Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Денсиметрия




Денсиметрическими методами определяют плотность веществ.

Плотностью ρ (в кг/м3) называется масса вещества, заключенная в единице объема, т.е.:

где m - масса вещества, кг;

V – объем вещества, м3.

Удельный вес γ (в Н/м3) определяется как отношение веса тела к его объему:

где G – вес тела, Н.

Так как вес тела и его масса связаны соотношением G=m∙g (g – ускорение свободного падения, м/с2), то плотность и удельный вес находятся в зависимости γ=ρ∙g.

Плотность и удельный вес изменяются с изменением температуры, поэтому в справочной литературе рядом с их значением помещают индекс с указанием температуры вещества при измерении.

Используется также безразмерная величина – относительная плотность (d), которая представляет собой отношение плотности исследуемого вещества к плотности другого (стандартного) вещества, измеренных при определенных условиях. Чаще всего относительную плотности жидких и твердых тел определяют по отношению к плотности дистиллированной воды, а относительную плотность газов – к плотности сухого воздуха или водорода.

Относительную плотность записывают с двумя индексами (верхнее число показывает температуру, при которой определена плотность исследуемого вещества, нижний – температуру стандартного вещества (например, дистиллированной воды) при определении.

Если значение относительной плотности жидкого вещества записано в виде d204, т.е. плотность исследуемого жидкого вещества определена при нормальной температуре (200С), а плотность дистиллированной воды определена при температуре 40С (при температуре, при которой плотность дистиллированной воды максимальна), то такая величина называется истинной относительной плотностью. При определении истинной относительной плотности все измерения массы пересчитывают на значения массы в пустоте, т.е. без учета выталкивающей силы воздуха.

При обычных определениях удобно пользоваться видимой относительной плотностью, которую определяют к дистиллированной воде той же температуры, что и анализируемый раствор, т.е. при нормальной температуре 200С (d2020). Причем все измерения массы проводят в воздухе и поправок для пересчета на измерение массы в пустоте не делают.

Для взаимного пересчета видимой и относительной плотности используют следующие формулы:

d2020=d204∙1,0018 d204=d2020∙0,9982

Если в процессе измерений меняется температура жидкости, то результаты измерений приводятся к нормальной температуре по формуле:

где ρt и ρt0- плотности соответственно при фактической температуре t во время определении и температуре t0 =20 0С, кг/м3;

β- температурный коэффициент объемного расширения.

Плотность веществ в лабораторных условиях определяют с помощью ареометров и пикнометров, реже – при помощи гидростатических весов.

Известно множество приборов для определения плотности жидкостей, основанных на различных принципах измерений, охватывающих широкий диапазон и обеспечивающих высокую точность измерения. По принципу действия плотномеры, применяемые для контроля различных жидкостей подразделяются на механические, радиоизотопные и акустические. Известны также приборы, основанные на использовании оптических, тепловых, гидродинамических свойств жидкостей, однако они не получили широкого распространения в пищевой промышленности.

Ареометр – прибор для измерения плотности, представляет собой полый запаянный цилиндрический сосуд с узкой трубкой сверху, снабженной градуированной шкалой. На дне ареометра находится балласт (дробь), масса которого рассчитана для измерения плотности в заданном диапазоне. Выпускаются также ареометры, со встроенными термометрами для контроля температуры анализируемого вещества (рисунок 1). Принцип действия ареометра основан на том, что он погружается в исследуемую жидкость до тех пор, пока масса вытесненной им жидкости не сравнится с его собственной массой (по закону Архимеда).

Ареометры выпускают в набора с различными диапазонами измерений и различной ценой деления (чем меньше цена деления ареометра, тем точнее измерение. Для измерения концентрации различных растворов применяют ареометры, которые называются и различаются по объекту измерения: сахарометры (для измерения массовой доли сахарозы в водных растворах сахара), спиртометры (для измерения объемной дли спирта в алкогольных напитках) и др.

Пикнометр – специальная колба точно известной вместимости, которая служит для определения плотности веществ. Сущность определения заключается в том, что пикнометр позволяет отобрать точно измеренный объем жидкости, а затем взвесить ее с точностью до 0,0001 г. Существует много разновидностей пикнометров, отличающихся формой, объемом, закрываемые притертой пробкой или пробкой с капилляром (рисунок 1).

а) б) в) г) д)

а) ареометр, б) ареометр со встроенным термометром,

в) пикнометр с длинной шейкой, г)пикнометр с пришлифованной пробкой, д) пикнометр с капилляром

Рисунок 1 – Ареометры и пикнометры

 

Гидростатические весы – прибор для определения плотности жидкостей.

Гидростатические весы (рисунок 2) имеют неравноплечее коромысло 4, правая сторона которого представляет шкалу 5, разделенную надрезами на десять равных частей. На левой стороне установлен противовес 3 и указатель 2 для установки равновесия коромысла (с зеркальной шкалой). На десятом делении шкалы 5 крепится поплавок 6. Первоначально уравновешивают коромысло с

Рисунок 2 – Гидростатические весы

поплавком в воздухе. Затем опускают поплавок 6 в цилиндр 8 с исследуемой жидкостью, установленный на подставке 9. При этом равновесие нарушается, и его восстанавливают, помещая на надрезы коромысла гири – рейтеры 1. Плотность определяют в соответствии с местом подвески и массой рейтеров, используемых для приведения весов в равновесие. Для измерения температуры в цилиндр с исследуемой жидкостью помещают термометр 7.

При осуществлении целого ряда технологических процессов возникает необходимость непрерывного контроля и регулирования плотности растворов. Приборы, предназначенные для этих целей, называют плотномерами. Имеется несколько типов плотномеров, в основу которых положены различные физические законы и принципы: поплавковые, весовые, гидростатические, вибрационные, радиоизотопные, ультразвуковые и др.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2014-12-30; просмотров: 102; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты