Piknometr jest to przyrząd służący do pomiarów gęstości ciał stałych i cieczy za pomocą serii ważeń. Głównym elementem piknometru jest małe naczynko o pojemności od 1 do 100 ml oraz dopasowany do niego korek ze szlifem. Korek wyposażony jest w rurkę kapilarną oraz, czasami, w termometr. Istnieją cztery główne rodzaje piknometrów: - z otworem kapilarnym
- z termometrem i kapilarą
- ze znakiem i korkiem ze szlifem
- U - kształtny piknometr (stosowany do pomiarów gęstości lotnych cieczy)
Pomiar gęstości ciał stałych polega na umieszczeniu ciała w naczynku wypełnionym cieczą i dokonaniu serii pomiarów masy. Pozwala to na bardzo dokładne wyliczenie gęstości. Ważne jest żeby ciało miało taki kształt, że łatwo je można umieścić w piknometrze. Bardzo dobre są np. granulki. Aby wyznaczyć gęstość ciała, należy zmierzyć masę samego piknometru, masę piknometru z wodą a także masę piknometru z wodą i dodanym ciałem stałym. Konieczne jest też wcześniejsze zważenie samego ciała. Z wyników ważenia otrzymujemy:
ms1 - masa ciała stałego w powietrzu
mp - masa piknometru
mp+w - masa piknometru i wody
mp+w+s - masa piknometru, wody i ciała stałego.
Z danych możemy wyznaczyć masę wody oraz masę ciała po zanurzeniu go w cieczy:
mw = mp+w - mp
ms2 = mp+w+s - mp+w
Wiadomo, że siła wyporu jest równa różnicy pomiędzy ciężarem ciała w powietrzu i ciężarem ciała w wodzie:
Fw = ms1g - ms2g = (ms1 - ms2)g
oraz ciężarowi wypartej cieczy:
Fw = Vsrcg
Gęstość wody można przyjąć za równą 1 kg/dm3. Możemy stąd obliczyć objętość ciała:
Vzrc = ms1 - ms2 Þ Vs = (ms1 - ms2)/rc
Znając objętość ciała i jego masę, można obliczyć gęstość ciała:
rs= ms1/Vs
Wykonywanie pomiarów za pomocą piknometru:
Piknometr należy oczyścić wodą destylowaną, a następnie osuszyć etanolem. Należy dokładnie zważyć piknometr wraz z zatyczką i zapisać wynik, uwzględniając błąd pomiarowy (0,0002 g). Następnie piknometr należy wypełnić wodą, zatkać i dokładnie zważyć. Wynik zapisujemy. Następnie ważymy badane ciało stałe, zapisujemy jego masę, i przenosimy w całości do piknometru. Zamykamy piknometr i ważymy całość. Zapisujemy wynik. Mając dane wszystkie potrzebne wielkości, możemy je podstawić do wzoru i obliczyć gęstość badanego ciała.
