Аналитические весы с разновесами, фильтровальная бумага, емкость с парафином, электрическая плитка, емкость с дистиллированной водой, щипцы, ненамокаемая нить.
Выполнение работы
1. Подготовленный образец, очищенный от рыхлых участков, острых углов, поверхностной пыли и несцементированных зерен, плотно обвязывают ненамокаемой нитью с петлей на конце. После чего, надев петлю на крючок весов образец взвешивают в воздухе, получая массу М1. Для большей точности следует отдельно взвесить нить и вносить поправку в массу образца при каждом взвешивании, вычитая из нее массу нити.
2. Нагреть емкость с парафином до температуры 57 – 60 ºС и опустить туда на 1 – 2 секунду держа за нить образец. Необходимо, чтобы парафин образовал тонкую пленку на поверхности и не образовывал пузырьков воздуха на поверхности. После застывания парафина образец осматривают на наличие дефектов оболочки.
3. Взвешивают парафинированный образец в воздухе и получают массу М2.
4. Опускают образец в парафиновой оболочке в дистиллированную воду и взвешивают, получая массу М3. При этом необходимо соблюдать ряд условий, образец должен быть полностью погружен в воду, не соприкасаясь со стенками сосуда.
5. Вынуть образец из воды, обсушить его фильтровальной бумагой и произвести контрольное взвешивание в воздухе (Мкон), для того чтобы убедиться, что вода не проникла в образец породы (М2=Мкон). Если обнаружится, что Мкон больше М2 на 0,02 или более, образец должен быть забракован.
6. Вычисляют плотность породы по формуле:
(1.6)
где ρп – плотность парафина, равная 0,91 г/см3; ρв – плотность воды, равная 1 г/см3.
7. Результаты измерений и вычислений заносятся в таблицу 1.5
Таблица 1.5 – Результаты исследования
| Величина | Обозначение | Значение |
| Вес образца, г | М1 | |
| Вес образца в парафине, г | М2 | |
| Вес запарафиненого образца в воде, г | М3 | |
| Вес образца после контрольного взвешивания, г | Мкон | |
| Объемная плотность образца, г/см3 | ρоб |
Упражнение 1.3. Определить объемную плотность образца.
Таблица 1.6 – Исходные данные у упражнению 1.3
| Вариант | М1, г | М2, г | М3, г | Мкон |
| 12,5 | 22,01 | |||
| 22,00 | ||||
| 13,5 | 22,01 | |||
| 22,03 | ||||
| 14,5 | 22,01 | |||
| 22,00 | ||||
| 15,5 | 22,01 | |||
| 22,00 | ||||
| 16,5 | 22,01 | |||
| 22,00 |
Лабораторная работа № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ
Плотностью минералов, слагающих горную породу, называется отношение массы ее твердых частиц к их объему. Для определения минералогической плотности минералов слагающих горные породы, используются пикнометры.
Необходимая аппаратура и принадлежности
Пикнометр, ступка, аналитические весы с разновесами, устройство для создания вакуума, дистиллированная вода, устройство для сушки лабораторной посуды, полоска промокательной бумаги, пипетка.
Выполнение работы
1. Образец породы массой 4 – 5 грамм измельчают в ступке до разделения на отдельные составляющие его частицы.
2. Чистый высушенный пикнометр в устройстве для сушки лабораторной посуды, взвешивают на весах, получая массу Мп.
3. Измельченный образец высыпается из ступки в пикнометр и взвешивают, получаю массу Мпз, из полученного значения вычитаем массу пустого пикнометра Мп, получаем массу дробленого образца Мз.
4. В пикнометр с измельченной породой наливают дистиллированную воду, при этом объем воды необходимо довести до уровня чуть более две трети сосуда, но не более половины, иначе при последующем вакуумировании из пикнометра возможен выброс воды и частиц породы.
5. Осторожным взбалтыванием смачиваем зерна для опускания их на дно и помещаем пикнометр в вакуумную установку, выдерживая там около 20 – 30 минут, до прекращения выделения пузырьков воздуха.
6. Пикнометр извлекается из вакуумной установки и доводят уровень воды в нем до целого числа метки, например «50 мл». Если уровень поднялся выше метки, то его понижают путем опускания в воду полоску промокательной бумаги или отсасывают воду пипеткой.
7. Пикнометр с водой на уровне метки и размельченным образцом взвешивают, получая значение массы Мпзв, после чего навесу выливают, а сосуд промывают. Далее до той же метки наливают дистиллированную воду такой же температуры и взвешивают, получая массу пикнометра с водой Мпв.
8. Вычисляем минералогическую плотность твердых частиц слагающих образец горной породы по формуле:
(1.7)
где ρв – плотность воды, равная 1 г/см3.
9. Результаты измерений и вычислений заносятся в таблицу 1.7
Таблица 1.7 – Результаты исследования
| Величина | Обозначение | Значение |
| Плотность воды, г/см3 | ρв | |
| Вес пикнометра, г | Мп | 17,76 |
| Вес пикнометра с зернами, г | Мпз | |
| Вес зерен, г | Мз=Мпз – Мп | |
| Вес пикнометра с зернами и водой, г | Мпзв | |
| Вес пикнометра с водой, г | Мпв | |
| Минералогическая плотность образца, г/см3 | ρм |
Упражнение 1.4. Определить минералогическую плотность породы.
Таблица 1.8– Исходные данные к упражнению 1.4
| Вариант | Мпз, г | Мпзв, г | Мпв, г |
| 21,86 | 69,86 | 67,76 | |
| 21,96 | 69,96 | 67,76 | |
| 22,06 | 70,06 | 67,76 | |
| 22,16 | 70,16 | 67,76 | |
| 22,26 | 70,26 | 67,76 | |
| 22,36 | 70,36 | 67,76 | |
| 22,46 | 70,46 | 67,76 | |
| 22,56 | 70,56 | 67,76 | |
| 22,66 | 70,66 | 67,76 | |
| 22,76 | 70,76 | 67,76 |
Контрольные вопросы:
1. Что такое объемная плотность горных пород и как она определяется?
2. Что такое минералогическая плотность горных пород и как она определяется?