DETERMINAREA DENSITATII PRODUSELOR

DETERMINAREA DENSITATII PRODUSELOR

Densitatea este o proprietate generala a marfurilor prin intermediul careia se obtin date referitoare la concentratia si puritatea produselor analizate.

Densitatea este o marime fizica definita prin raportul dintre masa si volumul unui corp.

m

r ---- [g/cm³; Kg/m³; Kg/dm³]

V

Cunoasterea densitatii unui produs dat presupune determinarea masei prin cantarire si a volumului acestuia printr-o masurare directa sau indirecta. Densitatea astfel determinata se numeste densitate absoluta.

Densitatea depinde de temperatura, presiunea aerului si puritatea substantelor.

Temperatura influenteaza valoarea densitatii prin modificarea volumului datorita dilatarii sau contractarii. Densitatea scade in general cu cresterea temperaturii.

Presiunea influenteaza densitatea mai ales la produsele compresibile (gaze) tot prin modificarea volumului (comprimare sau extindere). Lichidele si solidele sunt putin compresibile, de aceea densitatea lor nu este influentata in asa mare masura de presiune. In general, densitatea creste cu cresterea presiunii.

Puritatea substantelor influenteaza densitatea prin masa impuritatilor care modifica in plus sau in minus masa produsului si deci densitatea.

In practica se utilizeaza mai rar densitatea absoluta si mai des densitatea relativa. Aceasta presupune raportarea densitatii absolute a substantei cercetate la densitatea absoluta a unei substante etalon. Acest etalon este apa distilata a carei densitate la temperatura de 4⁰C si presiunea de o atmosfera este 1g/cm³.

Densitatea relativa (d) se noteaza cu doi indici:

cel inferior reprezinta temperatura la care s-a determinat densitatea substantei etalon;

cel superior reprezinta temperatura la care s-a determinat densitatea substantei cercetate.

densitatea corpului la t⁰C m/V m

d₄^t = _____ _______ ______ _________ = ____ = ___

densitatea apei distilate la 4⁰C m₀/V m₀

Unde: m - masa substantei cercetate;

m₀ - masa apei distilate la 4⁰C;

V - volumul apei distilate = volumul substantei cercetate.

Se observa ca din punct de vedere numeric, densitatile absolute si cele relative sunt egale.

Uneori, conditiile experimentale nu permit determinarea densitatii la o temperatura t⁰C in raport cu apa distilata la 4⁰C. In acest caz se determina ambele densitati la temperatura t⁰C si se noteaza densitatea d_t^t. Aceasta valoare se poate transforma in valoarea d₄^t cu ajutorul relatiei:

d₄^t = d_t^t x r_apa unde:

r_apa - densitatea apei la temperatura t⁰C     (Tabel nr.2)

Tabelul nr.2

Densitatea apei la temperatura t⁰C

In general densitatea relativa se determina la 20⁰C in raport cu apa distilata la 4⁰C.

Densitatea relativa a produselor se determina in practica cu ajutorul a trei metode:

metoda picnometrului;

metoda areometrului;

metoda cu balanta Mohr-Westphal.

Metoda picnometrului

Metoda picnometrului se utilizeata cel mai frecvent pentru determinarea densitatii la lichide. Aceasta metoda se bazeaza pe determinarea masei unui volum exact masurat din lichidul cercetat.

Pentru masurarea volumului se utilizeaza picnometrul (Figura nr.7) care este un balon de sticla cu pereti grosi, inchis cu dop rodat, dop prevazut cu o deschidere capilara care permite umplerea completa a picnometrului cu lichid (a). Unele picnometre sunt prevazute si cu termometru (b).

Figura nr.7 a si b - Picnometre

Modul de lucru

Picnometrul spalat si uscat, se cantareste la balanta analitica, determinandu-se m₀. Apoi se umple cu apa distilata, se fixeaza dopul si se cantareste, determinandu-se m₁. Diferenta dintre m₁ si m₀ reprezinta masa apei distilate la temperatura t⁰C.

Se usuca picnometrul, se umple cu licidul cercetat (la aceeasi temperatura cu apa distilata) si se cantareste, determinandu-se m₂. Diferenta dintre m₂ si m₀ reprezinta masa lichidului cercetat.

Se calculeaza densitatea relativa a lichidului cercetat la temperatura t⁰C:

(m₂-m₀)/V m₂-m₀

d_t^t

(m₁-m₀)/V m₁-m_o

Se calculeaza apoi d₄^t = d_t^t x r_apa

Metoda areometrului

Areometrul este un corp plutitor din sticla, de forma cilindrica, cu diametrul de 2-3 cm, avand la capatul inferior un rezervor cu alice de plumb sau mercur, iar la capatul superior o tija de sticla cu diametrul de 3-4 mm, prevazuta cu o scara gradata (cu diviziuni de 0,001; 0,002 sau 0,0005).

Etalonarea areometrelor se face la 20⁰C in raport cu apa distilata la 4⁰C.

Unele areometre sunt prevazute si cu termometre caz in care se numesc termoareometre.

In functie de densitatea lichidului, areometrul se cufunda mai mult sau mai putin in lichid. Cu cat densitatea lichidului este mai mica, cu atat areometrul se va cufunda mai mult in lichid.

Citirea valorii densitatii se face la diviziunea ce se gaseste la linia de separatie dintre lichid si aer.

Modul de lucru

Se toarna lichidul de analizat intr-un cilindru gradat, apoi se introduce areometrul lent, astfel incat sa nu atinga peretii cilindrului. Dupa ce areometrul s-a stabilizat, se citeste diviziunea din planul suprefetei lichidului. In timpul citirii, ochiul trebuie sa se gaseasca la aceeasi inaltime cu nivelul lichidului.

In functie de unitatile de masura trecute pe scara areometrelor acestea se impart in:

a)   Densimetre - au pe scara gradata unitati de densitate relativa, la temperatura de etalonare de 20⁰C (Figura nr.8). Daca in timpul efectuarii determinarii temperatura lichidului difera de temperatura de etalonare a densimetrului si se determina d₄^t, se poate determina d₄²⁰ = d₄^t + c x (t - 20), unde:

d₄^t - densitatea relativa la temperatura la care s-a facut determinarea;

c - coeficientul de temperatura a densitatii (Tabelul nr.3)

Figura nr. 8 - Densimetru

b)     Alcoolmetre - au pe scara gradata procentul de alcool pe care il contine lichidul, corespunzator temperaturii de etalonare (Figura nr.9). Procentul de alcool se poate exprima ca procent de masa (arata cate grame de alcool se gasesc in 100 g lichid) sau ca procent de volum (arata cati mililitri de alcool se gasesc in 100 ml lichid).Tipul procentului este trecut pe alcoolmetru.

Figura nr.9 - Alcoolmetru

c)     Lactometre (lactodensimetre) - se utilizeaza pentru determinarea densitatii relative a laptelui, cu scopul de a se stabili daca este falsificat prin adaos de apa sau prin extragerea smantanii. Au pe scara gradata unitati de densitate relativa a laptelui (in jurul valorii 1,30, densitatea normala a laptelui) (Figura nr.10). Uneori lactometrele pot fi dotate si cu termometre, numindu-se termolactodensimetre.

Figura nr.10 - Lactometru