4.3 Опис приладів для визначення густини вуглеводневого конденсату

Пікнометри представляють собою скляні посудини різної форми і мають точний строго визначений об’єм. Пікнометри можуть бути з термометром або без нього (рисунок 4.1).

а б в

а – на 5мл; б – на 10мл; в – пікнометр з термометром

Рисунок 4.1 – Пікнометри

Ареометр являє собою скляну трубку, в нижній частині якої знаходиться розширення, заповнене свинцевим дробом, ртуттю або іншою речовиною (рисунок 4.2). Всередині трубки є шкала з поділками, що показують значення густини. Інколи ареометри обладнані термометром для вимірювання температури, при якій визначають густину конденсату, оскільки густина залежить від температури.

а б

а – з термометром; б – без термометра

Рисунок 4.2 – Ареометри для вимірювання густини конденсату

4.4 Методика проведення досліду та обробка результатів

Перед визначенням густини конденсату пікнометр ретельно миють і просушують. Після цього його зважують на аналітичній вазі з точністю до 0,0002 г.

Потім визначають „водне число” пікнометра, тобто масу води в об’ємі пікнометра при 20 ⁰С. Для цього пікнометр заповнюють дистильованою водою до мітки і витримують в термостаті при 20 ⁰С не менше ніж 30 хв. Надлишок води відбирають фільтрувальним папером. Рівень води в пікнометрі встановлюють по верхньому краю меніска.

Пікнометр із встановленим рівнем води при 20 ⁰С ретельно витирають ззовні і зважують з точністю 0,0002 г.

За результатами дослідження визначають „водне число” пікнометра за формулою:

G= G₂–G₁ , (4.4)

де G₁ – вага порожнього пікнометра, г;

G₂ – вага пікнометра з водою, г.

Після цього воду з пікнометра виливають, пікнометр висушують.

Сухий і чистий пікнометр заповнюють конденсатом дещо вище мітки за допомогою піпетки і витримують в термостаті впродовж 30 хв. Надлишок конденсату відбирають фільтрувальним папером. Після того, як рівень конденсату перестає змінюватись, його встановлюють по верхньому краю меніска. Пікнометр ззовні добре витирають і зважують з точністю до 0,0002 г.

Розраховують „видиму” густину конденсату за формулою:

, або , (4.5)

де G₃ – вага пікнометра з конденсатом, г.

„Видима” густина дає тільки наближене значення густини, оскільки зважування проводиться в атмосфері повітря.

„Видиму” густину конденсату перераховують у дійсну густину за формулою:

або , (4.6)

де 998,23 – густина води при 20 ⁰С, кг/м³;

1,205 кг/м³– густина повітря при 20 ⁰С і барометричному тиску 760 мм.рт.ст.

Якщо густину конденсату визначають при температурі t, то здійснюють перерахунок густини конденсату при температурі 20 ⁰С за формулою (4.3).

На лабораторних заняттях студенти отримують пікнометри, проводять всі зважування і розрахунки.

Розходження між паралельним визначенням густини конденсату не повинно перевищувати 0,4 кг/м³.

Результати визначення густини конденсату заносяться в таблицю 4.2.

Таблиця 4.2 – Результати визначення густини конденсату за допомогою пікнометра

Но-мер дос-лі-дів	Маса порож-нього пікно-метра G1, г	Маса пікно-метра з водою G2, г	Маса пікно-метра з конден-сатом G3, г	„Водне число” пікно-метра G, г	„Видима” густина конден-сату	Густина конде-сату при температурі вимірю-вання , кг/м3	Густина конденсату, зведена до стандарт-них умов ,	Різниця між паралель-ними досліда-ми , кг/м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9

Для визначення густини конденсату ареометром необхідно в скляний циліндр (без поділок) ємністю не менше 300 см³ налити конденсат, попередньо зведений за допомогою термостата до температури 20 ⁰С. Перевіривши температуру, обережно опускають у конденсат ареометр, притримуючи його рукою до тих пір, поки не стане очевидним, що він плаває. При цьому потрібно слідкувати, щоб ареометр знаходився якраз у центрі циліндра і ні в якому випадку не торкався його стінок (рисунок 4.3).

Коли ареометр встановився, проводять визначення густини конденсату по діленнях шкали ареометра. Ділення, напроти якого встановився верхній меніск рідини, характеризує значення густини досліджуваної рідини. Визначення густини конденсату проводять з точністю до третього знаку. Ще раз перевіряють температуру, виймають ареометр з конденсату, обмивають його водою, обережно обтирають і вкладають у футляр.

Якщо температура конденсату відрізняється від 20 ⁰С, то визначену по шкалі ареометра густину конденсату при температурі дослідження необхідно привести до густини при температурі 20 ⁰С за формулою (4.3).

Рисунок 4.3 – Визначення густини конденсату ареометром

Результати досліджень зводяться в таблицю 4.3.

Таблиця 4.3 – Результати визначення густини конденсату за допомогою ареометра

Температура досліду, 0С	Густина конденсату при температурі визначення ρк(t), кг/м3	Середня температурна поправка, кг/(см3∙0С)	Густина конденсату при 20 0С ρк.ст, кг/м3

Студенти проводять визначення густини однієї і тієї ж проби конденсату за допомогою пікнометра та ареометра.