16.10.2012	Wyznaczanie gęstości ciał stałych sypkich za pomocą piknometru. Pomiar gęstości cieczy.	Ocena
Farmacja Grupa 19	Joanna Szlosarczyk Maria Zawadzka Joanna Żmuda Anna Wita

I. Teoria

1.-Gęstość bezwzględna (inaczej masa właściwa) to stosunek masy do objętości danego ciała (cieczy) charakteryzująca daną substancję.

[kg/m³] rzadziej stosowane jednostki to: kg/l, g/cm³, g/dm³

-Gęstość względna to stosunek gęstości bezwzględnej ciała (cieczy) do gęstości bezwzględnej cieczy wzorcowej ( najczęściej jest nią woda) w tej samej temperaturze

-Ciężar właściwy to stosunek ciężaru ciała do jego objętości, zależy od siły grawitacji (ciążenia)

[jednostką ciężaru jest N/m³ ]

-Waga hydrostatyczna - może ją stanowić najzwyklejsza waga analityczna, która jest umieszczona na specjalnym statywie, tak aby móc zawiesić ważone ciało od dołu szalki wagi.

Urządzenie to umożliwia pomiar gęstości ciała w oparciu o prawo Archimedesa.

Badaną próbkę ciała zawieszoną na cienkim druciku (o zaniedbywalnie małej masie) ważymy dwukrotnie: raz w powietrzu, drugi raz w cieczy wzorcowej, najczęściej wodzie destylowanej.

-Piknometr - to szklane naczynie ze oszlifowanym korkiem, umożliwiające pomiar gęstości badanej substancji.

Gęstość badanej substancji(ciała stałego) wyznaczamy ze wzoru:

m₁-masa ciała stałego, m₂-masa piknometru wypełnionego wodą, m₃-masa piknometru wypełnionego ciałem stałym i wodą

Natomiast gęstość cieczy wyznaczamy ze wzoru:

=

m₁-masa piknometru, m₂-masa piknometru wypełnionego wodą, m₃-masa piknometru wypełniona badaną cieczą

-Areometr - to proste urządzenie służące do pomiaru gęstości, wykorzystujące siłę wyporu z jaką ciecz działa na zanurzone w niej ciało. Ma postać szklanej rurki z podziałką poszerzonej w dolnej części i obciążonej w najniższej części rtęcią lub śrutem, aby nadać pozycje pionową i odpowiednie zanurzenie. Działanie oparte na prawie Archimedesa.

-Prawo Archimedesa- na każde ciało zanurzone w płynie(cieczy, gazie, plazmie) działa siła wyporu skierowana pionowo ku górze, równa jest ciężarowi płynu wypartemu przez to ciało i przyłożona w jego środku geometrycznym. Siła ta jest wypadkową wszystkich sił parcia płynu na ciało.

-Gęstość wody, zależność gęstości H₂O od temperatury - w zakresie poniżej 0^OC gęstość w miarę spadku temperatury rośnie, w zakresie 0^OC - 4^OC gęstość wzrasta wraz ze wzrostem temperatury osiągając wartość 1g/cm³, powyżej 4^OC gęstość H₂O maleje zgodnie ze zjawiskiem rozszerzalności objętościowej cieczy.

II. Doświadczenie, pomiary i obliczenia

1. Wyznaczenie gęstości bezwzględnej ciała stałego dla kulek ołowianych.

a) przygotowanie kulek ołowianych

b) wyznaczenie za pomocą wagi laboratoryjnej masy pustego piknometru z korkiem (m_p=40,312g)

c) wyznaczenie masy suchych kulek ołowianych za pomocą wagi laboratoryjnej (m₁=13,951g)

d) wyznaczenie masy piknometru z wodą (m₂=107,099g)

e) wyznaczenie masy piknometru napełnionego wodą i kulkami ołowianymi (m₃=121,050g)

f) porównujemy obliczoną wartość gęstości bezwzględnej ołowiu z wartością tablicową

(wartość tablicowa: 11,350 g/cm³)

x1=11,823 g/cm³

Błąd bezwzględny= |wartość obliczona- wartość tablicowa|= |11,823-11,350|=0,473

Błąd względny=(błąd bezwzględny/wartość tablicowa)x100%=4,17%

2. Wyznaczenie gęstości bezwzględnej cieczy

a)wyznaczenie masy pustego areometru za pomocą wagi laboratoryjnej(m₁=40,312g)

b)wyznaczamy masę piknometru z wodą (m₂=107,099g)

c)wyznaczenie masy pikometru napełnionego 10% roztworem gliceryny (m₃=109,799g)

=

=1,04 g/cm³

Wartość tablicowa gęstości r-ru 10% gliceryny : 1,02370 g/cm³

Błąd bezwzględny=|1,04-1,02370|= 0,0163

Błąd względny=(0,0163/1,02370)x100%=1,59%

3.Wyznaczenie gęstości roztworu 10% gliceryny za pomocą areometru

a)cylinder napełniamy roztworem gliceryny, do którego wkładamy taki areometr, który da nam możliwość odczytania jej gęstości przy dolnym menisku.

b)ponieważ nie dysponujemy odpowiednim areometrem, gęstość gliceryny wyznaczymy jako średnią największej gęstości areometru unoszącego się na niej i najmniejszej wartości ze skali areometru który się w niej topi.

Gęstość największa= 1,35 g/cm³

Gęstość najmniejsza=0,950 g/cm³

Średnia gęstości = (1,35+ 0,950)/2 = 1,15

Błąd bezwzględny: |1,15-1,02370|=0,1263

Błąd względny: (0,1263/1,02370)x100%=12,33%

III. Wnioski

• Dwa pierwsze pomiary gęstości wydają się być w miarę dokładne, o czym świadczą niskie wyniki błędów pomiarowych

• Ostatni pomiar może być sfałszowany na wskutek braku odpowiedniego przyrządu do wykonania pomiarów

---