Pyknometr

Pyknometr je nádobka určená ke stanovování hustoty kapalin, případně malých tuhých nenasákavých tělísek.

Obr.1: Pyknometr. K ... kapilára v zátce

N ... nádobka pyknometru Z ... zátka pyknometru

Princip:

Jeho funkce je založena na tom, že při úplném naplnění a uzavření zátkou s kapilárou pojme vždy stejný, snadno reprodukovatelný objem V kapaliny. Hustota r kapaliny se pak určuje z její hmotnosti m (určeno vážením) a objemu V.

Přesná reprodukovatelnost objemu kapaliny v pyknometru je dána dvěma faktory:

1) Kapilára v zátce pyknometru je velmi úzká ve srovnání např. s hrdlem odměrné baňky. Význam této skutečnosti lze snadno ilustrovat následujícím příkladem:

Mějme odměrnou baňku o objemu 10 cm³ a průřezu hrdla 1 cm² a pyknometr o objemu 10 cm³ s průřezem kapiláry 1 mm². Pokud jsme odměrnou baňku naplnili v důsledku nepřesné práce 1 mm pod rysku, vznikla tím chyba objemu 0,1 cm³. Pokud by kapalina v kapiláře pyknometru po jeho naplnění sahala 1 mm pod horní konec kapiláry, vznikla by tím chyba objemu jen 0,001 cm³, tedy 100 krát menší než v případě odměrné baňky.

2) Do odměrné baňky je kapalina doplňována po rysku, což je pracné a přesnost výsledku do značné míry závisí na zručnosti a trpělivosti experimentátora. Tento problém u pyknometru odpadá, neboť se plní nadbytečným množstvím kapaliny, přičemž kapalina přebývající nad požadovaný výsledný objem z pyknometru po uzavření prostě vyteče.

Postup:

Pozn.: Protože zátka je nedílnou součástí pyknometru, provádíme veškerá vážení pyknometru zásadně i se zátkou.

I) Stanovení hustoty kapaliny, známe-li objem pyknometru

– Zvážíme prázdný suchý pyknometr (hmotnost m₁).

– Pyknometr naplníme až po okraj měřenou kapalinou a zazátkujeme, přičemž přebytečná kapalina vystříkne otvorem v zátce. Pyknometr velice pečlivě osušíme tamponem a zvážíme (hmotnost m₂).

– Výpočet:

m₂ – m₁ = m .............. hmotnost kapaliny uvnitř pyknometru

....................... hustota kapaliny, V je objem pyknometru, napsaný na nádobce

II) Stanovení hustoty kapaliny, neznáme-li objem pyknometru

Oproti postupu uvedenému v předchozím bodě musíme navíc zjistit objem pyknometru. Učiníme to pomocí hmotnosti m_S kapaliny o známé hustotě r_S (nejčastěji destilovaná voda), kterou naplníme pyknometr a zvážíme.

Postupujeme takto:

– Zvážíme prázdný suchý pyknometr (m₁) se zátkou.

– Zvážíme zazátkovaný pyknometr naplněný zkoumanou kapalinou a pečlivě osušený (m₂).

– Pyknometr důkladně propláchneme srovnávací kapalinou, pak jej touto kapalinou naplní-me, pečlivě osušíme a zvážíme (m₃).

– Výpočet:

m_S = m₃ – m₁ ............ hmotnost srovnávací kapaliny v pyknometru

................... objem pyknometru (r_S ........... hustota srovnávací kapaliny)

m = m₂ – m_{1 .}............. hmotnost zkoumané kapaliny v pyknometru

...................... hustota zkoumané kapaliny

III) Stanovení hustoty malých tuhých nenasákavých tělísek

– Zvážíme prázdný suchý pyknometr (m₁ = m_P).

– Zvážíme suchý pyknometr s tělísky (m₂ = m_P + m_T).

– Pyknometr s tělísky naplníme kapalinou o známé hustotě, která s tělísky chemicky nereaguje, uzavřeme zátkou, osušíme a zváží me (m₃ = m_P + m_T + m`_S).

_– Pyknometr vyprázdníme a propláchneme srovnávací kapalinou. pak jej touto kapalinou naplníme, uzavřeme zátkou, osušíme a zvážíme (hmotnost m₄ = m_P + m_S).

– Výpočet:

m₂ – m₁ = m_T ............ hmotnost tělísek

m₄ – m₁ = m_S ............ hmotnost srovnávací kapaliny zcela vyplňující pyknometr

................... objem pyknometru (r_s....... hustota srovnávací kapaliny)

m₃ – m₂ = m`_S ........... hmotnost srovnávací kapaliny v pyknometru s tělísky

^, .................. objem pyknometru zmenšený o objem tělísek

V – V` = V_T ............. objem tělísek

................. hustota tělísek