Pyknometer - Bestimmen Sie sicher die Dichte
Ein Pyknometer ist ein Messgerät, mit dem Sie die Dichte von Flüssigkeiten oder
Feststoffen schnell und präzise bestimmen können. Es wird benutzt, um Qualitätskontrollen durchzuführen
oder im Labor die genauen Bestandteile von
Lösungen oder die Art eines Feststoffes zu ermitteln. Mit einem Pyknometer ist es auf einfache
Weise möglich, die Reinheit von Stoffen zu überprüfen, egal, ob es sich um Rohstoffe, Zwischen-
oder Fertigerzeugnis handelt. So können genaue Ableitungen getroffen und Verunreinigungen
frühzeitig erkannt werden. Damit lässt sich in jedem Produktionsschritt genau überwachen, ob es
Abweichungen von der gewünschten Zusammensetzung gibt.
Stoffdichte
Eine wichtige Eigenschaft eines Stoffes ist seine Dichte. Sie hängt eng mit dem Volumen
und der Masse zusammen. Kennt man zwei der Größen, kann man die dritte einfach errechnen.
Die Dichte ist eine spezifische Größe und sagt beispielsweise aus, ob Zusammensetzungen
der vorhandenen Mischungen korrekt sind. In der Produktion ist dies besonders wichtig,
da durch Verunreinigungen oder falsche Zusammensetzungen und Mischungsverhältnisse
fehlerhafte und qualitativ minderwertige Produkte entstehen. Im Labor wird der Zusammenhang
von Volumen, Masse und Dichte genutzt, um mit einem Pyknometer die gesuchte Größe,
die Dichte, zu ermitteln. Daneben wird auch eine Waage benötigt.
Aufbau und Funktionsweise
Ein Pyknometer ist ein kleines Gefäß, das einen genau passenden Stopfen zum Verschließen
besitzt. Dieser Stopfen enthält eine Kapillare, über die überschüssige Flüssigkeit abfließen
kann. So ist eine exakte Befüllung möglich. Damit Sie die Temperierung optimal durchführen
können, empfehlen wir Pyknometer, die bereits ein
Thermometer
enthalten und so die Temperaturablesung vereinfachen.
Beachten Sie beim Kauf auf das Volumen, welches das gewählte Pyknometer fassen kann.
Hierbei sind nicht nur die zu untersuchenden Stoffprobenmengen zu berücksichtigen,
sondern auch die Größe der Feststoffteilchen. Grobkörniges Granulat bringt Sie sonst
schnell an Ihre Grenzen. Außerdem ist eine Überdimensionierung zu vermeiden, weil
gerade bei kleinen Proben im Verhältnis gesehen sehr geringe Verdrängungen stattfinden.
Auch die benötigte Energie für die genaue Temperierung ist dann nicht mehr im Idealbereich
angesiedelt.
Amtlich geeicht
Bei amtlich geeichten Pyknometern können Sie sicher sein, dass Ihr Messgerät genaue
Ergebnisse hervorbringt. Die Anforderungen, die ein Pyknometer erfüllen muss, um den
Eichschein zu erhalten, sind umfassend. Justierung, Aufschriften, Einheiten und Bauanforderungen
vom Material bis zu entscheidenden Größen wie die Wandstärke werden hierbei geprüft. Sie
erhalten mit einem amtlich geeichten Pyknometer die absolute Präzision für die Messdurchführung.
Justierungen
Bei Pyknometern mit Justierung ist der Messwert sehr genau. Es ist sichergestellt, dass die
erhaltenen Messergebnisse innerhalb einer geringen Fehlerakzeptanz liegen und Verfälschungen
im Messergebnis, die durch das Gerät verursacht werden, ausgeschlossen werden.
Grundsätzlich gilt, geeichte und justierte Messgeräte sind beim Kauf vorzuziehen.
Ausgewogen
Bei ausgewogenen Pyknometern ist das Leergewicht bekannt und kann somit bei der Messung
vernachlässigt werden. Wichtig für eine hohe Genauigkeit Ihrer späteren Messung ist, dass die
Angabe des Leergewichtes so genau wie möglich ist. Je mehr Dezimalstellen angegeben sind,
umso genauer sind die späteren Berechnungen. Dies gilt auch für die Auswahl der zu
verwendenden Waage für alle Folgewägungen.
Arbeiten mit dem Pyknometer
Damit Sie korrekte Messergebnisse erhalten, ist es wichtig, einige grundlegende
Dinge zu beachten:
- >Entnehmen Sie eine Stichprobe aus dem zu untersuchenden Stoff. Achten Sie darauf, dass
keine Verunreinigungen der Stoffportion hinzu kommen, sondern dass der Stoff in seiner
Reinheit von der Entnahme bis zur Messung unverändert bleibt.
- Wichtig ist außerdem, dass das Pyknometer sowie die zu bearbeitenden Flüssigkeiten
und Stoffproben auf 20 °C temperiert werden, damit es keine Verschiebungen der Messergebnisse gibt.
Bestimmung der Dichte von Feststoffen
Das Pyknometer muss sauber und absolut trocken sein, bevor Sie mit der Messung
beginnen. Ist Ihnen das Gewicht des leeren Pyknometers bekannt, können Sie auf eine
Leerwägung verzichten. Sie benötigen allerdings das genaue Tara-Gewicht, um spätere
Ableitungen und Berechnungen durchführen zu können.
Füllen Sie Ihre Stoffprobe in das Pyknometer ein und wiegen Sie erneut. Sie erhalten die
Summe des Gewichtes von Pyknometer und Stoffprobe. Anschließend füllen Sie es mit
einer Flüssigkeit auf, vorrangig wird hierzu Wasser benutzt. Es wird erneut gewogen, allerdings
muss das Pyknometer komplett gefüllt sein. Das Pyknometer wird gereinigt und die letzte Wägung
erfolgt. Es wird erneut mit der bei der dritten Wägung verwendeten Flüssigkeit gefüllt und gewogen.
Über die ermittelten Gewichte in Kombination mit der bekannten Dichte der verwendeten Flüssigkeit
und dem Volumen, welches das Pyknometer fassen kann, lässt sich die Dichte der Stoffprobe errechnen.
Anhand von Vergleichswerten können Abweichungen vom Sollwert erkannt und gezielt
gegengesteuert werden.
Dichtebestimmung von Flüssigkeiten
Bei der Dichtebestimmung von Flüssigkeiten geht man ähnlich vor. Es werden nur drei
Wägungen durchgeführt. Die des leeren Pyknometers (Tara), die des Pyknometers komplett
gefüllt mit der zu bestimmenden Flüssigkeit und die des mit der Vergleichsflüssigkeit gefüllten
Pyknometers. Die Dichte der Vergleichsflüssigkeit muss auch hierbei bekannt sein. Aus diesen
Werten ist wiederum die Berechnung der Dichte der Flüssigkeitsprobe unter der Vorgabe des
Volumens des Pyknometers möglich.