Analityka Med.
Grupa 16
Wyznaczanie gęstości ciał stałych sypkich i cieczy za pomocą OML
piknometru. Pomiar gęstości cieczy za pomocą areometru.
2009/2010
12.10.2009
1.
Bień Elżbieta
2.
Błaszcz Natalia
Ćwiczenie 1
3.
Borecki Bartłomiej
4.
Siara Ewelina
Gęstością ciała jednorodnego nazywamy stosunek masy m ciała do jego objętości v i wyrażamy ją wzorem: m
ρ =
kg
v ٣
m
Ciężarem właściwym γ ciała jednorodnego nazywamy stosunek ciężaru p ciała do jego objętości v , wyrażamy go wzorem p N
γ =
P = m ⋅ g
٣
v m
Gęstość względna to stosunek gęstości bezwzględnej ciała(cieczy) do gęstości bezwzgędnej cieczy wzorcowej, najczęściej wody, w tej samej temperaturze:
p
d =
pw
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.
m − m
Gęstość względna cieczy:
٣
١
d = m − m
٢
١
m masa piknometru, m
١
2 masa p. wypełnionego wodą, m3 masa p. wypełnionego badaną cieczą m
Gęstość względna ciał stałych:
١
d = m + m − m
١
٢
٣
m masa ciała stałego, m
١
2 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.
m
Gęstość względna cieczy:
c
d =
d
c
w
mw
mc masa cieczy w objętości nurka, mw masa wody tej samej objętości, dw 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 p
ρ = h⋅ s⋅ g
ρ gęstość, h głębokość zanurzenia areometru, s pole przekroju poprzecznego przez areometr Gdy areometr jest w równowadze ciężar=siła wyporu.
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 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: ∆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/ cm3 :
*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/ 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 ∆x = |x-x2| = 11,057-1,085| = 0,028
*błąd względny δ = ∆x/x *100% = 0,028/1,057 * 100% = 2,65%.