Lina14

Analityka Med. Grupa 17 2009/2010	Wyznaczanie gęstości ciał stałych sypkich i cieczy za pomocą piknometru. Pomiar gęstości cieczy za pomocą areometru.	12.10.2009
Ćwiczenie 1

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

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

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

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/cm³ 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/m³.

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:

masa piknometru, m₂ masa p. wypełnionego wodą, m₃ masa p. wypełnionego badaną cieczą

Gęstość względna ciał stałych:

masa ciała stałego, m₂ masa p. wypełnionego wodą, m₃ 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:

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

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

1. 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 H₂O

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/cm³ .

Obliczamy błędy pomiaru.

Błąd bezwzgędny: Δx=|x-x2| = |11,344-10,757|= 0,587

Błąd względny: δ=Δx/x * 100%= 0,587/11,344 *100%= 5,17%

2. 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/ cm³ :

*błąd bezwzględny Δx = |x-x2| =0,009

*błąd względny δ = Δx/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/ cm³ .

c) Obliczamy błędy pomiarowe, wiedząc żę wartość tablicowa 25% roztworu gliceryny wynosi 1,057 g/ cm³ :

d) Wyznaczanie gęstości bezwzględnej cieczy
ρ = ((43,659g-22,964g)*0.998g/cm3)/(42,347g-22,964g)≈ 1,066g/cm3

*błąd bezwzględny Δx = |x-x2| = 11,057-1,085| = 0,028

*błąd względny δ = Δx/x *100% = 0,028/1,057 * 100% = 2,65%.

---