KWALIFIKACJA CHM6 - WRZESIEŃ 2014

PYTANIE NR 37.
Za pomocą którego z wymienionych przyrządów nie można zbadać gęstości cieczy?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Gęstość cieczy wyznacza się przyrządami, które odnoszą masę do objętości lub wykorzystują wypór: piknometr (znana objętość), areometr (zanurzenie zależne od gęstości) i waga hydrostatyczna (prawo Archimedesa). Waga analityczna mierzy jedynie masę, więc sama nie bada gęstości.

Pełne wyjaśnienie:

Gęstość cieczy to wielkość fizyczna opisująca, ile masy przypada na jednostkę objętości. Żeby ją wyznaczyć, trzeba więc mieć informację o masie i objętości (albo skorzystać z metody, w której gęstość wynika z innego zjawiska fizycznego, np. wyporu).

Odpowiedź "Wagi analitycznej" jest właściwa, ponieważ waga analityczna służy do bardzo dokładnego pomiaru masy. Sama z siebie nie dostarcza informacji o objętości próbki ani nie realizuje metody wyznaczania gęstości. Do obliczenia gęstości potrzebny byłby dodatkowy element/metoda (np. naczynie o znanej objętości, piknometr, pomiar objętości w cylindrze miarowym), ale w treści pytania mowa o przyrządach do zbadania gęstości.

Dlaczego pozostałe przyrządy nadają się do badania gęstości cieczy?

  • "Piknometru" – piknometr ma ściśle określoną objętość. Napełnia się go cieczą, waży, a gęstość wyznacza z relacji masa/objętość (z uwzględnieniem temperatury).
  • "Areometru" – areometr (hydrometr) działa na zasadzie pływaka. Głębokość zanurzenia zależy od gęstości cieczy, więc skala przyrządu pozwala odczytać gęstość bezpośrednio.
  • "Wagi hydrostatycznej" – wykorzystuje zależność wyporu od gęstości medium (prawo Archimedesa). Porównując pozorną masę w powietrzu i w cieczy (lub wypór), można wyznaczyć gęstość.

W praktyce zakładowej dobór metody zależy od wymaganej dokładności, temperatury oraz lepkości cieczy. Na egzaminie warto zapamiętać: waga analityczna = masa, a gęstość = masa + objętość (lub wypór).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Gęstość cieczy to stosunek masy do objętości. Zależy m.in. od temperatury (zwykle rośnie przy ochładzaniu) oraz składu i stężenia roztworu. W praktyce przemysłu chemicznego gęstość bywa wskaźnikiem jakości i pośrednio informuje o stężeniu.
Areometr to pływak ze skalą. Zanurza się w cieczy, a poziom, do którego opada, zależy od gęstości (wypór). Im większa gęstość cieczy, tym areometr mniej się zanurza. Odczytu dokonuje się bezpośrednio ze skali, zwykle dla temperatury odniesienia.
Piknometr ma znaną objętość. W praktyce: waży się pusty i suchy piknometr, następnie napełnia cieczą do kreski, stabilizuje temperaturę, waży ponownie i z różnicy mas oblicza masę cieczy. Gęstość uzyskuje się z relacji masa/objętość.
Waga analityczna mierzy wyłącznie masę próbki. Do gęstości potrzebujesz też objętości (albo metody opartej o wypór). Bez informacji o objętości nie da się obliczyć gęstości. W praktyce wagę analityczną łączy się np. z piknometrem, ale sama waga nie jest przyrządem do gęstości.
Waga hydrostatyczna wykorzystuje prawo Archimedesa. Porównuje się wskazania ważenia obiektu w powietrzu i w cieczy (albo wartość wyporu). Różnica wynika z wyporu zależnego od gęstości cieczy, co pozwala wyznaczyć gęstość badanego medium w sposób pośredni.
Typowe błędy to: nieuwzględnienie temperatury, odczyt menisku w złym miejscu, pęcherzyki powietrza w piknometrze lub na pływaku areometru, zanieczyszczenie naczynia oraz brak stabilizacji próbki. W efekcie wynik bywa systematycznie zawyżony lub zaniżony.
Piknometr wybiera się zwykle, gdy potrzebna jest większa dokładność i dobra powtarzalność (np. przy kontroli jakości). Areometr jest szybki i wygodny w terenie, ale może być mniej dokładny i wymaga odpowiedniego cylindra oraz poprawnego odczytu skali i menisku.
Tak, duża lepkość może utrudniać ustalenie stabilnego położenia pływaka i powodować "przyklejanie" filmu cieczy do trzonu, co zaburza odczyt. W praktyce trzeba odczekać na ustabilizowanie wskazania, dbać o czystość i stosować areometr odpowiedni do zakresu i rodzaju cieczy.
Temperatura silnie wpływa na gęstość, bo ciecz zmienia objętość przy ogrzewaniu i chłodzeniu. Dlatego pomiary wykonuje się w temperaturze odniesienia (np. podanej na skali areometru) albo stosuje się korekty temperaturowe. Brak kontroli temperatury to częste źródło rozbieżności wyników.
Warto umieć przypisać przyrząd do zasady pomiaru: areometr = wypór i zanurzenie, piknometr = znana objętość + ważenie, waga hydrostatyczna = prawo Archimedesa. Dodatkowo zapamiętaj, że waga analityczna sama mierzy masę, więc bez dodatkowej metody nie daje gęstości.
info

Około 60% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Według specjalistów z branży: "Waga analityczna mierzy jedynie masę, więc sama nie bada gęstości."

Źródła:

  • Wikipedia (EN): Pycnometer — https://en.wikipedia.org/wiki/Pycnometer (accessed 2026-03-04)
  • Wikipedia (EN): Hydrometer — https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrometer (accessed 2026-03-04)
  • Wikipedia (EN): Hydrostatic weighing — https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrostatic_weighing (accessed 2026-03-04)

Materiały:

  • Skrypty/literatura z metrologii chemicznej i analityki technicznej (dział: gęstość, areometria, piknometria)
  • Instrukcje stanowiskowe i DTR przyrządów laboratoryjnych (areometr, piknometr, zestaw do ważenia hydrostatycznego)
  • Tablice fizykochemiczne i materiały producentów areometrów (zakresy, temperatury odniesienia)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego