Определение удельной плотности и температуры растворов

Содержание

Слайд 2

Лекция №6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
УДЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ и ТЕМПЕРАТУРЫ РАСТВОРОВ

Дисциплина:
«Физико- химические методы исследований и техника

Лекция №6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ и ТЕМПЕРАТУРЫ РАСТВОРОВ Дисциплина: «Физико- химические методы
лабораторных работ»
1 курс 2 семестр

Слайд 3

Понятие «плотности веществ»

Удельная плотность выражается отношением массы вещества к его объему:
Единицы

Понятие «плотности веществ» Удельная плотность выражается отношением массы вещества к его объему:
измерения удельной плотности:
в международной системе- кг/м3,
в лабораторной практике- г/см3.

Слайд 4

Плотность- одна из главных физических величин, характеризующих свойства вещества.
Увеличивается с повышением

Плотность- одна из главных физических величин, характеризующих свойства вещества. Увеличивается с повышением
концентрации растворённого вещества.
Зависит от температуры. Стандартная температура для определения плотности= 200С

Слайд 5

Относительная плотность (или удельный вес)- это отношение плотности одного вещества к плотности

Относительная плотность (или удельный вес)- это отношение плотности одного вещества к плотности
другого, служащего эталоном (обычно это вода) при одинаковой температуре и давлении.

Слайд 6

Основные методы измерения плотности
Определение плотности основано на законе Архимеда: «Твёрдое тело при

Основные методы измерения плотности Определение плотности основано на законе Архимеда: «Твёрдое тело
погружении в жидкость теряет в весе настолько, сколько весит вытесненная жидкость».
Выбор метода определения зависит от того плотность какого вещества (жидкого или твёрдого) надо определить.

Слайд 7

Приборы для измерения плотности жидкостей- ареометры, по своему назначению делятся на две

Приборы для измерения плотности жидкостей- ареометры, по своему назначению делятся на две
группы:
ареометры (денсиметры), которые применяют для измерения плотности различных жидкостей, имеют шкалу в единицах плотности - урометры, нефтеденсиметры и т.д.;
2) ареометры для измерения концентрации раствора, шкала которых градуирована в объемных или массовых процентах- спиртометры, сахарометры, лактометры и др.

Ареометрический метод

Слайд 8

Достоинства:
быстрота определения,
возможность использования для анализа вязких жидкостей.
Недостатки:
невысокая точность

Достоинства: быстрота определения, возможность использования для анализа вязких жидкостей. Недостатки: невысокая точность
(до 0,01)
использование относительно большого количества анализируемой жидкости.

Слайд 9

Устройство ареометра.
Стеклянный тонкостенный цилиндрический сосуд, расширяющийся внизу и имеющий на конце стеклянный

Устройство ареометра. Стеклянный тонкостенный цилиндрический сосуд, расширяющийся внизу и имеющий на конце
резервуар, заполненный балластом (дробью, реже ртутью) для обеспечения устойчивости при погружении в жидкость.
В верхней части ареометра- шкала с делениями, соответствующими относительной плотности жидкости, и указанием температуры, при которой следует производить определение.
У наиболее точных ареометров шкала охватывает значения относительной плотности в пределах 0,2- 0,4 единицы

РИС. Ареометры

Слайд 10

Градуировку ареометров производят при 200С и относят к плотности воды при 40С

Градуировку ареометров производят при 200С и относят к плотности воды при 40С
(именно при этой температуре плотность воды принята за 1 гр/см), поэтому показания шкалы дают величину относительной плотности (d).
Некоторые типы ареометров изготавливают со встроенным термометром, позволяющим одновременно с плотностью (концентрацией) измерять и температуру жидкости.

РИС. Денсиметр (стеклянный): 1- полый корпус; 2- трубчатый стержень; 3-балласт; 4- связующее вещество; 5 - шкала плотности; 6- встроенный термометр; 7- шкала температуры.

Слайд 11

ФОТО. Ареометры

ФОТО. Ареометры

Слайд 12

2. Пикнометрический метод.
Более точный. Основан на взвешивании с помощью специального прибора-

2. Пикнометрический метод. Более точный. Основан на взвешивании с помощью специального прибора-
пикнометра.
Устройство пикнометра. Это емкость установленного объема, в которой взвешивается вещество.
Полученное значение корректируется с учетом выталкивающей способности воздуха, которая оказывает влияние на показания пикнометра при взвешивании.

РИС. 2. Пикнометры:
а- Гей- Люссака,
б- Рейшауера;
в- Ренье;
г- Менделеева

Слайд 13

ФОТО. Пикнометры

ФОТО. Пикнометры

Слайд 14

Устройство плотнометра.
Работает по принципу камертона.
В основе определения плотности лежит измерение

Устройство плотнометра. Работает по принципу камертона. В основе определения плотности лежит измерение
резонансной частоты колебаний полой стеклянной трубки.
Эта частота изменяется, когда трубка наполнена образцом: чем выше масса образца, тем ниже частота колебаний.
Прибор измеряет эту частоту и переводит в плотность.

3. Плотнометрический метод.
Плотнометр- электронный прибор для измерения плотности жидкости или газов.

Слайд 15

4. Определение плотности твёрдых тел по выталкивающей способности вспомогательной жидкости, плотность которой

4. Определение плотности твёрдых тел по выталкивающей способности вспомогательной жидкости, плотность которой
известна (вода или спирт) на специальных весах и приборах.

Применяют приборы разнообразной формы, в виде полых тел из металла или из стекла.
Снабжены чашечкой, на которую кладут гири и небольшие тела, плотность которых необходимо определить.

РИС. Прибор для определения плотности твёрдых тел

Слайд 16

Твёрдое вещество (А) взвешивают на точных (например, аналитических) весах, сначала в воздухе,

Твёрдое вещество (А) взвешивают на точных (например, аналитических) весах, сначала в воздухе,
затем во вспомогательной жидкости (В).
Плотность вещества определяют по двум взвешиваниям, учитывая плотность воздуха:

Слайд 17

3. Приборы для измерения температуры

Жидкостный термометр:
стеклянный баллон
капиллярная трубка внутри него
запасной резервуар заполнен

3. Приборы для измерения температуры Жидкостный термометр: стеклянный баллон капиллярная трубка внутри
термометрическими жидкостя-ми (ртуть, метиловый и этиловый спирт, керосин и др.)


Слайд 18

Принцип работы: объем жидкости внутри термометра изменяется при изменении температуры вокруг нее.

Принцип работы: объем жидкости внутри термометра изменяется при изменении температуры вокруг нее.

Жидкость, находящаяся в термометре при высокой температуре начинает увеличиваться в объеме, и подниматься вверх.

Шкала наносится прямо на поверхность капилляра или прикрепляется к нему снаружи.
Жидкостные стеклянные термометры применяют для измерения температур от - 30 до + 600°С.

Слайд 19

Достоинства стеклянных термометров:
простота применения,
невысокая
высокая точность измерения.
Недостатки :
хрупкость стеклянного

Достоинства стеклянных термометров: простота применения, невысокая высокая точность измерения. Недостатки : хрупкость
резервуара,
плохая видимость шкалы (если не применять специальной увеличительной оптики),
невозможность автоматической записи показаний, передачи показаний на расстояние и ремонта.

Слайд 20

термобаллон (1), заполненный газом, паром или жидкостью;
гибкий капилляр (2)- латунная трубка

термобаллон (1), заполненный газом, паром или жидкостью; гибкий капилляр (2)- латунная трубка
с внутренним диаметром в доли миллиметра;
манометр (3) со шкалой.

2. Манометрические термометры:

Слайд 21

Принцип действия основан на изменении давления газа, пара или жидкости в замкнутом

Принцип действия основан на изменении давления газа, пара или жидкости в замкнутом
объеме при изменении температуры.
Область измерения температур от -60 до +600°С.

Термобаллон помещают в измеряемую среду. При нагреве внутри него увеличивается давление, которое и измеряется манометром.

Слайд 22

3. Термоэлектрические термометры (термопары). Принцип действия основан на свойстве двух разнородных проводников

3. Термоэлектрические термометры (термопары). Принцип действия основан на свойстве двух разнородных проводников
создавать термоэлектродвижущую силу при нагревании места их соединения - спая. Термопары являются первичными преобразователями температуры в термоэлектродвижущую силу- сигнал, удобный для дистанционной передачи.
Поэтому в измерительную цепь за термопарой может быть сразу включен измерительный прибор для измерения термоэлектродвижущей силы термопары.
Обычно применяют автоматические потенциометры.

Слайд 23

4. Электронные термометры, позволяют измерять температуру дистанционно.
В контролируемом помещении располагается миниатюрный

4. Электронные термометры, позволяют измерять температуру дистанционно. В контролируемом помещении располагается миниатюрный
термочувствительный датчик, а в другой комнате индикатор, по шкале которого и отсчитывают температуру.

Способны измерять температуру в диапазоне от -50 до +1000С.