Сосуд для измерения жидкостей это

Для измерения объёма жидкости применяют мерные сосуды с метками, указывающими их вместимость. К мерной посуде относятся: бюретки, мерные колбы, пипетки, измерительные цилиндры, мензурки и градуированные пробирки.

На рис.I представлены некоторые виды мерной химической посуды:

Рис.I Мерная химическая посуда:

а) мерный цилиндр, б) пипетки, в) бюретка,

г) мерная колба.

Мерные цилиндры (рис. 1а) – стеклянные сосуды с нанесён­ными на стенки делениями, указы­вающими объём в милли­литрах. Градуированные мерные цилиндры предназ­начены для измерения объёмов жидкостей, нали­ваемой или отливаемой в пределах полного объёма ци­линдра или его части. Цилиндры применяются в тех случаях, когда объём жидкости не требует большой точности.

Вместимость цилиндров бывает от 5-10 мл до 1л и больше. Чтобы отмерить нужный объём жидкости, её наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний мениск жидкости не достигнет уровня нужного деления.

Пипетки предназначаются для точного измерения определён­ного объёма жидкости.

Пипетки (рис.Iб) представляют собой стеклянные трубки различного диаметра, прямые или с грушевидным, шарообразным или цилиндрическим расширением посредине. Нижний конец пипетки

слегка от­тянут. Пипетки бывают градуированные и неградуированные (с мет­кой). На расширенной или верхней части пипетки указывается номи­нальная вместимость (в мл) и температура, при которой калиброва­лась пипетка, а также класс точности. Пипетки обычно калибруются на выливание. Пипетки бывают вместимостью от 0,1мл до 100мл.

Для наполнения нижний конец пипетки опускают в жидкость до дна сосуда. С помощью груши набирают жидкость, следя за тем, чтобы кончик пипетки всё время находился в жидкости. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 2-3 см выше метки, затем слабо нажимают на грушу для того, чтобы лишняя жидкость медленно вытекла из пипетки.

Как только нижний мениск жидкости опустится до метки, пипетку с грушей вынимают из сосуда, откуда отбирали жид­кость, и быстро переносят в другой сосуд, в который нужно эту жидкость перенести.

Нажимают на грушу, и жидкость выливается. После того, как жидкость стечёт, пипетку держат ещё некоторое время, прислонив к стенке сосуда, слегка поворачивая её (см.рис.2).

Рис.2 Выливание раствора из пипетки.

Бюретки предназначены для измерения точных объемов жидкостей при титровании и для других операций.

Бюретки позволяют точно отмерить любой объём жидкости в пределах её вместимости.

Объёмные бюретки (рис. Iв) представ­ляют собой стеклянные градуированные трубки, снабженные притертым краном или стеклянным капилляром, присоединённым к бюретке с помощью резиновой трубки. Внутрь резиновой трубки закладывают стек­лянную бусинку, закрывающую выход жидкости из бюретки. Для вытекания жид­кости резиновую трубку оттягивают от бусинки. Бюретки заполняют жидкостью че­рез воронку, при этом должен быть заполнен и стеклянный капилляр. Если в капилляре остался пузырёк воздуха, рези­новую трубку изгибают так, чтобы кончик капилляра был направлен вверх (рис.3), и таким образом вытесняется весь воздух из капилляра.

Рис.3 Удаление воздуха из капил­ляра бюретки.

Перед началом титрования уровень жидкости в бюретке должен быть установлен на нулевом делении. Для этого наливают жидкость в бюретку на 2-3см выше нулевого деления, затем снимают воронку и осторожно сливают избыток жидкости до нулевой отметки.

При счёте по бю­ретке (или любому дру­гому мерному сосуду) глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости (рис.4). Уро­вень прозрачных раст­воров устанавливают по нижнему краю мениска, непрозрачных – по верх­нему.

Рис.4 Измерение объёма жидкости при разных

положениях глаза: 1,3-неправильное, 2-правильное.

Мерные колбы применяют для приготовления раство­ра заданной концентрации. Они представляют собой плоскодонные сосуды различной вмес­тимости (рис.Iг). На горлышке колбы имеется метка, на колбе указана её вместимость в миллилитрах при определённой температуре.

Для приготовления раствора в колбу наливают воды, вносят вещество и растворяют в этой воде. Затем добавляют ещё воды до уровня на 0,5-1,0см ниже метки на горлышке, после чего доводят до метки, добавляя воду по каплям из капельной пипетки. Затем плотно закрывают колбу пробкой и тщательно перемешивают раствор, переворачивая колбу несколько раз.

Мензурки (рис.5а,б,в) применяются для грубых измерений объёма жидкостей, а также для отстаивания мутных жидкостей (оса­док собирается в суженой части).

Градуированные мерные пробирки предназначаются для проведения в небольших масштабах простых химических операций с измерением объёма (рис.5г).

Центрифужные пробирки (рис.5д) служат для одновременного измерения объёма осадка и надосадочной жидкости после центрифугирования взвеси.

Рис.5 Мензурки и градуированные мерные пробирки:

а) мензурка без ножки, б) мензурка кони­чес­кая с ножкой,

в) мензурка ци­линд­ри­­ческая с нож­кой, г) пробирка мер­ная, д) пробирка центрифужная.

Взвешивание

Первым шагом в количественном анализе является измерение массы определяемого вещества. За исключением немногих случаев образцы измеряют взвешиванием.

Навеску на аналитических или технических весах всегда определяют по разности, взвешивая образец (или продукт реакции) в соответствующем сосуде и отдельно этот сосуд.

Твёрдые вещества взвешивают в бюксах или в специальных ло­дочках, которые изготавливаются из платины, кварца или фарфора, а также в пробирках или капиллярах с поршнем.

Взвешивание полутвёрдых веществ и масел можно проводить в лодочках, в стеклянном стаканчике или в желатиновой капсуле.

Если реакционный сосуд можно взвешивать на чашечке аналитических весов, то вязкие продукты следует вносить непосредственно в сосуд с помощью стеклянной палочки или шпателем.

Для взвешивания жидких веществ применяют лодочки, куда образец можно внести с помощью пипетки, а также с помощью стеклянного бюкса или желатиновой капсулы. Взвешивание жидких веществ можно выполнять в пипетках или в микрошприцах. Чтобы жидкий образец не вытекал во время взвешивания, на кончик пипетки или шприца нужно надеть колпачок и взвешивать вместе с ним.

В зависимости от точности взвешивания весы разделяют на следующие группы:

1) технические для грубого взвешивания (точность до 1г)

2) техническсие для точного взвешивания (точность до 0,01г)

3) аналитические (точность 10-4 – 10-6 г)

4) специальные ( торционные, пробирочные).

Источник

Для измерения уровня жидкостей применяются специальные средства измерений – уровнемеры. Многообразие типов уровнемеров, принцип действия которых основан на различных физических методах, объясняется разнообразием свойств измеряемых жидкостей.

Наибольшее распространение получили следующие виды уровнемеров:

1. Уровнемеры с визуальным отсчетом;

2. Буйковые и поплавковые уровнемеры;

3. Гидростанические уровнемеры;

4. Пьезометрические уровнемеры;

5. Дифманометрические уровнемеры;

6. Радиоактивные уровнемеры;

7. Акустические и ультразвуковые уровнемеры;

8. Емкостные уровнемеры.

Уровнемер с визуальным отсчетом – уровнемер, основанный на визуальном измерении высоты уровня жидкости. Уровень жидкости измеряют в стеклянной трубке, сообщающейся с контролируемым сосудом в нижней, а иногда и в верхней части, или же при помощи прозрачной вставки, помещенной в стенке контролируемого сосуда, например, барабанно-парового котла

Буйковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения буйка или силы гидростатического давления, действующей на буек (силы Архимеда).

Буек в отличие от поплавка не плавает на поверхности жидкости, а погружен в жидкость и перемещается в зависимости от ее уровня.

Буйковые уровнемеры наиболее часто применяются для измерения уровня однородных, в том числе агрессивных, жидкостей, находящихся при высоких рабочих давлениях (до 32 МПа), широком диапазоне температур (от -200 до +600 °С) и не обладающих свойствами адгезии (прилипания) к буйкам.

Главной особенностью буйковых уровнемеров является возможность измерения уровня границы раздела двух жидкостей.

Недостатком буйковых уровнемеров являются зависимость их точности от плотности и температуры измеряемой среды, ограниченность использования для больших (свыше 16 м) диапазонов измерения уровней жидкостей и жидкостей, обладающих адгезией к буйку.

Пьезометрический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на преобразовании гидростатического давления жидкости в давление воздуха, подаваемого от постороннего источника и барботирующего через слой жидкости.

У этого уровнемера чувствительный элемент не находится в непосредственном контакте с измеряемой средой, а воспринимает гидростатическое давление через воздух, что является его достоинством.

Для пьезометрических уровнемеров также характерна погрешность измерения из-за изменения плотности измеряемой среды.

Гидростатический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении манометром или напоромером гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты ее уровня.

Уровнемеры этого вида обычно используют для измерения неагрессивных, незагрязненных жидкостей, находящихся под атмосферным давлением.

Для измерения уровней агрессивных сред используют специальные разделительные устройства.

Недостатком гидростатических уровнемеров является погрешность измерения при изменении плотности жидкости.

Поплавковый уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении перемещения поплавка, плавающего на поверхности жидкости (поплавок как бы отслеживает уровень жидкости).

Поплавковые уровнемеры не пригодны для вязких жидкостей (дизельного топлива, мазута, смол) из-за залипания поплавка, обволакивания его вязкой средой.

При измерении уровня криогенных жидкостей из-за кипения верхнего слоя возникает вибрация поплавка, что приводит к искажениям результатов измерения.

Наиболее часто поплавковые уровнемеры используют для измерения уровней в больших открытых резервуарах, а также в закрытых резервуарах с низким давлением.

Применение магнитной связи для передачи перемещения поплавка позволяет герметизировать вывод передачи в измерительный блок, упростить конструкцию, повысить надежность, измерять уровень в резервуарах под давлением.

Дифманометрический уровнемер – гидростатический уровнемер, в котором гидростатическое давление измеряют при помощи дифференциального манометра. Часто используется для измерения уровня в емкостях под избыточным давлением.

Акустический уровнемер – уровнемер, основанный на зависимости интенсивности поглощения или времени распространения акустических колебаний от высоты уровня жидкости или сыпучего вещества

Ультразвуковой уровнемер – акустический уровнемер, работающий на звуковых колебаниях высокой частоты

Емкостной уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на различии диэлектрической проницаемости жидкости и воздуха.

В связи с этим по мере погружения электродов датчика уровнемера в жидкость изменяется емкость между ними пропорционально уровню жидкости в резервуаре.

Остановимся на некоторых типах уровнемеров подробней.

Уровнемеры буйковые

Настройка уровнемеров на заданные пределы измерения проводится с помощью грузов путем имитации гидростатической выталкивающей силы, соответствующей верхнему пределу измерений.

Расчетное значение давления, соответствующее верхнему пределу измерений,

Расчет массы грузов для буйковых уровнемеров:

для жидкости

для раздела фаз

где d – диаметр буйка испытываемого уровнемера, см; Hmax – верхний предел измерения уровня жидкости, см; ρж – плотность измеряемой жидкости, г/см3; ρ н.ж, ρ в.ж – плотности соответственно нижней и верхней измеряемой жидкости в случае измерения уровня раздела фаз, г/см3.

Пьезометрические уровнемеры.

В пьезометрических системах измерения уровня для продувания через трубку помещенную в жидкость, дозированного расхода воздуха. Принцип действия этого регулятора основан на автоматическом поддержании постоянного перепада давления на дросселе, в результате чего обеспечивается постоянный расход воздуха через этот дроссель.

Принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня в открытом резервуаре представлена на рисунке 2, а, б, в, г.

На рисунке 2, д показана принципиальная пьезометрическая схема измерения уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением. Для исключения влияния давления в резервуаре на показания прибора, измеряющего уровень жидкости, применяется дифференциальный метод измерения с двумя регуляторами расхода. От одного регулятора расхода воздух подается в пьезометрическую трубку, от другого в верхнюю часть резервуара над жидкостью. Разность давлений в трубках, пропорциональная уровню жидкости, измеряется дифманометром.

В системах измерения нижний конец пьезотрубки должен находится на нижнем контролируемом уровне жидкости, но не ниже 80 мм от дна резервуара.

Расход воздуха устанавливается минимальным, чтобы перепад давления на пьезотрубке был возможно меньшим, так как это определяет погрешность измерения пьезометрическим методом.

Минимальный расход воздуха обеспечивается постоянным, без запаздывания, выходом воздуха из пьезометрической трубки при изменениях уровня. Обычно расход воздуха принимается равным 0,1 – 0,2 м3/ч.

Если пренебречь перепадом давления на пьезометрической трубке, то уровень в резервуаре

где Р – давление на манометре М или перепад давления на дифманометре; ρ – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.

В случае, когда измеряется уровень в резервуаре, находящемся под избыточным давлением, давление питания регулятора расхода воздуха, подающего воздух в пьезотрубку, должно быть:

где Ризб – избыточное давление, кПа; Нмаксρg – максимальное гидростатическое давление столба жидкости, кПа.

Рисунок 2. Обвязка пьезометрических уровнемеров.

На рисунке 2, е показан пример обвязки и монтажа пьезометрического уровнемера с подачей промывочной воды в защитную трубу. В этом случае защищается от «обрастания» нижний конец пьезотрубки, который оказывается в зоне промывочной воды и не контактирует с измеряемой жидкостью.

Гидростатические датчики уровня.

Схемы обвязки и работы гидростатических датчиков уровня представлены на рисунке 3, причем правая обвязка применяется при измерении уровня жидкости в емкости, находящейся под избыточным давлением.

Рисунок 3. Обвязка гидростатических уровнемеров.

В этом случае импульсная трубка, идущая к минусовой полости чувствительного элемента, прокладывается от места отбора давления с уклоном в верх, а в нижней части устанавливаются отстойный сосуд и разделитель мембранный РМ.

Рисунок 4. Измерение уровня в котле (100% – 4 мА/0,2 кгс/см2, 0% – 20 мА/1 кгс/см2)

Очень хорошо себя показал данный принцип измерения уровня на очень сложной позиции при измерении уровня воды в котле (рисунок 4). Обвязка при этом не классическая, а на оборот т.е. на плюсовой отбор подается отбор с верней точки котла (импульсная трубка при этом должна быть заполнена водой), на минус с нижней, и задается обратная шкала прибора (на самом приборе или вторичном оборудовании).

Источник

Ведро, как мера объёма

В основе используемых в народе измерений объема жидкости было ведро. В письменных памятниках X-XIII вв. термин «ведро» упоминается в двух значениях: во-первых, как хозяйственный сосуд, и, во-вторых, как единица объема. В значении «сосуд, определенно установленного объема» слово ведро употреблен не изолированно, а с дополнительным определением, например, ведро государево, ведро дворцовое и ведро казенное. Причем образцом для измерения объема жидких веществ было ведро дворцовое. Первоначально оно делилось на двенадцать кружек, каждая из которых содержала в себе почти три фунта чистой воды.

В старинных текстах можно обнаружить сочетания: смоленское ведро, новгородское ведро и др. Такая классификация существовала до тех пор, пока в 1621 году не была установлена единая московская мера. В настоящее время термин «ведро» сохранил свое древнее значение и продолжает также активно употребляться в быту.

Бочки

Ещё одной древней и распространённой единицей объёма жидкости у многих народов является бочка. Причём ёмкость бочек не была единой для всех мест. Для разграничения меры объёма в той или иной местности использовалось дополнительное определение, чаще всего по географическому названию места.

Объем бочки был различным даже в пределах одной местности. Мера объема бочки колеблется от 10 до 40 ведер, причем бочка, содержащая в себе 40 ведер, называлась мерною или чаще сороковой.

Если ведро и бочка известны всем и до сих пор употребляются и как мера, и как тара, то слово «варя» скорее всего, будет для многих уже непонятным. А в Древней Руси варей измеряли что-то очень большого объема, то, что варили в один прием (например, пиво или мед для свадьбы, а свадьба продолжались от трех дней до недели). Варя на Руси была троякой: пивной, медовой и винной.

Деление на два было самым простым и широко применялось в русской метрологии. Такое деление давало меру, равную половине ведра, его четверти и восьмой части ведра. Эта последняя мера, которая помимо названия по соответствующей части ведра (осьмушка), называлась еще кружкой. Это наименование употреблялось чаще. Эта мера объема сохранилась до наших дней. Термин четверть или четвертник, как четвертая часть ведра, известен с XV века и официально употребляется до XVIII века.К наименованиям мер объема жидкостей, определяющих конкретную часть ведра, относится сотка или, чаще используемое в народе название – чарка.

Единицы мер жидкостей XVII века характеризуются разнообразием. Появляется большое количество ранее неизвестных названий. Разнообразие мер жидкостей объясняется тем, что в Россию привозилось большое количество вин из-за границы в таре, которая одновременно служила их мерой. Иностранные меры жидкости в России были довольно широко распространены наряду с русскими.

Одни из таких наименований мер объема жидкостей является галенок, что тождественно с английской мерой галлоном, которая проникла в Россию через северные порты.

Штоф

Немецкого происхождения название меры объема жидкостей штоф. Известны два значения этого слова, причем одно из них определяет штоф как старую меру жидкостей, равную одной восьмой или одной десятой части ведра, другое – указывает на форму этого сосуда с данной вместимостью – четырехгранный стеклянный сосуд с коротким горлышком, предназначенный для вина или водки. Колебание объема штофа от 1/8 до 1/10 ведра, очевидно, связано с изменениями самого объема ведра, а, следовательно, и с его делением на части.

В конце XVII столетия появляется наименование меры объема жидкостей шкалик. По своему происхождению, это слово является заимствованным из голландского языка. В «Словаре» В. Даля дается следующее толкование данного слова: шкалик – это «кабацкая мера вина, водки, равная 1/200 ведра».

В конце XVIII века в народном употреблении появляется такая мера измерения объёма как «мерзавчик». Название этой меры происходит от слова мерзкий, т.е. противный. Мера объёма мерзавчика представлена самой маленькой единицей измерения жидкости – это бутылочка водки, которая вмещает в себя 1/200 объёма ведра, т.е. отождествляется с мерой иностранного происхождения – шкаликом.

Источник

Источник