Пикнометр (от греч. «пикнос» – плотный) – это стеклянный сосуд с горлышком и меткой в верхней его части и плотно прилегающей крышкой-колпачком. Пикнометры применяют для очень точного измерения плотностей различных веществ, как правило, жидкостей. Важно, что они позволяют проводить измерения почти при любой температуре, в отличие, например, от мензурок, которые предназначены для измерений при 20°С.
Плотность различных веществ по-разному зависит от температуры. Пусть, например, мы хотим измерить плотность горячего молока при 50°С. Оказавшись в мензурке, молоко нагреет её стенки, стекло расширится, и вместе с ним расширится шкала на мензурке. В результате мы не сможем точно измерить объём молока и, как следствие, его плотность. Поэтому применяют пикнометр.
Первый пикнометр и, собственно говоря, сам пикнометрический метод определения плотности веществ были изобретены русским физиком и химиком Д.И.Менделеевым в 1859 году.
Процесс измерения плотности таков:
1. Определяют массу сухого пикнометра с помощью точных весов;
2. Подогревают пикнометр и чистую воду до той температуры, при которой будут измерять плотность исследуемой жидкости (молока, нефти и др.);
3. Наполняют пикнометр чистой водой до метки, следя за постоянством температуры;
4. Определяют массу пикнометра вместе с чистой водой;
5. Выливают воду и высушивают пикнометр в специальной печи;
6. Наливают исследуемую жидкость в пикнометр до метки, следя, чтобы температура была той же, как и при заполнении пикнометра чистой водой;
7. Определяют массу пикнометра вместе с исследуемой жидкостью.
Тем самым мы обеспечиваем точное равенство объёма исследуемой жидкости объёму чистой воды при любой температуре. Найдя ёе массу (вычитанием массы сухого пикнометра), и узнав её плотность при температуре проведения измерений (по специальным таблицам), мы легко подсчитаем и плотность исследуемой жидкости по формуле:
В этой формуле: m – масса пикнометра; m1 – масса пикнометра с водой; m2 – масса пикнометра с исследуемой жидкостью (молоком, нефтью и др).
Основные достоинства пикнометрического метода определения плотности следующие. Очень высокая точность измерений, возможность проводить их в широком диапазоне температур, использование малых количеств анализируемых «проб» различных веществ.
Пикнометры применяют, например, для определения плотности нефти и нефтепродуктов, её измерение предусмотрено стандартами многих стран. По плотности можно ориентировочно судить о составе нефти и нефтепродуктов и, как следствие, о её качестве и стоимости.
