Bestimmung der Dichte von Fest- und Flüssigstoffen

Dichte, definiert als eine Substanz Masse pro Volumeneinheit, ist eine wichtige physikalische Eigenschaft zur Charakterisierung eines Materials oder chemisches System.

Dichte errechnet sich mathematisch als eine Substanz Masse pro Volumen einnimmt. Das griechische Symbol "ρ" wird normalerweise verwendet, um die Dichte in den physikalischen Wissenschaften zu bezeichnen. Um die Dichte eines Stoffes zu erhalten, sind seine Masse und Volumen durch Messung bestimmt.

Dieses Video wird die Grundsätzen der Dichtebestimmung, die Verfahren zur Berechnung der Dichte sowohl feste und flüssige Stoffe, und einige Anwendungen der Dichte in der wissenschaftlichen Forschung vorstellen.

Alle Materie hat Masse, und die Masse nimmt ein bestimmtes Volumen.

Allerdings unterscheidet sich das Volumen des Raumes durch die gleiche Masse besetzt für verschiedene Stoffe, je nach ihrer jeweiligen Dichte. Zum Beispiel eine Tonne Ziegelsteine hat die gleiche Masse wie eine Tonne Federn, aber deutlich weniger Volumen einnimmt. Dichte wird ermittelt, indem Masse durch Volumen. . Masse mit Schuppen oder Salden gemessen werden können, und wird ausgedrückt in Gramm oder Kilogramm.

Per Konvention wird das Volumen von Flüssigkeiten und Gasen häufig in Einheiten von Litern oder Millilitern, gemessen mit Glaswaren ausgedrückt. Die Abmessungen der regelmäßig geformten Festkörpern können gemessen werden, direkt mit Herrschern oder Bremssättel, die Lineareinheiten, nachgebend Einheiten wie Kubikzentimeter Volumen haben. Ein Milliliter entspricht einem Kubikzentimeter.

Die Abmessungen des unregelmäßig geformten festen Proben nicht leicht messbar. Stattdessen können ihr Volumen durch Eintauchen der Feststoff in einer Flüssigkeit bestimmt werden. Das Volumen des eingetauchten Körpers ist gleich dem Volumen der verdrängten Flüssigkeit.

Nun, da Sie das Konzept von Dichte zu verstehen, werfen wir einen Blick auf zwei Protokolle zur genauen Bestimmung der Dichte einer Flüssigkeit und einem soliden.

Um diesen Vorgang zu starten, legen Sie einen sauberen und trockenen 50 mL volumetrischen Kolben auf einer Analysenwaage. Nach die Messung stabilisiert hat, das Gleichgewicht zu tarieren. Der Restbetrag sollte Null gelesen. Verwenden Sie einen Trichter der Küvette ca. 45 mL Flüssigkeit hinzu. Nicht zur Kalibrierung Marke auffüllen. Verwenden Sie eine Pasteurpipette hinzufügen Sie sorgfältig die letzten 5 mL Flüssigkeit, nur bis Ende der Flüssigkeit Meniskus die Linie auf den Kolben berührt. Wiegen Sie die Flasche wieder und nehmen Sie die Masse der Flüssigkeit auf. Wiederholen Sie die Messungen mindestens zweimal um zusätzliche Werte zur Berechnung einer durchschnittlichen Dichte zu erhalten. Die Ergebnisse werden in dieser Tabelle angezeigt. Die durchschnittliche gemessene Dichte war 0,789 g/mL, Abgleich der Literaturwert für Ethanol.

Ermitteln die Dichte von einem unregelmäßigen Solid in Form von Pellets, fügen Sie etwa 40 mL Wasser hinzu, eine saubere und trockene 100-mL-Messzylinder. Notieren Sie die genaue Menge. Legen Sie den Zylinder auf einer Analysenwaage und Tara. Fügen Sie ca. 10 Pellets, und notieren Sie das neue Volume nach der Zugabe. Wiegen Sie den Zylinder, Wasser und Pellets. Die Masse ist nur die Pellets, der Rest wurde tariert. Machen Sie mindestens zwei zusätzliche Sets von Masse und Volumen Messungen einen durchschnittlichen Wert der Dichte berechnen. Die Dichte für Zink wurde für drei verschiedene Proben gemessen. Es erwies sich 6,3 g/mL. Beachten Sie, dass, da die Messungen in einem Messzylinder vorgenommen wurden, die weniger präzise als ein volumetrischer Kolben ist die Dichte geringer Grad an Präzision.

Schauen wir uns jetzt mehrere unterschiedliche Anwendungen der Dichte auf verschiedene wissenschaftliche Forschung an.

Dichte ist nützlich für die Identifizierung oder reine Materialien, wie Elemente oder andere Arten von bekannten Reinheit überprüft. Beispielsweise weil Gold eine höhere Dichte als viele andere billiger Metalle hat, für die Berechnung die Dichte eine Goldmünze ist eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit, um seine Reinheit zu testen. Wenn die Dichte von Gold nicht übereinstimmt, ist die Münze nicht rein. Hier wurde eine Goldmünze haben eine Masse von 27,55 g und einem Volumen von 1,84 cm³, was einer Dichte von 14,97 g/cm³, das ist deutlich weniger als Gold Dichte von 19,3 g/cm³, darauf hinweist, dass die Münze nicht aus purem Gold besteht.

Dichtemessungen können auch verwendet werden, zu eine unbekannte Substanz zu ermitteln, ob eine Liste möglicher Hinweis Dichte verfügbar ist und verwendet werden, kann um Metalle ähnlich im Aussehen unterscheiden. In diesem Beispiel versucht der Wissenschaftler, zwei Proben von glänzendem Silber Metall zu identifizieren, die entweder aus Aluminium oder Zink sein könnte. Während die beiden Proben die gleiche Masse haben, unterscheiden sich deren Volumen erheblich. Die dichten waren entschlossen, 2.7 und 7,1 g/cm³ betragen, bestätigen ihre Identität als Aluminium und Zink.

Zu guter Letzt eignen sich Dichteunterschiede zur Trennung von Komponenten aus einer komplexen Mischung. In eine Methode namens Dichte-Gradienten-Zentrifugierung sind abnehmende Konzentrationen von Saccharose oder Polymere geschichtet, um einen Farbverlauf erstellen. Die Probe wird dann oben hinzugefügt. Diese Mischung wird dann Zentrifugierung unterzogen – das Spinnen von der Mischung mit hoher Geschwindigkeit um eine "Fliehkraft", die zur Bildung von ein Konzentrationsgradient des Moleküls führt zu generieren. Komponenten des Gemisches werden einen Punkt entlang dieser Verlauf migrieren, die seine Dichte vergleichbar ist.

In diesem Beispiel wurde eine bestimmte Art von Lipid-Tröpfchen oder kleine Tropfen der Fettmoleküle, aus den Zellen isoliert. Eine homogenisierte Mischung wurde zuerst durch Aufbrechen der Zellen gewonnen. Durch Zentrifugieren die Mischung in ein Dichtegradient Saccharose, wurden die Tröpfchen erfolgreich von anderen zellulären Bestandteilen getrennt, die von Lipiden, wie z. B. die Zellen Membranen bestehen.

Sie habe nur Jupiters Einführung der Bestimmung der Dichte einer Flüssigkeit und einem soliden beobachtet. Sie sollten jetzt Masse, Volumen und Dichte sowie eine gute Vorstellung davon wie diese Größen gemessen verstehen.

Danke fürs Zuschauen!