Picnómetro: qué es, características, funciones, tipos
El picnómetro es un utensilio empleado en los laboratorios que se emplea para medir el volumen o la densidad de un elemento, bien sea sólido o líquido. A su vez, permite saber la temperatura de dicho elemento.
El picnómetro es de gran ayuda, ya que es uno de los instrumentos de medición más exactos en el mundo químico. Por este motivo, muchos científicos prefieren utilizar dicho instrumento, ya que les permite tener más precisión en sus experimentos de laboratorio.
Existe una metodología que gira en torno al picnómetro. La misma estudia los resultados obtenidos por dicho instrumento y es conocida como picnometría.
Normalmente, esta herramienta está hecha de vidrio y consta de una vasija y un tapón esmerilado con un capilar que permite la medición exacta y evita cualquier accidente de derrame, lo que podría causar muchos problemas.
Es común utilizar el picnómetro junto con un termómetro, ya que de esta manera se podrá medir al mismo tiempo la temperatura de la sustancia con la que se está trabajando.
Existen muchos tipos de picnómetros. Sin embargo, uno de los más usados es el picnómetro de gas.
Dicho instrumento es capaz de analizar elementos sólidos como cerámicas, ingredientes farmacéuticos, polvos metálicos, cemento, coque de petróleo, entre otros. En el caso de sólidos no porosos, el picnómetro mide la densidad de sus partículas.
Características del picnómetro
El picnómetro es una herramienta de laboratorio que existe en diversos tamaños y distintos materiales. Algunos de ellos vienen con un sensor de temperatura incorporado que pueden compensar los cambios de temperatura que sufre la sustancia durante los experimentos.
Por otra parte, algunos picnómetros traen incorporados almacenamientos de información o calibración automática, lo que es de ayuda cuando se están trabajando datos importantes de medición de elementos químicos en los laboratorios.
Existe una gran variedad de tamaños de este instrumento y todos varían dependiendo de la sustancia o elemento que se vaya a medir o pesar.
Cuando se trata de sustancias espesas o pastosas (como la pintura) normalmente se utiliza un picnómetro que varíe de 25ml a 50ml aproximadamente.
En el caso de sustancias menos viscosas se utilizan picnómetros que vayan de 25ml a 30 ml, ya que su densidad será menor. Por otra parte, los líquidos reológicos (aquellos que oscilan entre líquido y sólido) pueden ser medidos en picnómetros de 10ml a 25ml.
Los picnómetros utilizan como unidades para expresar sus resultados las siguientes: kg/m3, g/cm3. En cuanto a su estándar se rigen bajo el ASTM D-854.
Función del picnómetro
La función principal del picnómetro es la medida de volumen de una sustancia tanto líquida como sólida. Hay muchas formas de lograr este resultado.
Este instrumento de laboratorio es muy utilizado sobre todo en el área escolar porque es muy preciso. Además, es muy rápido (no es necesario esperar mucho tiempo por los resultados).
En cuanto al tapón esmerilado se refiere, es de gran ayuda, ya que evita derrames y al mismo tiempo permite la circulación del aire dentro y fuera de la vasija que usualmente es de vidrio.
Cuando se utiliza el picnómetro para medir la densidad de elementos sólidos porosos, primero se debe triturar el elemento a medir para así abrir todos los poros de la sustancia, de modo que no haya errores en los resultados que se deseen obtener.
En el caso de la medición de pinturas se utiliza un picnómetro de metal, ya que esta sustancia en especial lo requiere.
El Instituto Americano de Petróleo (API por sus siglas en inglés) recomienda estrechamente el uso del picnómetro en los laboratorios experimentales, debido a la precisión que el mismo otorga.
¿Cómo utilizar un picnómetro?
La forma más sencilla de utilizar este instrumento es quitar el tapón esmerilado y verter la sustancia (líquida) en la vasija del picnómetro. Al colocar de nuevo el tapón, la sustancia subirá a través del interior de la tapa hasta el capilar que tiene por dentro.
Algunos picnómetros no tienen este mecanismo, sino que cuentan con un cuello largo aforado con un enrase marcado.
En este caso se vierte la sustancia hasta llegar a la marca y ahí se podrá medir el volumen del mismo. Para medir correctamente el volumen se agrega agua destilada.
Se debe llenar toda la vasija de agua destilada hasta que se derrame un poco por encima al introducir el tapón. Es importante que no queden burbujas de aire al verter el agua destilada en el picnómetro, ya que esto puede generar un cambio radical en los resultados finales.
Normalmente debe medirse el volumen del agua sola y luego se mide el volumen de la sustancia que se desea analizar junto con el agua destilada.
Una vez con el resultado del volumen, se sacará el resultado final de cuánto es la densidad de la sustancia o cuál es su peso total.
Tipos de picnómetros
Como se ha mencionado previamente, existen picnómetros de distintos materiales y cada uno de ellos es utilizado para analizar y medir sustancias en específico. Algunos de los materiales más utilizados son:
– Vidrio
– Metal
– Acero inoxidable
Picnómetro de gas
Cabe destacar que existe un tipo de picnómetro llamado picnómetro de gas o de helio, el cual fue creado por Abu Raihan Muhammad al-Biruni.
Este tipo de instrumento utiliza la gravimetría como herramienta principal para la medición de sustancias sólidas o líquidas bajo una temperatura específica.
Es utilizado especialmente con materiales porosos y permite medir la densidad real de los mismos. Esta herramienta es una de las más utilizadas en los laboratorios químicos.
Asimismo, muchas escuelas utilizan este instrumento debido a su exacta precisión al momento de medir la densidad de sustancias químicas tanto sólidas como líquidas.
Referencias
- Relative Density. Recuperado el 13 de septiembre de 2017, de Wikipedia: en.wikipedia.org.
- Gas Pycnometer. Recuperado el 13 de septiembre de 2017, de Wikipedia: en.wikipedia.org.
- Pycnometer. Recuperado el 13 de septiembre de 2017, de Encyclopedia Britannica: britannica.com