Gaspyknometrie

Wofür wird die Pyknometrie verwendet?

Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Dichte: die Schüttdichte und die Skelettdichte. Die Schüttdichte umfasst die offenen und geschlossenen Poren des Materials. Bei der Berechnung der Skelettdichte werden die offenen Poren ausgeschlossen, sodass nur das „Skelett“ des Materials berücksichtigt wird. Die Gaspyknometrie ist eine Technik, die zur Bestimmung der Skelettdichte fester Stoffe, insbesondere in Pulverform, eingesetzt wird. 

Durch den Vergleich der Dichten verschiedener Produktchargen ist es möglich, Informationen über den Einschluss von Luft in geschlossenen Poren innerhalb der Probe abzuleiten, was ein Hinweis auf eine beeinträchtigte Produktqualität sein kann. Dies macht die Gaspyknometrie wertvoll in der Forschung und Entwicklung von Polymeren, Katalysatoren, Keramiken, Filmen, Beschichtungen und verschiedenen anderen Materialien mit unterschiedlichen Porositätsgraden.

Helium-Pyknometrie-Daten können mit Daten zur spezifischen Oberfläche kombiniert werden, die aus einer BET-Messung gewonnen wurden. Dadurch ist es möglich, die volumenspezifische Oberfläche (VSSA) zu berechnen, mit der bestimmt werden kann, ob das Material nanoskalige Eigenschaften aufweist. Die Identifizierung von Nanomaterialien ist ein wesentlicher Bestandteil der Konformitätsprüfung von Kosmetika, Lebensmitteln und Futtermitteln, da eine erweiterte Sicherheitsbewertung erforderlich ist, wenn diese Produkte Nanopartikel enthalten.

Wie funktioniert ein Gaspyknometer?

Das Gaspyknometer besteht aus zwei verbundenen Kammern mit bekanntem Volumen. Die Probe wird in die erste Kammer gegeben, die anschließend mit einem Inertgas, meist Helium, gefüllt wird. Das Gasvolumen, das zum Füllen des restlichen Kammerraums erforderlich ist, und der Druck innerhalb der Kammer werden aufgezeichnet. Das Gas darf dann in die Referenzkammer mit bekanntem Volumen strömen, und die Druckänderung wird aufgezeichnet.

Wenn das Volumen des Gases und die Druckdifferenz bekannt sind, berechnet das Pyknometer automatisch das Volumen der Probe unter Verwendung des Boyle-Mariotte-Gesetzes. Wenn die Masse der Probe vor der Messung bekannt ist, kann die Dichte gleichzeitig berechnet werden.

Helium im Vergleich zu anderen Gasen

Die Pyknometrie wird mit einem Inertgas durchgeführt, da jegliche Wechselwirkungen zwischen dem Gas und der Probe die Ergebnisse verfälschen würden. Helium wird am häufigsten verwendet, aber auch andere Gase, einschließlich Stickstoff, Kohlendioxid und Schwefelhexafluorid, können verwendet werden, je nachdem, welches Gas die geringste Neigung zur Wechselwirkung mit der Probe aufweist.

Vorteile und Grenzen der Gaspyknometrie

Die Gaspyknometrie bietet eine hochpräzise und reproduzierbare Methode zur Messung von Volumen und Dichte. Die Technik eignet sich für eine Vielzahl fester Probentypen und ist in der Regel zerstörungsfrei.

Das Gas kann jedoch keine geschlossenen Poren durchdringen, die die Probe möglicherweise enthält. Anstelle des wahren Volumens liefert die Gaspyknometrie daher das Skelettvolumen, d. h. das kombinierte Volumen des Materials und der geschlossenen Poren.

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Measurlabs bietet He-Pyknometrie-Messungen als Teil der Nanomaterial-Identifizierung und -Analyse gemäß den EFSA-Richtlinien an. Auch andere Anwendungen sind möglich. Bitte kontaktieren Sie uns über das untenstehende Formular, um ein Angebot anzufordern. Wir verarbeiten auch große Probenchargen effizient und gewährleisten zeitnahe Ergebnisse ohne unnötige Verzögerungen.