Лабораторная работа 13

Тема: Определение плотности реактивных и котельных топлив

Цель: Определить плотность реактивных и котельных топлив

Приборы и реактивы: цилиндр; нефтеденсиметры; пикнометры емкостью     от 1 до 10мл; пипетка; аналитические весы; образец топлива.

Рисунок 13.1 Нефтеденсиметр

Теоретические основы

     Абсолютной плотностью вещества называется количество массы, содержащейся в единице объема. В системе СИ плотность выражается в кг/м³. За единицу плотности принимается масса 1 см³ чистой воды при температуре 4⁰С.

     Абсолютную плотность нефтепродуктов определяют нефтеденсиметрами. Применение нефтеденсиметров основано на законе Архимеда, согласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу вытесненной жидкости в объеме погруженной части тела.

     Вес нефтеденсиметров подбирается таким образом, чтобы при погружении в испытуемые жидкости они не тонули и не всплывали бы выше той части, где нанесена градуировочная шкала плотности. В равновесном состоянии нефтеденсиметра по верхнему краю мениска отсчитывают на шкале плотность жидкости.

     Относительной плотностью вещества называется отношение его массы к массе чистой воды при 4⁰С, взятой в том же объеме. Численные значения абсолютной и относительной плотности совпадают, но относительная плотность – величина безразмерная.

     Относительную плотность определяют пикнометрическим методом. Метод основан на сравнении массы определенного объема испытуемого нефтепродукта с массой такого же объема воды при одинаковой температуре. Пикнометрический метод самый точный, но более длительный по сравнению с нефтеденсиметрическим. Для определения используют пикнометры различного объема и формы.

Порядок выполнения работы

1. Определение плотности нефтеденсиметрами.

     В стеклянный цилиндр, диаметр которого в два и более раз больше диаметра поплавка нефтеденсиметра, осторожно по стенке или по стеклянной палочке наливают испытуемый нефтепродукт, причем в таком количестве, чтобы при погружении в него нефтеденсиметра уровень жидкости не поднялся выше края цилиндра. Чистый,и сухой нефтеденсиметр берут за верхний конец и осторожно помещают в жидкость. После того как нефтеденсиметр установится и прекратятся его колебания, производят отсчет по верхнему краю мениска. Глаз наблюдателя при этом должен находиться на уровне мениска. Одновременно с этим отмечают температуру нефтепродукта.

2. Определение плотности пикнометрическим методом.

     Промытый пикнометр ополаскивают дистиллированной водой, остаток которой удаляют ополаскиванием этиловым спиртом или ацетоном, и после высушивания взвешивают на аналитических весах. При помощи пипетки наливают в пикнометр дистиллированную воду до метки и устанавливают его в водяную баню при 20⁰С. Через 10 – 15 мин, когда уровень воды в пикнометре перестанет изменяться, избыток воды выше метки удаляют кусочком фильтровальной бумаги.

     Наполненный водой пикнометр тщательно вытирают, а затем взвешивают. Масса воды в объеме пикнометра, определенная взвешиванием, называется водным числом пикнометра.

     Затем в той же последовательности, начиная с промывки и сушки пикнометра, определяют в нем массу испытуемого нефтепродукта при 20⁰С.

     «Видимую плотность»  ρ испытуемого нефтепродукта вычисляют по формуле:

        т₃ – т₂

ρ = ─────── ,

       т₁ – т₂

где т₃ − масса пикнометра с нефтепродуктом, г;

       т₂ − масса пикнометра, г;

       т₁  − масса пикнометра с водой, г.

     Действительную плотность с учетом плотности воды и воздуха при 20⁰С рассчитывают по формуле:

ρ= (0,99823 – 0,0012) ρ + 0,0012 = 0,99703 ρ + 0,0012,

где 0,99823 – плотность воды при 20⁰С, г/мл;

       0,0012 – плотность воздуха при 20⁰С и 0,1 МПа (760мм рт. ст.).

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение абсолютной плотности?

2. На чем основано применение нефтеденсиметра?

3. Как подбирают вес нефтеденсиметров?

4. Дайте определение относительной плотности?

5. На чем основан пикнометрический метод определения плотности?

6. Какой из способов определения плотности более точный?