej temperaturze

Prawo Archimedesa Na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu o kierunku pionowym i zwrocie w górę, równa
co do wartości ciężarowi wypartej cieczy.

Areometr podłużne szklane naczynko wypełnione u dołu śrutem lub rtęcią, pływa w pozycji pionowej

g

s

h

p

⋅

⋅

=

ρ

ρ

gęstość, h głębokość zanurzenia areometru, s pole przekroju poprzecznego przez areometr

Gdy areometr jest w równowadze ciężar=siła wyporu.

ĆWICZENIE

MATERIAŁY I PRZYRZĄDY:
*piknometr
*waga laboratoryjna
*zestaw areometrów
*suszarka
*woda destylowana
*25% roztwór gliceryny
*ciało stałe: kulki Pb
*alkohol etylowy

.

PRZEBIEG ĆWICZENIA

a)

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI BEZWZGLĘDNEJ CIAŁA STAŁEGO

1.

Przygotowywujemy kulki ołowiane w ilości odpowiadającej 1/3 do 1/2 objętości piknometru. Ważymy
kulki ołowiane. Masa samych kulek wynosi m1=49,193g.

2.

Napełniamy piknometr wodą destylowaną i zamykamy go korkiem. Następnie ważymy. Masa
piknometru z wodą destylowaną wynosi m2=42,347g.

3.

Do piknometru wypełnionego wodą destylowaną dodajemy ołowiane kulki, zamykamy go korkiem.
Osuszamy piknometr i wyznaczamy jego masę. Masa piknometru z wodą destylowaną i kulkami Pb
wynosi m3=86,976g.

4.

Obliczamy gęstośc bezwzględną ołowiu:
ρ = m1/(m1 + m2 – m3) * ρ H

2

O

ρ = 49,193g/(49,193g+42,347g-86,976g) * 0,998g/cm3≈10,757g/cm3

5.

Porównujemy obliczoną gęstość bezwzględną ołowiu z wartościa tablicową. Wartośc tablicowa wynosi
11,344 g/cm

3

.

Obliczamy błędy pomiaru.
Błąd bezwzgędny:

∆

x=|x-x2| = |11,344-10,757|= 0,587

Błąd względny:

δ

=

∆

x/x * 100%= 0,587/11,344 *100%= 5,17%

b)

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI BEZWZGLĘDNEJ CIECZY

1. Wyznaczamy gęstość gliceryny za pomocą piknometru:

a) Wyznaczamy masę pustego piknometru zamkniętego korkiem. Masa ta wynosi m1= 22,964g.

b) Napełniamy piknometr wodą destylowaną i zamykamy go korkiem. Następnie ważymy. Masa piknometru

z wodą destylowaną wynosi m2=42,347g.
c) Piknometr napełniamy 25% roztworem gliceryny. Następnie go ważymy. Masa piknometru napełnionego
gliceryną wynosi m3=43,659g.
d) Wyznaczamy gęstość gliceryny za pomocą piknometru według wzoru:

e) Obliczamy błędy pomiarowe, wiedząc żę wartość tablicowa 25% roztworu gliceryny wynosi 1,057 g/ cm

3

:

*błąd bezwzględny

∆

x = |x-x2| =0,009

*błąd względny

δ

=

∆

x/x *100% = 0,009/1,057 * 100% = 0,85%.

2. Wyznaczamy gęstość 25% roztworu gliceryny za pomocą odpowiedniego areometru:

a) Napełniamy cylinder gliceryną i z dostępnych areomerów wybieramy taki, który po zanurzeniu w glicerynie
daje możliwość odczytania wartości gęstości przy dolnym menisku cieczy.
b) Gęstość gliceryny wynosi 1,085g/ cm

3

.

c) Obliczamy błędy pomiarowe, wiedząc żę wartość tablicowa 25% roztworu gliceryny wynosi 1,057 g/ cm

3

:

d) Wyznaczanie gęstości bezwzględnej cieczy
ρ = ((43,659g-22,964g)*0.998g/cm3)/(42,347g-22,964g)≈

1

,

066g/cm3

*błąd bezwzględny

∆

x = |x-x2| = 11,057-1,085| = 0,028

*błąd względny

δ

=

∆

x/x *100% = 0,028/1,057 * 100% = 2,65%.