ピクノメーター

この記事では、ピクノメーターとは何か、ピクノメーターの部品とは何かについて学びます。さらに、比重計を使用して液体の密度を測定する方法についても説明します。

ピクノメーターとは何ですか?

比重計は、液体の密度を実験的に測定するために使用される実験器具です。つまり、比重計は液体の密度を測定するための測定器です。

比重計は、密度が未知の液体がある場合や、溶液があってその密度を知りたい場合に非常に役立ちます。

同様に、密度と密度は重力によって数学的に関係付けられるため、ピクノメータは液体の比重を計算するためにも使用されます。

比重計を使用して液体の密度を研究する分野は、ピクノメトリーと呼ばれます。

ピクノメーターは、11世紀頃に当時の有名なイスラム科学者アル・ビルーニによって発明されました。

ピクノメーターの部品

一般に、ピクメーターはガラスでできており、底部は上部よりも幅が広くなります。さらに、気泡を逃がす毛細管を備えたガラス栓を備えているため、より正確に密度を測定できます。

以下に、ピクノメータのさまざまな部分にマークを付けた図面を示します。

ピクノメーターの図面、ピクノメーターの部品

通常、比重計のサイズは非常に小さく、液体用の比重計の容量は通常 30ml 未満です。

ただし、他の実験器具とは異なり、比重瓶のキャップは対象物全体のサイズに比べて大きいです。

ピクノメーターの使い方

比重計で液体の密度を測定するには、次の手順に従う必要があります。

  1. 校正済みの天秤を使用して、空の比重計の重量を量ります。
  2. ピクノメーターに蒸留水を満たし、重量を量ります。
  3. 水の質量を計算します。これを行うには、水を満たしたピクノメーターの質量から空のピクノメーターの質量を引く必要があります。
  4. ピクノメーターを空にし、きれいにして乾燥させます。
  5. ピクノメーターに溶液を満たし、重量を量ります。
  6. 液体の質量を求めるには、前と同様に、液体を満たしたピクノメーターの質量から空のピクノメーターの質量を差し引きます。
  7. 水の質量、水の密度、液体の質量がわかったら、次の式を適用して液体の密度を計算できます。
  8. \rho_l=\cfrac{m_l}{m_a}\cdot \rho_a

    \rho_l

    そして

    m_l

    はそれぞれ液体の密度と質量、

    \rho_a

    そして

    m_a

    はそれぞれ水の密度と質量です。

水は液体の密度を計算するための基準として使用されるため、水の正確な密度を知るには水の温度を知る必要があります。以下は、一般的な温度範囲における水の密度の表です。

水の密度

比重計算をより正確にするためには、液体をピクノメーターに注ぐときに液体が完全に満たされ、気泡がないことが重要です。ピクノメーターが満杯であることを確認する 1 つの方法は、ピクノメーターが覆われたときに一滴を落とすことです。

研究室でピクノメーターを使用するためのすべての手順を示すビデオを用意しています。

ピクノメーターの種類

比重計にはいくつかの種類がありますが、それらは互いに非常によく似ています。

  • ゲイ・リュサック比重計: 非常に細長いキャップと毛細管の穴があり、非常に正確な測定が可能です。
  • ハバード・カーミック比重計– キャップは短く、通常、油や塗料などのより粘性の高い液体の密度を測定するために使用されます。
  • Le Chatelier ピクノメーター– メスフラスコに似ていますが、先端がフレア状になっています。通常、すすぎ跡があります。このタイプの比重計は、固体の密度を測定するために使用されます。
  • チャップマンピクノメーター– 底に 2 つの電球が付いたメスシリンダーで構成されています。表面水分率を決定するためによく使用されます。

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