Определяне на плътността
Хидрометърът трябва да се потопи внимателно в течността, без да се изпуска от ръцете, докато не стане очевидно, че плава. След това ръката се освобождава внимателно и хидрометърът заема желаната позиция. Хидрометърът трябва да е в центъра на цилиндъра и в никакъв случай не трябва да докосва стените или да е много близо до тях, тъй като позицията на хидрометъра в цилиндъра влияе върху точността на показанията. По същия начин е напълно неприемливо хидрометърът да докосва дъното на цилиндъра (фиг. 492).
Отчитането се извършва според деленията на скалата на хидрометъра. Разделението, спрямо което се установява горният менискус на течността, характеризира големината на плътността.
След определяне хидрометърът се измива с вода (ако е определена плътността на водните разтвори), избърсва се и се поставя в специален калъф или в кутия. Ако се определи относителната плътност на течност, неразтворима във вода, тогава хидрометърът трябва да се измие с някакъв органичен разтворител.
Хидрометърът изисква внимателно боравене (може лесно да се счупи), което винаги трябва да се помни, когато работите с него.
Определяне на относителна плътност с пикнометри.
Пикнометрите се използват за определяне на относителната плътност на течности с точност до четири знака след десетичната запетая (фиг. 493). При определяне на относителната плътност първо се претегля празен пикнометър, след това с вода и след това с изпитваната течност и се намира масата на равни обеми на изпитваната течност и вода. Като вземем съотношението на тези
Всички претегляния се извършват на аналитична везна с точност до 0,0001 g.
Както при хидрометъра, относителната плътност се определя при известна температура, обикновено при 20 0 С. При същата температура се определят масата на водата и пикнометърът. Познаване на масата на водата и намиране втаблици с неговата плътност при 20 ° C, можете да определите капацитета на пикнометъра при тази температура
В СССР стандартната температура е 200C и всички общосъюзни стандарти се основават на измервания при тази температура. В изследователската работа най-често се използва пикнометърът на Оствалд (фиг. 494). На тръбите a и b на пикнометъра се поставят парчета тънка гумена тръба, затворена със стъклени пръчици.
Първо, пикнометърът се измива добре, изплаква се със спирт и етер и се изсушава добре, като се изсмуква въздух през него. За да направите това, свържете тръба b към колба на Drexel или Tishchenko, пълна със сярна киселина, и тръба a към водоструйна помпа. Когато сушенето приключи, празният пикнометър заедно с гумените капачки се претеглят на аналитична везна с точност до 0,0001 g и масата се записва.
Претеглен пикнометър се пълни с вода, за което изтеглената тръба b се потапя в чаша, пълна с дестилирана вода, и водата се засмуква през гумена тръба, поставена върху тръба a. В същото време целият пикнометър се запълва, без да се обръща внимание на маркировката на тръбата a. След това уредът се поставя за 10-15 минути във воден термостат, поддържащ температурата (2O 0C) с точност до десети от градуса.
При определяне на относителната плътност пикнометърът трябва да бъде толкова напълнен с течност, че да достигне маркировката в епруветка а и да запълни изтеглената епруветка b. Ако течността надхвърли маркировката, тогава излишъкът се отстранява внимателно с филтърна хартия. Ако в епруветката остане въздушно мехурче, то се изхвърля чрез постепенно накланяне на пикнометъра. Когато нивото на течността е зададеноПо-точно двете туби се затварят с гумени капачки и първо изтеглената туба, а след това тубата с етикета.
Изваденият от водата пикнометър се избърсва с чиста кърпа (следи се да не са останали влакна по стените) и се претегля на аналитична везна с точност до 0,0001 g.
Точната настройка на нивото на течността в пикнометъра (до маркировката) се извършва след като устройството, напълнено с изследваната течност, е било в термостата за 10-15 минути. Претеглянето се извършва, както е описано по-горе. След приключване на работата течността се излива от пикнометъра, измива се и се прибира.
Пикнометърът дава възможност за работа с много малки количества течност, като получените резултати са с достатъчна точност.
В лабораторната практика пикнометрите Gay-Lussac също се използват широко (фиг. 494, а). Процедурата за работа с тях е същата като с пикнометрите на Оствалд. Ако няма маркировка на уреда, той се пълни докрай и се затваря с тапа; последният измества излишната течност. Пикнометрите, в чиято тапа е запоен термометър, изискват внимателно боравене; те са нестабилни и лесно се преобръщат и чупят.
Всички пикнометри, описани по-горе, са подходящи само за определяне на относителната плътност на леко подвижни течности, които нямат висок вискозитет.Плътността на вискозните течности се определя най-добре с хидрометър или с помощта на хидростатична везна.
При много точно определяне на относителната плътност е необходимо да се коригира масата на въздуха в обема, зает от пикнометъра.
Определяне на относителната плътност с помощта на хидростатична везна. Напълно възможно е точно да се определи относителната плътност на течността итвърди тела, като се използват специални тегла на Mohr (фиг. 495) и Westphal (фиг. 496).
Везните на Мор, освен една скъсена чашка, имат и специална окачена плувка, чиято маса се регулира така, че везните да са в равновесие във въздуха.
Везните се доставят с тежест под формата на рейтери. Балансът е разделен на 10 части.
Ориз. 495. Хидростатична везна на Мор за определяне на плътността.
За да се определи относителната плътност на твърдо тяло, последното се окачва вместо поплавък, прецизно се балансира и след това се потапя във вода. Избирайки масата, преди да поставите везните в равновесие, определете относителната плътност. Принципът за определяне на относителната плътност тук се основава на закона на Архимед.Ако тяло във въздуха е балансирано с товар P и когато това тяло е потопено във вода с товар p, тогава относителната плътност на тялото ще бъде равна на P / (P-p) , т.е. масата на тялото, разделена на масата на водата, която измества.
Ако се определи относителната плътност на течността, тогава поплавъкът се потапя в течността в цилиндъра. Преди последният да бъде потопен в течността, везната трябва да бъде в равновесие. След като поплавъкът се потопи в течността в цилиндъра, везните се привеждат в равновесие чрез поставяне на ездачите на дясната им кобилица. Ако, например, първият ездач е застанал на деление "8", вторият на деление "6" и третият на деление "7" на дясното рамо на кобилицата, тогава относителната плътност на течността ще бъде равна на 0,867.
Значително по-разпространени са Вестфалските скали.
Ориз. 496. Хидростатични везни на Вестфалия: 1 - багажник; 2 - кобилица; 3 - стрелка; 4 - обеца; 5 - поплавък; 6 - показалец, 7 - фиксиращ винт; 8 - везни;!; 9 - затягащ винт.
Везните на Вестфал се различават от везните на Мор по това, че рамената на тяхната кобилица неравни по дължина и маса. Дългата и по-лека плешка се разделя на 10 равни части; в края му върху тънка платинена тел е окачен стъклен поплавък с термометър. Масата на поплавъка е такава, че везните във въздуха са в равновесие. За да се определи относителната плътност, тестовата течност, предварително доведена до стандартната температура, се излива в чаша или цилиндър. След това поплавъкът се потапя в течността, така че да е цялата в напитката. В този случай балансът на везните ще бъде нарушен. За постигане на баланс, на рамото, на което е разположена плувката, се поставят прикрепените към всяка везна оценки, обикновено четири или пет. Най-големият ездач по маса е равен на масата на дестилирана вода при 4 0C обем, изместен от поплавъка. Други оценители имат маса 10, 100, 1000 и 10 000 пъти по-малка от първата.
Първият оценяващ дава първия знак след десетичната запетая, вторият оценяващ дава втория знак след десетичната запетая и т. н. Обикновено се ограничава до три знака след десетичната запетая. Ако например първият оценител е на 8-мо деление, вторият на 9-то и третият на 5-то, тогава плътността на течността ще бъде равна на 0,895.
Корекциите за температурата, ако определянето не е извършено при стандартна температура, се изчисляват както е посочено по-горе. Определяне на относителната плътност по метода на балансиране. Този метод се използва за определяне на плътността на твърди вещества, които са неразтворими в алкохол или в смес от органични вещества.
Изследваното вещество се въвежда внимателно в алкохола, след което при непрекъснато разбъркване с термометър се добавя малко дестилирана вода, докато веществото спре да потъва на дъното и стане суспензия. Това ще стане, когато плътността на алкохолно-водния разтвор е равна на плътността на изследваното вещество.
След това се определя по скалите на Мор или Вестфал.относителна плътност на алкохолно-воден разтвор; получената стойност ще съответства на относителната плътност на тестваното вещество.
За определяне на относителната плътност на фино смлени и прахообразни тела може да се използва смес от няколко органични вещества, например хлороформ или бромоформ с бензен, толуен или ксилен или водни разтвори на двойна сол на калиев йодид и живак.
След определяне на плътността сместа от органични разтворители трябва да се диспергира, но в никакъв случай да не се изхвърля.