Poprawna odpowiedź dotyczy oznaczania gęstości roztworów – właśnie do tego służą naczynia pokazane na rysunku. Są to typowe piknometry laboratoryjne (w różnych wykonaniach), czyli naczynia o bardzo dokładnie znanej, wzorcowanej objętości. Zasada ich działania jest prosta, ale bardzo precyzyjna: najpierw waży się pusty piknometr, potem ten sam piknometr wypełniony badaną cieczą w określonej temperaturze, a z różnicy mas i znanej objętości oblicza się gęstość. Moim zdaniem to jedna z bardziej eleganckich metod pomiarowych w analizie fizykochemicznej. W praktyce przemysłu spożywczego oznaczanie gęstości jest ważne np. przy kontroli stężeń syropów cukrowych, solanek, mleka zagęszczonego, tłuszczów płynnych czy koncentratów soków. Gęstość jest parametrem powiązanym ze składem – zmiana gęstości często sygnalizuje błąd w recepturze, rozcieńczenie, zafałszowanie lub problem w procesie odparowania. Dlatego w dobrych laboratoriach kontroli jakości, zgodnie z normami PN-EN i wytycznymi systemów jakości (HACCP, ISO 22000, ISO 17025), piknometry są traktowane jako podstawowe wyposażenie do wzorcowych pomiarów gęstości, szczególnie gdy wymagana jest wysoka dokładność i powtarzalność. Na rysunku widać różne konstrukcje: piknometr z kapilarą i bocznym odpływem, piknometr z termometrem do kontroli temperatury pomiaru oraz inne warianty do cieczy o różnej lepkości. Temperatura ma tu kluczowe znaczenie, bo gęstość mocno od niej zależy, dlatego profesjonalne oznaczenia wykonuje się zwykle w 20 °C lub 25 °C, zgodnie z wymaganiami odpowiednich norm branżowych. Dzięki temu wyniki można porównywać między zakładami i seriami produkcyjnymi. To klasyczny przykład narzędzia z działu analizy i kontroli jakości, które łączy prostotę obsługi z bardzo wysoką precyzją pomiaru.
Naczynia pokazane na rysunku łatwo pomylić z innym szkłem laboratoryjnym, ale ich konstrukcja zdradza prawdziwe zastosowanie. Nie są to zwykłe kolby miarowe ani biurety do odmierzania objętości, tylko specjalne naczynia o stałej, wzorcowanej objętości, czyli piknometry. Ich zadaniem nie jest bezpośrednie mierzenie objętości roztworów – tę funkcję pełnią kolby miarowe, cylindry miarowe, pipety czy biurety z podziałką. Przy oznaczaniu objętości kluczowa jest skala na naczyniu i odczyt menisku, tutaj natomiast objętość jest stała i znana z kalibracji, a zmienną wielkością jest masa cieczy. To zasadnicza różnica w podejściu pomiarowym. Nie służą one też do oznaczania kwasowości roztworów. Kwasowość (lub ogólnie odczyn) oznacza się najczęściej metodami miareczkowymi z użyciem biuret, biuretek automatycznych, kolb stożkowych, ewentualnie z dodatkiem wskaźników barwnych albo z użyciem pH-metru i elektrody szklanej. Sam piknometr nie daje żadnej informacji o stężeniu jonów wodorowych, więc łączenie go z pomiarem kwasowości to typowy skrót myślowy: „laboratorium = kwasowość”, który w praktyce prowadzi do błędnych wniosków. Jeżeli chodzi o temperaturę roztworów, to tu też łatwo się pomylić, bo na jednym z rysunków widać element przypominający termometr. W rzeczywistości obecność termometru w niektórych typach piknometrów ma tylko zapewnić, że oznaczanie gęstości odbywa się w ściśle kontrolowanej temperaturze, np. 20 °C. Nie jest to więc przyrząd do pomiaru temperatury jako takiej, tylko do dokładnego pomiaru gęstości przy znanej temperaturze. W laboratoriach przemysłowych używa się osobnych termometrów, łaźni termostatycznych czy czujników PT100 do samej kontroli temperatury. Typowym błędem jest utożsamianie każdego „dziwnego” naczynia z miarką objętości albo z urządzeniem do miareczkowania. Z mojego doświadczenia wynika, że pomaga zapamiętanie: jeśli szkło ma bardzo charakterystyczny kształt z wąską kapilarą i przelewem, bez skali, to najczęściej chodzi o zapewnienie stałej objętości, czyli jest to sprzęt do pomiaru gęstości, a nie objętości, kwasowości czy temperatury. W analizie i kontroli jakości takie rozróżnienie jest kluczowe, bo od właściwego doboru aparatury zależy wiarygodność wyników i zgodność z wymaganiami norm oraz dokumentacją systemów jakości.
