Пикнометрический метод измерения минералогической плотности

Плотность твердых образцов определяется путем погружения их в жидкость с известным значением плотности р_0. В качестве вспомогательной жидкости обычно используют воду или этанол, а для пород, содержащих водорастворимые соли и набухаемые в воде глины, а также карбонаты, в качестве рабочей жидкости используется очищенный керосин. Удаление воздуха из образца производится путем вакуумирования.

Для работы с твёрдым образцом и рабочей жидкостью используют специальную ёмкость – пикнометр (колба Рейшауэра) (Рис. 1). Определение минералогической плотности грунта производится по ГОСТ5180-84 (Пункты 10, 11).

Рис. 1. Пикнометр ПТ- 25 ТС Тип: Пикнометр для порошков, вместимость 25 мл.

Рис. 2. Пикнометр ПТ- 25 ТС. Гостируемые параметры: 1, 2 – диаметр конуса шлифа, H, h – высота пикнометра и ёмкости соответственно.

Пикнометры изготавливаются в соответствии с ГОСТ 22524-77 (Рис. 2). Пикнометры для измерения плотности твёрдых и сыпучих материалов имеют тип - ПТ и вместимость от 1 до 100 мл. Для данного измерения оптимальным является объём пикнометра в 25 мл, но не более 50 мл.

Метка на горловине указывает на уровень жидкости соответствующей номинальной вместимости пикнометра. Способ определения уровня жидкости по нижнему краю мениска показан на Рис. 3. Ошибки определения уровня связанные с параллаксом показаны на Рис. 4.

Рис. 3. Правильный способ определения уровня жидкости.	Рис. 4. Ошибки определения уровня жидкости.

Принцип измерения с помощью пикнометра заключается во взвешивании твёрдого тела или порошка горной породы в пикнометре, затем взвешивания заполненного рабочей жидкостью пикнометра и по разнице веса расчёт по формуле:

где:
- минералогическая плотность, г/см ³;

- масса сухого пикнометра, г;

масса пикнометра с измельченной породой, г;

- масса пикнометра с измельченной породой и рабочей жидкостью, г;

- масса пикнометра с рабочей жидкостью, г;

- плотность рабочей жидкости, г/см³.

Основные достоинства пикнометрического метода определения плотности:

· высокая точность измерений (до 10⁻⁵ г/см³);

· возможность использования малых количеств вещества (0,5 — 100 см³);

· малая площадь свободной поверхности жидкости в пикнометре, что практически исключает испарение жидкости и поглощение влаги из воздуха;

· раздельное проведение операций термостатирования и последующего взвешивания.