Piknometer

Piknometer (bahasa Yunani: πυκνός, translit. puknos berarti "rapat"), adalah alat yang digunakan untuk menentukan massa jenis dari suatu cairan. Sebuah piknometer biasanya terbuat dari kaca, dengan penyumbat ketat dengan pipa kapiler yang melaluinya,^[1] sehingga gelembung udara dapat lolos dari alat tersebut.^[2] Perangkat ini memungkinkan massa jenis cairan untuk diukur secara akurat dengan mengacu pada fluida kerja yang sesuai, seperti air atau raksa, menggunakan neraca analitik.^[3] Metodologi yang mempelajari hasil yang diperoleh oleh alat ini disebut Piknometri.^[4]

Piknometer pertama dirancang oleh Abu Raihan Muhammad al-Biruni (973-1048) dari Persia.

Metodologi

Untuk cairan cair, piknometer ditimbang kosong, kemudian diisi dengan air suling sampai tanda batas untuk menentukan volume pada suhu tertentu,^[2] dan kemudian diisi dengan cara yang sama dengan cairan sampel, dan massa jenis sampel dapat dihitung. Semua penentuan massa jenis, baik pada air suling (standar) maupun cairan sampel harus dilakukan pada suhu yang sama.^[5]

Piknometer kosong
Piknometer yang terisi

Jika labu ditimbang kosong, penuh air, dan penuh cairan yang massa jenis relatif yang diinginkan, massa jenis relatif cairan dapat dengan mudah dihitung. Massa jenis partikel bubuk, dimana metode umum menggunakan penimbangan tidak dapat diterapkan, dapat pula ditentukan dengan piknometer. Bubuk ini ditambahkan ke dalam piknometer, yang kemudian ditimbang, memberikan massa sampel bubuk. piknometer tersebut kemudian diisi dengan cairan dengan massa jenis yang diketahui, di mana bubuk benar-benar larut. Massa cairan yang dipindahkan kemudian dapat ditentukan, dan karenanya menghasilkan massa jenis relatif bubuk.

Perhitungan

Massa jenis beberapa zat yang umum digunakan^[6]
Zat	ρ (kg/m³)^{[cat 1]}	ρ (g/cm³)
Air (4 °C)	1,000 kg/m³	1 g/cm³
Etanol	800 kg/m³	0.8 g/cm³
Air raksa	13,600 kg/m³	13.6 g/cm³
Udara (27 °C)	1.2 kg/m³	0.0012 g/cm³
Catatan: ^ Kecuali apabila dijelaskan lebih lanjut, seluruh massa jenis yang diberikan berada pada temperatur dan tekanan standar, yaitu, 27.315 K (27.042 °C) dan 100 kPa (0,987 atm).

Massa jenis relatif beberapa zat yang umum digunakan^[6]
Zat	RD (tak berdimensi)^{[cat 1]}
Etanol	0.78
Air (4 °C)	1
Air raksa	13.56
Catatan: ^ Kecuali apabila dijelaskan lebih lanjut, seluruh massa jenis relatif yang diberikan berada pada temperatur dan tekanan standar, yaitu, 27.315 K (27.042 °C) dan 100 kPa (0,987 atm).

Mengingat bahwa volume larutan selalu sama:

V_{\text{air}}=V_{\text{sampel}}\,

dan dari definisi massa jenis;

\rho ={m \over V}

dapat disimpulkan bahwa, dengan volume yang sama, massa jenis sebanding dengan massa, kepadatan sampel diberikan melalui persamaan:

\rho _{1}={m_{1} \over m_{2}}\rho _{2}

keterangan:

m_{1}

: massa sampel yang terdapat dalam piknometer;

\rho _{1}

: massa jenis sampel yang terdapat dalam piknometer;

m_{2}

: massa air (atau cairan dengan massa jenis diketahui) yang terkandung dalam piknometer;

\rho _{2}

: massa jenis air (atau cairan dengan massa jenis diketahui) yang terkandung dalam piknometer.

Hasil yang diperoleh dari pengukuran piknometer biasanya dinyatakan sebagai kg/m³, g/cm³.

Karena massa jenis udara kering pada tekanan 101.325 kPa dan suhu 20 °C adalah^[7] 0.001205 g/cm³ dan massa jenis air adalah 0.998203 g/cm³ terdapat perbedaan antara massa jenis relatif sebenarnya dan semu untuk zat dengan massa jenis relatif (20 °C/20 °C) pada sekitar 1.100 dapat menjadi 0.000120. Ketika menghasilkan massa jenis relatif sampel dekat dengan air maka (misalnya larutan etanol encer) koreksinya bahkan lebih kecil lagi.

Standar

Piknometer digunakan dalam standar ISO: ISO 1183-1:2004, ISO 1014–1985 dan standar ASTM: ASTM D854.

Piknometer gas

Terdapat pula manifestasi berbasis gas dari piknometer dikenal sebagai piknometer gas. Alat ini membandingkan perubahan tekanan yang disebabkan oleh perubahan terukur dalam suatu volume tertutup berisi acuan (biasanya sebuah bola baja dengan volume diketahui) terhadap perubahan tekanan yang disebabkan oleh sampel pada kondisi yang sama. Perbedaan perubahan tekanan mewakili volume sampel jika dibandingkan dengan bola acuan, dan biasanya digunakan untuk partikulat padat yang dapat larut dalam media cair pada desain piknometer yang dijelaskan di atas, atau untuk bahan berpori mana cairan tidak akan sepenuhnya menembus.

Referensi

^ Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, p. 1144.
^ ^a ^b Gerhard Meyendorf: Laborgeräte und Chemikalien; Volk und Wissen Volkseigener Verlag Berlin, 1965; p. 45.
^ Picnometría
^ Método del Picnómetro
^ Otto-Albrecht Neumüller (Herausgeber): Römpps Chemie Lexikon, Frank'sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1983, 8. Auflage, pp. 3409−3410, ISBN 3-440-04513-7.
^ ^a ^b Hugh D. Young; Roger A. Freedman. University Physics with Modern Physics. Addison-Wesley; 2012. ISBN 978-0-321-69686-1. p. 374.
^ DIN51 757 (04.1994): Testing of mineral oils and related materials; determination of density

Daftar pustaka

(Spanyol) Metode Piknometri
(Spanyol) Pengukuran fluida

[7] Kecuali apabila dijelaskan lebih lanjut, seluruh massa jenis yang diberikan berada pada temperatur dan tekanan standar, yaitu, 27.315 K (27.042 °C) dan 100 kPa (0,987 atm).

[8] Kecuali apabila dijelaskan lebih lanjut, seluruh massa jenis relatif yang diberikan berada pada temperatur dan tekanan standar, yaitu, 27.315 K (27.042 °C) dan 100 kPa (0,987 atm).

[ABC_Chemie-1] Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, p. 1144.

[Meyendorf-2] Gerhard Meyendorf: Laborgeräte und Chemikalien; Volk und Wissen Volkseigener Verlag Berlin, 1965; p. 45.

[3] Picnometría

[4] Método del Picnómetro

[RÖMPP-5] Otto-Albrecht Neumüller (Herausgeber): Römpps Chemie Lexikon, Frank'sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1983, 8. Auflage, pp. 3409−3410, ISBN 3-440-04513-7.

[YoungFreedman2012-6] Hugh D. Young; Roger A. Freedman. University Physics with Modern Physics. Addison-Wesley; 2012. ISBN 978-0-321-69686-1. p. 374.

[9] DIN51 757 (04.1994): Testing of mineral oils and related materials; determination of density

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[cat 1]

[cat 1]

[7]