Определение плотности жидкости

Цель работы: Определите плотность раствора соли, выданного инженером практикума, при помощи пикнометра и ареометра.

Реактивы: водный раствор неорганической соли.

Приборы и материалы: стеклянный цилиндр, набор ареометров, пикнометр, аналитические весы.

Выполнение работы.

Для быстрого определения относительной плотности жидкости применяют ареометр (денсиметр).

Получите раствор исследуемой жидкости и набор ареометров у инженера практикума. Налейте раствор соли в стеклянный цилиндр емкостью примерно до половины его объема. Наливать жидкость до краев не следует, так как при погружении ареометра жидкость может перелиться через край. Поэтому уровень жидкости в цилиндре должен быть на несколько сантиметров ниже края цилиндра.

Первым в раствор погружают ареометр, предназначенный для испытания жидкостей с наименьшей плотностью. Такой ареометр будет всплывать даже в самой легкой жидкости. Он не опустится на дно, не ударится и не разобьется. Его легко можно будет извлечь из раствора за верхнюю часть. Если есть сомнение в том, что ареометр подходит для данной жидкости, то погружать ареометр в жидкость следует осторожно, не выпуская его из рук до тех пор, пока не станет очевидным, что он плавает. Тогда руку можно отпустить, и ареометр примет нужное положение. Ареометр должен находиться в центре цилиндра и ни в коем случае не касаться стенок или быть к ним очень близко, так как положение ареометра в цилиндре отражается на точности показаний. Точно так же недопустимо, чтобы ареометр касался дна цилиндра (рис. 52).

Если ареометр окажется легким, и уровень жидкости в цилиндре не достигнет шкалы, то ареометр извлекают и укладывают в кристаллизатор для последующего мытья. В тот же цилиндр с раствором можно опустить следующий, более тяжелый по интервалу плотности, ареометр.

В результате последовательного перебора будет найден такой ареометр, который останется плавать в таком положении, что уровень жидкости окажется в пределах отсчетной шкалы (рис. 53).

Отсчет проводят по делениям шкалы ареометра через 1 – 2 минуты после погружения. Деление, против которого установился верхний мениск жидкости, показывает значение плотности жидкости.

После определения плотности все использованные ареометры промывают водопроводной водой, ополаскивают дистиллированной водой, высушивают при комнатной температуре и убирают в специальный футляр.

Рис. 52. Правильное расположение ареометра в цилиндре

Рис. 53. Мениск вокруг трубки ареометра: 1 – верхний край, 2 – нижний край мениска, 3 - трубка ареометра, 4 – стенка цилиндра

Более точно значение плотности можно найти при помощи пикнометра.

У инженера практикума получите пикнометр. Вымытый и высушенный пикнометр вместе с пробкой взвесьте на аналитических весах. Запишите это значение массы m₁.

Затем заполните пикнометр исследуемым раствором до метки. Отсчет ведите по нижнему краю мениска. Излишек жидкости из пикнометра можно удалить при помощи пипетки с капиллярным кончиком или полоской фильтровальной бумаги. После этого пикнометр закройте пробкой и тщательно оботрите снаружи куском ткани либо бумаги, не оставляющей на поверхности пикнометра следов волокон, и взвесьте на аналитических весах. Значение массы m₂ запишите.

Вылейте раствор, промойте пикнометр дистиллированной водой и заполните его ей до метки. Определите массу пикнометра на аналитических весах. Запишите результат m₃.

Плотность исследуемой жидкости ρ ₂₀, пренебрегая плотностью воздуха и принимая плотность воды при комнатной температуре равной 0.9982 г/мл, вычисляют по формуле:

В отчете приведите значения плотности одного и того же раствора, полученные двумя независимыми методами – ареометрическим и пикнометрическим, сравните полученные значения между собой. Проверьте результат у инженера практикума.

Исходя из природы соли, используйте измеренное значение плотности для нахождения концентрации ее раствора, основываясь на приводимой в справочниках или табл. 5 зависимости плотности раствора от концентрации.

Табл. 5. Плотность растворов некоторых солей.