白炭黑的比重怎樣測(cè)定
- 2023-10-27
- 白炭黑百科
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白炭黑是一種粉末狀物質(zhì),其比重(密度)是指其質(zhì)量與體積之比,因此測(cè)定白炭黑的比重需要先測(cè)定其質(zhì)量和體積。下面將介紹幾種常用的測(cè)定白炭黑比重的方法。
一、浮法法測(cè)定白炭黑比重
浮法法是一種簡單易行的測(cè)定白炭黑比重的方法,其步驟如下:
1. 準(zhǔn)備兩個(gè)容器,其中一個(gè)容器裝滿清水,另一個(gè)容器裝滿乙醇或氯仿等有機(jī)溶劑。
2. 在清水容器中放入一定量的白炭黑,使其懸浮在水中。
3. 在有機(jī)溶劑容器中放入同樣的白炭黑,使其懸浮在溶劑中。
4. 等待一段時(shí)間,讓白炭黑在兩種液體中達(dá)到平衡狀態(tài)。
5. 用勺子或者過濾紙將白炭黑從水中撈起,放入有機(jī)溶劑中,記錄下白炭黑在有機(jī)溶劑中的浮高h(yuǎn)1。
6. 再將白炭黑從有機(jī)溶劑中撈起,放入水中,記錄下白炭黑在水中的浮高h(yuǎn)2。
7. 根據(jù)阿基米德原理,白炭黑在兩種液體中所受的浮力相等,即:
(1-ρ1/ρ2)gV = (1-ρ3/ρ2)gV
其中,ρ1是白炭黑的密度,ρ2是兩種液體的密度,ρ3是白炭黑在水中的密度,g是重力加速度,V是測(cè)定的白炭黑體積。
8. 整理得到:
ρ1 = ((h1-h2)/h2)(ρ3-ρ2)+ρ3
其中,h1和h2是測(cè)得的白炭黑浮高,ρ2是有機(jī)溶劑的密度,ρ3是水的密度,ρ1即為白炭黑的密度。
二、氣體比重法測(cè)定白炭黑比重
氣體比重法是一種常用的測(cè)定白炭黑比重的方法,其步驟如下:
1. 準(zhǔn)備一個(gè)密閉的容器,容器內(nèi)充滿了干燥的氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
2. 在容器中放入一定量的白炭黑,使其均勻分布在容器內(nèi)。
3. 用真空泵將容器抽成真空,以排除空氣和水分。
4. 將容器連接到氣體比重計(jì)上,記錄下容器內(nèi)的壓力和溫度。
5. 在氣體比重計(jì)上設(shè)置好標(biāo)準(zhǔn)氣體(如氮?dú)猓?,并將該氣體壓縮到容器內(nèi)。
6. 用氣體比重計(jì)測(cè)定壓縮前和壓縮后氣體的壓力和溫度。
7. 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,可得:
p1V1/T1 = p2V2/T2
其中,p1和T1是壓縮前的氣體壓力和溫度,V1是容器體積,p2和T2是壓縮后的氣體壓力和溫度,V2是容器內(nèi)氣體和白炭黑的總體積。
8. 整理得到:
ρ1 = (p1V1/T1)(T2/p2)(1-V2/V1)
其中,ρ1即為白炭黑的密度。
三、測(cè)量重量法測(cè)定白炭黑比重
測(cè)量重量法是一種準(zhǔn)確度較高的測(cè)定白炭黑比重的方法,其步驟如下:
1. 準(zhǔn)備一個(gè)天平和一個(gè)密度比較器。
2. 在密度比較器中放入一定量的白炭黑,記錄下其質(zhì)量m1。
3. 取出白炭黑,將密度比較器內(nèi)的溶劑(如水)倒入天平上的稱盤中,記錄下溶劑的質(zhì)量m2。
4. 將白炭黑放入密度比較器中,記錄下密度比較器和溶劑的總質(zhì)量m3。
5. 根據(jù)密度的定義,可得:
ρ1 = m1/(m3-m2)
其中,ρ1即為白炭黑的密度。
總結(jié)
以上三種方法是常用的測(cè)定白炭黑比重的方法,每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),選擇合適的方法需要根據(jù)實(shí)際情況和需要確定的精度來決定。在測(cè)定過程中,為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)當(dāng)注意控制實(shí)驗(yàn)條件,如溫度、壓力、濕度等。
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