Как проверить плотность жидкости

Как определить плотность неизвестной жидкости,используя только стакан воды и весы разновесом?

Взвесить стакан с водой. Записать массу стакана с водой Мсв. Вылить воду. Записать массу стакана без воды Мс. Найти массу воды, которая была в стакане: Mв = Mсв – Мс. Налить в стакан неизвестную жидкость и взвесить. Записать массу стакана с жидкостью Мсж. Найти массу жидкости Мж = Мсж – Мс. Массы жидкостей через объем стакана V и плотности ρв и ρж: Мв = ρвV, Мж= ρжV; Мж / Мв = ρж /ρв; Плотность жидкости ρж: ρж = ρв * Мж / Мв = 1000 кг/м3 *(Мж / Мв). Ответ: Нужно плотность воды умножить на отношение массы жидкости к массе воды.

• Связаться с нами
• Правила проекта
• Лицензионное соглашение
• Политика конфиденциальности

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

Для определения плотности жидкости также применяются гидростатические весы. Для измерений используют любое твердое тело, не плавающее на поверхности одной из жидкостей. Знать его объем и плотность не обязательно.

ρ1	определяемая плотность жидкости №1,	кг/м 3
ρ2	известная плотность жидкости №2 (например вода),	кг/м 3
G	вес твердого тела в воздухе,	Ньютон
Gж1	вес твердого тела в жидкости №1,	Ньютон
Gж2	вес твердого тела в жидкости №2,	Ньютон

\[ ρ_ <1>= ρ_ \frac>> \]

Контрактное производство

Косметических средств, БАД к пище, фасовка пищевой продукции.

• Вы здесь:
• Возможности
• Качество
• Методики и тесты
• Плотность. Понятия и методы ее измерения

Плотность. Понятия и методы ее измерения

Один из самых важных контролируемых показателей при производстве косметики и производстве БАД – плотность. В зависимости от производимого продукта специалисты компании «КоролёвФарм» используют несколько понятий и определений плотности.

Более чёткое определение понятия плотности требует уточнения формулировки этого термина:

• Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородных тел она имеет называние просто плотности тела.
• Плотность вещества — это плотность указанных тел, которые состоят из этого же вещества.
• Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела (m), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (V), когда этот объём стремится к нулю, или, записывая кратко .

При таком предельном переходе необходимо учитывать, что на атомарном уровне любое тело является неоднородным, в связи с чем необходимо остановиться на том объёме, который применяется для соответствующей используемой физической модели.

• Насыпная плотность — под насыпной плотностью различных сыпучих материалов (сахар, лактоза, крахмал и т.д.) понимают количество этого порошка (сыпучего продукта), которое находится в свободно засыпанном состоянии в определённой единице объема.
• Относительная плотность – является отношением двух понятий, т.е. терминов, и может рассматриваться как отношение объёмной, то есть насыпной плотности, к истинной плотности.

Плотность продукции является важным параметром при изготовлении косметической продукции, так как она влияет на внешний вид продукта, его органолептические свойства, вес и стоимость готовой продукции. Очень важно учитывать плотность продукта при фасовке изготовленной продукции во флаконы, тубы, банки и так далее.

Например, плотность кремов — меньше единицы. Как правило, плотность крема находиться в пределах 0,96 – 0,98 г/см 3 . В соответствии с проведёнными испытаниями при плотности 0,96 и объеме 50 мл масса крема составит 48 г, а при плотности 0,98 масса увеличивается уже до 49 г.

Плотность шампуней, наоборот, больше или равна единице, она находиться в пределах 1,0 — 1,04 г/см 3 . Исследования показывают, что при плотности 1,0 и объеме 100 мл масса шампуня в упаковке составит 100 г, а при плотности 1,04 уже 104 г.

Как уже говорилось, плотность определяется как отношение массы тела к занимаемому объёму. Поэтому, числовые значения плотности вещества показывают массу принятой или указанной единицы объема этого вещества. Как видно из приведённого примера, плотность металла, в данном случае чугуна, 7 кг/дм 3 . Получается, что 1 дм 3 чугуна имеет массу 7 кг. Сравниваем плотность водопроводной воды – 1 кг/л. Из этого примера следует, что масса 1 л водопроводной воды равна 1 кг. Один и тот же объём разной субстанции или вещества имеют различный вес.
Известно, что при снижении температуры плотность тел увеличивается.

Существует два основных метода определения плотности вещества: ареометрический и пикнометрический. Для измерения плотности различных жидкостей используется ареометр, а для измерения плотности кремов, бальзамов, гелей, зубных паст используется пикнометр.

На основании измеренной плотности косметической продукции по согласованным на предприятии таблицам «Пределы допускаемых отклонений содержимого нетто от номинального количества» в соответствии с ГОСТ 8.579-2002 «Требования к количеству фасованных товаров в упаковке любого вида при их производстве, расфасовке, продаже и импорте» определяются пределы допустимых отклонений содержимого нетто продукта от номинального значения.

Ареометр — прибор, которым пользуются для измерения плотности различных жидкостей и жидких субстанций. Как правило, он представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой значительно расширена в диаметре. При калибровке расширенная часть заполняется дробью или ртутью, которые используются для достижения заданной массы. В верхней части ареометра находится проградуированная шкала в определенных соответствующих значениях плотности. Поскольку плотность жидкостей и жидких субстанций весьма значительно зависит от температуры, поэтому ареометр или снабжают термометром, или производят одновременное измерение температуры жидкости другим термометром.

Для проведения процедуры измерения плотности жидкой субстанции или жидкости чистый ареометр осторожно помещают в достаточного объема мерную мензурку с жидкостью, но таким образом, чтобы ареометр свободно плавал в ней. Значения плотности определяют по шкале ареометра находящейся на нижнем крае мениска жидкости.

В физике Ареометром называют прибор, служащий для определения значения плотности и, следовательно, определения удельного веса тел.

Историки науки считают, что ареометр как прибор для проведения измерений изобрела Гипатия – знаменитая женщина-ученый, астроном, математик и философ, глава Александрийской школы неоплатонизма. Благодаря её научной деятельности были изобретены или усовершенствованы и другие приборы: дистиллятор, астролябия и планисфера.

Устройство современных ареометров, как и ареометров, применяемых в древности, основано на известном гидростатическом законе — законе Архимеда, Как известно из школы младших классов, закон Архимеда гласит, что каждое тело плавает в жидкости и погружается настолько глубоко в нее, что вес вытесненной этим телом жидкости равен весу всего тела, плавающего в этой жидкости.

Интересные обстоятельства предшествовали открытию закона Архимеда, который прославил ученого на все времена. «Эврика!», – восклицает каждый, находя решение трудной задачи, а ведь этому предшествует целая история.

Архимед служил при дворе Гиерона II – тирана Сиракуз, который правил в 270-215 годах до нашей эры, а с 269 года до нашей эры носил титул царя. Гиерон слыл коварным, жадным и подозрительным правителем.

Он подозревал своих ювелиров в том, что при изготовлении золотых изделий они подмешивают в золото серебро или хуже того олово к благородному металлу, что и послужило причиной открытия одного из физических законов. Он поручил Архимеду изобличить мастеров-ювелиров, так как он был уверен, что при изготовлении для него короны ювелиры украли золото.

Для решения этой сложной задачи необходимо знать не только массу, но и определить объём изготовленной короны, а это было самым сложным, чтобы в дальнейшем вычислить плотность металла. Корона имеет сложную и неправильную геометрическую форму, определить её объём — очень не простая задача, над решением которой долгое время размышлял Архимед.

Решение было найдено Архимедом оригинальным способом, когда он погружался в ванну – уровень воды резко поднялся, после того когда он погрузился в воду. Тело учёного вытеснило равный ему объём воды. «Эврика!» — воскликнул Архимед и побежал во дворец, как утверждает легенда, не одевшись. Дальше всё было просто. Он погрузил корону в воду, измерил объём вытесненной жидкости и таким образом определил объём короны.

Благодаря этому Архимедом и был открыт принцип или, как его ещё называют, закон плавучести. Твердое тело, погружённое в жидкость, вытеснит объем жидкости, равный объему погруженного в жидкость тела. В воде может плавать любое тело, если его средняя плотность меньше плотности той жидкости, в которую его поместили.

Закон Архимеда гласит: на всякое тело, которое погружено в жидкость или в газ, действуют выталкивающие силы, направленные вверх и равные весу вытесненной им жидкости или газа.
До настоящего времени человечество успешно применяет знания, полученные от далёких предков во многих областях своей деятельности, в том числе и при производстве косметики.

Как уже говорилось, для измерения плотности используется также пикнометр. Измерение плотности с помощью пикнометра проводят следующим образом.

Перед испытанием необходимо промыть пикнометр последовательно растворителем для удаления следов испытуемого вещества, затем хромовой смесью, водой, спиртом, эфиром, затем высушить до постоянной массы и взвесить (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до четвертого десятичного знака).

Пикнометр заполняется с помощью воронки или пипетки дистиллированной водой немного выше метки, закрывается пробкой и помещается на 20 минут в термостат с температурой (20 ±0,1)°С.

При достижении температуры (20 ±0,1)°С, необходимо довести уровень воды в пикнометре до метки, быстро отбирая излишек воды при помощи пипетки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги или, добавляя водой до метки, закрыть пикнометр пробкой и поместить пикнометр в термостат с температурой (20 ±0,1) °С на 10 минут.

Вынуть пикнометр из термостата, взвесить, освободить от воды, высушить его и заполнить пикнометр испытуемой жидкостью и термостатировать.

Вычислите плотность ( ) в г/см 3 по формуле:

где : m₁ – масса пикнометра с испытуемой жидкостью, г;
m₀ – масса пустого пикнометра, г;
m₂ — масса пикнометра с водой, г;
А – поправка на аэростатические силы, вычисляется по формуле:

где : V – объем пикнометра, см 3 ;
0,0012 – плотность воздуха при 200С, г/см 3 ;
0,9982 – плотность воды при 200С, г/см 3 ;

На фирме «КоролевФарм» для измерения плотности косметических изделий, имеющих густую консистенцию (эмульсии, крем-гели, гели, бальзамы и т.п.), используется экспресс-метод. Суть его заключается в том, что для проведения испытаний используется калиброванный шприц.

Для определения плотности взвесьте пустой шприц (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до второго десятичного знака), наполните шприц дистиллированной водой до максимальной метки, затем тщательно вытрите поверхность шприца и произведите повторное взвешивание.

Объем (V) шприца определите по формуле:

где : m₁ – масса шприца с водой (г) , m₀ — масса пустого шприца (г) , 0,9982 — плотность воды при 200С, г/см 3 ;

Снова взвесьте пустой шприц (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до второго десятичного знака), заполните шприц косметической массой до максимальной метки, не допуская попадания пузырьков воздуха.

Тщательно вытрите поверхность шприца и произведите его повторное взвешивание.

Плотность ( ) в г/см 3 вычислите по формуле:

Где, m₁ – масса шприца с косметическим средством (г) , m₀ — масса пустого шприца (г) , V – объем шприца (см 3 )

За результат испытания принимают среднеарифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает 0,01 г/см 3 .
Этот метод позволяет быстро определить плотность изготовленного косметического продукта.