Как проверить плотность жидкости
Перейти к содержимому

Как проверить плотность жидкости

  • автор:

Liquid chemical products. Methods for determination of density

Настоящий стандарт распространяется на жидкие химические продукты и устанавливает методы определения плотности с помощью ареометра и пикнометра.

Настоящий стандарт не распространяется на нефтепродукты.

Плотность продукта — это масса объемной единицы, выраженная в .

1. Определение плотности жидкости с помощью ареометра

Ареометры по ГОСТ 18481 общего назначения с ценой деления 1 (0,001 ) или ареометры для нефти с ценой деления 0,5 (0,0005 ) или 1 (0,001 ).

Термометр для измерения температуры от 0 до 50°С с ценой деления 0,1°С.

Цилиндр стеклянный для ареометров по ГОСТ 18481 из бесцветного стекла, с внутренним диаметром больше диаметра ареометра не менее чем на 25 мм.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1.2. Проведение испытания

Испытуемую жидкость помещают в чистый сухой цилиндр так, чтобы уровень жидкости не доходил до верхнего его края на 3-4 см. Цилиндр с жидкостью помещают в термостат с температурой ( )°С.

Измеряют температуру испытуемой жидкости, острожно перемешивая ее термометром. Когда температура жидкости установится ( )°С, цилиндр вынимают из термостата и устанавливают на ровной поверхности. В цилиндр осторожно опускают чистый сухой ареометр, шкала которого соответствует ожидаемому значению плотности. Расстояние от нижнего конца ареометра, погруженного в жидкость, до дна цилиндра должно быть не менее 3 см.

Ареометр не выпускают из рук до тех пор, пока он не станет плавать, не касаясь стенок и дна цилиндра.

Когда прекратятся колебания ареометра, отсчитывают его показания по нижнему краю мениска (при использовании ареометров общего назначения) или по верхнему краю мениска (при использовании ареометров для нефти).

При отсчете глаз должен находиться на уровне соответствующего края мениска.

После определения плотности снова измеряют температуру испытуемой жидкости.

Если разность температур, измеренных до проведения испытания и после него, превышает 0,3°С, необходимо повторять испытание до тех пор, пока температура образца не установится.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 1 (0,001 ) для ареометров с ценой деления 1 (0,001 ) и 0,5 (0,0005 ) для ареометров с ценой деления 0,5 (0,0005 ).

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1.3. Не допускается ареометром определять плотность легколетучих веществ.

1.4. Определение плотности мутных и темноокрашенных жидкостей производят с помощью ареометров для нефти. Отсчет ведут по делению на шкале, соответствующему верхнему краю мениска жидкости.

2. Определение плотности жидкости с помощью пикнометра

2.1. Аппаратура и реактивы

Пикнометр стеклянный по ГОСТ 22524, типов ПЖ-2 и ПЖ-3, вместимостью 5, 10, 25 и 50 или другие типы пикнометров, позволяющие проводить определение с такой же точностью (конкретная вместимость и тип пикнометра указываются в стандартах на продукт).

Воронка В-25-38 или В-36-50 ХС по ГОСТ 25336.

Пипетка вместимостью 5 и 10 .

Термометр с ценой деления 0,1°С, позволяющий измерять температуру от 0 до 50°С.

Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026, марки ФБ или ФС.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709, свежепрокипяченная и охлажденная.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220.

Кислота серная по ГОСТ 4204.

Смесь хромовая; готовят следующим образом: 5 г двухромовокислого калия растворяют в 25 воды и прибавляют 5 серной кислоты.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300, высший сорт.

Летучий растворитель такой чистоты, который не оставляет после испарения сухого остатка (например, ацетон).

Весы лабораторные 2-го класса точности по ГОСТ 24104 с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.2. Подготовка к испытанию

Перед испытанием пикнометр промывают последовательно растворителем для удаления следов испытуемого вещества, затем хромовой смесью, водой, спиртом, эфиром, высушивают струей воздуха до постоянной массы и взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака).

Высушивать пикнометр нагреванием не допускается.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.3 Проведение испытания

Пикнометр заполняют с помощью воронки или пипетки дистиллированной водой немного выше метки (для типа ПЖ-2) или доверху (для типа ПЖ-3), закрывают пикнометр пробкой (только типа ПЖ-2) и выдерживают в течение 20 мин в термостате, в котором поддерживают температуру ( )°С.

Пикнометр типа ПЖ-2 рекомендуется выдерживать до постоянной температуры при погружении его на такую глубину, чтобы уровень жидкости в термостате находился на несколько миллиметров выше метки пикнометра.

Пикнометр типа ПЖ-3 рекомендуется выдерживать до постоянной температуры на такой глубине, чтобы уровень жидкости в термостате был на несколько миллиметров ниже горлышка пикнометра.

При ( )°С уровень воды в пикнометре доводят до метки (для типа ПЖ-2), быстро отбирая излишек воды при помощи пипетки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги или добавляя водой до метки. Пикнометр снова закрывают пробкой и выдерживают в термостате еще 10 мин, проверяя положение мениска по отношению к метке. При необходимости операцию доведения до метки повторяют. В пикнометре типа ПЖ-3 вода выступает из капилляра и избыток ее осторожно удаляют фильтровальной бумагой, затем пикнометр вынимают из термостата, вытирают снаружи досуха мягкой тканью без следов волокон на стекле, затем взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака).

При использовании пикнометров другого типа условия проведения испытания должны быть указаны в нормативно-технической документации на конкретный продукт.

Пикнометр освобождают от воды, высушивают, ополаскивая последовательно спиртом и эфиром, удаляют остатки эфира струей воздуха, заполняют испытуемой жидкостью и затем проводят те же операции, что и с дистиллированной водой.

При этом для прозрачных и светлоокрашенных жидкостей уровень устанавливают по нижнему краю мениска; для мутных и темно-окрашенных — по верхнему краю мениска. В последнем случае уровень воды в пикнометре также устанавливают по верхнему краю мениска.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Относительную плотность испытуемой жидкости при 20°С ( ), т.е. отношение массы заданного объема испытуемой жидкости при 20°С к массе того же объема дистиллированной воды при 20°С, вычисляют по формуле

,

где — масса пикнометра с испытуемой жидкостью, г;

— масса пустого пикнометра, г;

— масса пикнометра с водой, г;

А — поправка на аэростатические силы, вычисляемая по формуле

,

где 0,0012 — плотность воздуха при 20°С, ;

V — объем пикнометра, .

2.4.2. Плотность испытуемой жидкости при 20°С ( ) в граммах на кубический сантиметр, вычисляют по формуле

,

где 0,9982 — плотность воды при 20°С, .

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, абсолютное расхождение между которыми при доверительной вероятности Р= 0,95 не превышает значения допускаемого расхождения, равного 0,0005 .

2.4.1, 2.4.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).

2.4.3, 2.4.4. (Исключены, Изм. N 2).

Определение плотности жидкости пикнометром: суть метода, преимущества

Плотность является одним из основных показателей, с помощью которого определяют качество жидких веществ на предприятиях самых разных отраслей промышленности. С ее помощью можно установить, соответствуют ли характеристики сырья и готового продукта утвержденным нормам.

Ранее для определения плотности чаще всего использовался стеклянный пикнометр. Но в наше время появились более совершенные устройства, которые позволяют измерять данный показатель с минимальным участием человека. Ярким примером является гелиевый пикнометр. Ознакомиться с характеристиками измерительного прибора можно по ссылке http://chimbiolab.ru/laboratornoe-oborudovanie/analiticheskoe-oborudovanie/accupic-1340.html, здесь же можно оформить покупку.

Пикнометрический метод для измерения плотности жидкостей

Стандартный пикнометр представляет собой небольшой стеклянный сосуд с горлышком и крышкой-колпачком. В верхней части прибора находится метка. Пикнометр можно использовать для определения показателя плотности различных веществ, в том числе и жидкостей.

Диапазон температур, при которых можно проводить исследования, очень широкий. Это объясняется тем, что прибор изготовлен из термостойкого стекла. Этим он отличается от обычных мензурок.

Определение плотности жидкостей пикнометром основано на измерении отношения массы определенного объема исследуемого вещества к массе дистиллированной воды, взятой в таком же объеме. При этом температура вещества должна совпадать температурой воды. Для получения точных результатов надо провести два параллельных испытания, а затем высчитать среднее арифметическое.

Когда и где используется пикнометрический метод

  • Нефтегазовая промышленность. Плотность нефти и нефтепродуктов измеряется с целью определения их массы для коммерческих расчетов.
  • Пищевая промышленность. Измерение данного показателя позволяет измерить содержание и концентрацию определенных веществ (сахаров, соли и др.). Также он необходим для контроля качества пищевых продуктов: растительных и животных масел, молока и молочных продуктов, безалкогольных и газированных напитков, фруктовых соков и др.
  • Электрохимия. Показатель плотности измеряется для определения концентрации травильных растворов в гальванических жидкостях, используемых в поточной линии.
  • Химическая промышленность. Измерение плотности необходимо для контроля качества и определения свойств конечного продукта.
  • Фармацевтика. Исследования помогают установить соответствие характеристик готового продукта установленным стандартам.

Точность метода

Определение плотности жидкостей с помощью пикнометра дает очень точные результаты. Если исследование было произведено в строгом соответствии с установленными требованиями – точность результатов составит ±0,001 г/cм 3 . Но данный метод достаточно трудоемкий и занимает много времени, поэтому в лабораторных условиях можно вместо стеклянного пикнометра использовать гелиевый. Тогда на проведение анализа будет затрачено всего 2-3 минуты, а результаты также будут максимально точными.

Суть метода: как происходит измерение плотности жидких веществ

  • Сначала надо взвесить чистый и сухой пикнометр. Для этого используют высокоточные весы.
  • Затем надо подогреть стеклянный сосуд и дистиллированную воду до такой температуры, при которой будет проводиться измерение плотности исследуемой жидкости (к примеру, молока).
  • Дистиллированную воду наливают в пустой пикнометр до метки, расположенной на его горлышке. При этом надо внимательно следить за постоянством температуры.
  • Затем определяют массу пикнометра вместе с водой. После этого воду надо вылить, а измерительный прибор высушить в специальной печи.
  • В подготовленный стеклянный сосуд наливают исследуемое вещество до метки на горлышке. Температура должна быть такой же, как и при заполнении водой.
  • После этого надо снова взвесить пикнометр.
  • Завершающий этап – проведение расчетов по формуле.

Что обязательно нужно учитывать во время измерений

  • Пикнометр перед началом исследования следует тщательно промыть хромовой смесью, а затем дистиллированной водой.
  • Исследуемую жидкость необходимо хорошо перемешать до однородного состояния. Наличие осадка и пленки на поверхности недопустимо.
  • Жидкость надо наливать медленно, чтобы в ней не образовались пузырьки воздуха. Затем пикнометр следует плотно закрыть крышкой.
  • Если испытуемое вещество осталось на крышке или поверхности прибора – его аккуратно убирают ваткой. Это необходимо сделать обязательно, так как даже незначительное количество вещества может исказить результаты.
  • При определении плотности легкоиспаряющихся жидкостей время взвешивания не должно превышать 5 минут, иначе не удастся избежать потери массы из-за испарения.
  • Постоянство температуры – это еще одно важное требование, без соблюдения которого не удастся получить достоверные результаты.

Формула, по которой вычисляется плотность жидкости

Плотность жидкости определяется как отношение ее массы к объему. В нашем случае расчеты будут проводиться по формуле:

Ржидк = (М2 – М) : (М1 – М) × Рводы,

где Ржидк – плотность жидкости, г/см 3 ;

М – масса пикнометра, г;

М1 – масса прибора с чистой водой, г;

М2 – масса прибора с исследуемым веществом, г;

Рводы – плотность чистой воды, г/см 3 (этот показатель составляет 0,99703 г/см 3 при +20 °С).

Важно, чтобы результаты двух параллельный исследований отличались не более чем на 0,05 г/см 3 .

Сравнение работы пикнометра с ареометром

Ареометрический метод исследования плотности жидкости основан на законе Архимеда. Исследование происходит следующим образом: жидкость надо налить в чистый цилиндр емкостью не менее 0,5 л, а затем осторожно помещать в нее ареометр до тех пор, пока он не начнет плавать. Прибор должен располагаться в центре цилиндра и не касаться его дна и стенок. Через 3-4 минуты после погружения необходимо провести отчет по делениям шкалы прибора по нижнему мениску.

Несмотря на то, что ареометрический метод менее трудоемкий, он не позволяет получить такие же точные результаты, какие дает пикнометрический метод. К тому же пикнометр позволяет исследовать сравнительно малое количество анализируемой пробы (1-20 мл). Для применения ареометра потребуется не менее 0,5 л исследуемой жидкости.

Еще одно преимущество пикнометрического метода – возможность работы с сильнолетучими веществами. Ареометр в этих целях применять нельзя.

Выводы

В производственных условиях для получения максимально точных результатов наиболее оправданным будет использование гелиевого пикнометра. Это надежный и качественный прибор, которому можно доверять. Вычисления производятся автоматически всего за несколько минут, что значительно снижает нагрузку на сотрудников лаборатории. Заказать прибор можно в ООО «ХимБиоЛаб», возможна доставка во все регионы России.

© 2024 ООО «ХимБиоЛаб» Микробиология и криотехника. Оборудование для анализа порошков и пористых материалов.

Мы Вам перезвоним

Все поля, обязательны для заполнения.

Введите Ваше имя
Введите Ваш номер телефона
Согласен на обработку
персональных данных
Согласие на обработку персональных данных

Плотность теплоносителя

Плотность – это одна из основных характеристик теплоносителя (хладоносителя, антифриза). Плотность равна отношению массы тела к его объему. Обозначается греческой буквой ρ(ро) и рассчитывается по формуле:

где, m – масса, V –объем. Измеряют в единицах плотности — г/см3 (кг/см3).

Почему это важно?

Очевидно, что плотность жидкости зависит от ее температуры: при понижении температуры объем жидкости уменьшается, следовательно, ее плотность – повышается. И наоборот. Чем выше плотность теплоносителя, тем ниже его температура кристаллизации, что позволяет жидкости работать с низкими, а иногда и критически низкими температурами.

Приобретая теплоноситель, покупатель может проверить его качество в бытовых условиях. Первый показатель, который пытаются определить покупатели – это плотность. Определение показателя плотности с точки зрения непосвященного, но информированного потребителя необходимо для того, чтобы рассчитать температуру замерзания теплоносителя. Для этих целей используются бытовые приборы, называемые ареометрами (фото 1). Метод определения плотности регламентирован в ГОСТ 18995.1, раздел 1.

Фото 1 – Ареометры и пример определения плотности в лабораторных условиях.

Как измеряется плотность теплоносителя?

Плотность теплоносителя в системе отопления определяют следующим образом, испытуемую жидкость помещают в чистый сухой цилиндр так, чтобы уровень жидкости не доходил до верхнего его края на 3-4 см. Цилиндр с жидкостью помещают в термостат с температурой (20±0,1) °С.

Измеряют температуру испытуемой жидкости, осторожно перемешивая ее термометром. Когда температура жидкости установится (20±0,1) °С, цилиндр вынимают из термостата и устанавливают на ровной поверхности. В цилиндр осторожно опускают чистый сухой ареометр, шкала которого соответствует ожидаемому значению плотности. Расстояние от нижнего конца ареометра, погруженного в жидкость, до дна цилиндра должно быть не менее 3 см.

Ареометр не выпускают из рук до тех пор, пока он не станет плавать, не касаясь стенок и дна цилиндра.

Когда прекратятся колебания ареометра, отсчитывают его показания по нижнему краю мениска (при использовании ареометров общего назначения).

При отсчете глаз должен находиться на уровне соответствующего края мениска.

После определения плотности снова измеряют температуру образца испытаний.

Если разность температур, измеренных до проведения испытания и после него, превышает 0,3 °С, необходимо повторять испытание до тех пор, пока температура образца не установится.

Плотность теплоносителя и его температура начала кристаллизации — параметры безусловно связанные. Чем выше плотность антифриза, тем больше концентрация гликоля в нем и тем ниже его температура кристаллизации.

Сравнение плотностей разных видов теплоносителей (на основе этиленгликоля, пропиленгликоля, глицерина)

Плотность – важная характеристика теплоносителя, но не единственная. Следует учитывать, что ориентироваться на одну только плотность нельзя, так как за качество антифриза отвечает общепринятая система технических свойств теплоносителя.

Кроме плотности в нее входят:

  • внешний вид;
  • температура начала кристаллизации;
  • рН;
  • щелочность;
  • фракционный состав;
  • вспенивание;
  • коррозионное воздействие на металлы;
  • набухание резины.

Теплоносители на основе ЭГ и ПГ по воздействию на организм человека относятся к веществам 3 и 4 класса опасности. Обращение таких веществ и их отходов строго регулируется государством. Если данный отработанный тип теплоносителей попадает в открытую природу или нарушаются правила по их утилизации, то компания рискует получить штраф. Компания SVA имеет допуск на утилизацию отработанного теплоносителя.

Для увеличения срока эксплуатации теплоносителя компания SVA может провести регенерацию, очистив от твердых примесей и ненужных химических веществ. Но многие теплоносители восстановить невозможно. В этом случае производится их химическая и биологическая нейтрализация, отделение воды от гликолей и прочих включений. Далее отдельно перерабатываются полученные компоненты, чтобы исключить их попадание во внешнюю среду.

Что такое ареометр и как замерить плотность электролита

Ареометр – это прибор, с помощью которого можно определить плотность жидкости. Работает на основании гидростатических законов, или всем нам известному закону Архимеда, согласно которому, тело, погруженное в жидкость, вытесняет ровно такой вес жидкости, которое имеет это тело. Работая с ареометром, мы без труда сможем определить содержание растворенных в жидкости веществ, в процентах. При помощи данного прибора вы сможете измерить температуру замерзания антифриза в системе охлаждения и проконтролируете плотность электролита в аккумуляторных батареях.

Ареометр представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой заполняется ртутью или дробью с целью определения необходимой массы. Верхняя часть трубки проградуирована шкалой, для определения плотности раствора или концентрации растворенного вещества.

В зависимости от того, для каких жидкостей предназначены ареометры (тяжелее или легче воды), они бывают разными. Различным бывает и нанесение градуировки шкалы на прибор.

Sparta Ареометр (блистер)

Sparta Ареометр (блистер)

нет в наличии

Для чего используется

Для того чтобы предотвратить понижение уровня электролита в аккумуляторе при испарении из него воды, необходимо своевременно его проверять. Такой достаточно мудрый уход за аккумулятором, позволит вам в значительной мере увеличить срок его службы. А в выполнении этого своевременного контроля вам не обойтись без ареометра. Он в точности предоставит вам нужную своевременную информацию о плотности электролита, указывая на соотношение количества кислоты и дистиллированной воды в растворе.

Как его применять в работе

Работая с ареометром необходимо осторожно опускать его в жидкость, пока вы не убедитесь, что он плавает. Перед погружением необходимо проверить температуру, ведь на ареометрах указана та температура жидкости, для какой они предназначены. Делая замеры плотности электролита в аккумуляторе при отрицательной температуре, необходимо делать поправку к показаниям, так как понижение температуры электролита на 1 o C приводит к увеличению плотности на 0,0007 г/см 3 . Например, замерив плотность электролита при температуре -40 o C можно получить результат 1,28 г/см 3 – это плотность полностью заряженной батареи. Но, если привезти результат замера к температуре +25 o C, мы получим результат: 1,28г/см 3 — 0,0007*(40+25) = 1,23 г/см 3 , такая плотность соответствует 50% заряда.

Работа с ареометром начинается с того, что перед измерением его моют чистой водой, вытирают досуха полотенцем. Перед погружением в жидкость ее тщательно перемешивают. После проведения измерений прибор вторично моют, вытирают и укладывают в футляр.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *