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比重法測試固體密度步驟

2013-12-03 21:05:07 點擊:

使用比重瓶測定密度:                                   

比重瓶是一個能精確地測定體積的玻璃或金屬容器,通過簡單的稱重來測定液體的密度和所定義體積的分散,特別是測定粉末和微粒的密度。

比重瓶也可以使用于測定多孔固體的固相密度,但是樣品首先必須粉碎或研磨到開放孔的大小。

比重瓶使用于不同的應用領域有不同的形狀和標準。在測量期間,測定所有稱重的操作在恒溫下進行,而且在液體和樣品微粒之間不存在任何空氣是重要的。

在實驗室中各式各樣的玻璃比重瓶測定密度:



重瓶根據DIN 12 807 (b)制造和DIN 12 800 (d) 制造,有裝填水平的水平線標志為體積的定義。

N 12 801 (a)和 DIN 12 798個(e)比重瓶標記用標度為檢查裝填水平。

被定義體積的稱重("每公升重量")

為測量流動的物質密度(液體、粉末,分散劑系統)特別簡單的測定方法是將被定義體積的一個樣品稱重量。在這種情況下,樣品是放在被定義體積的容器,并且樣品的重量(在扣除比重瓶空重量以后)被測定。密度能容易地根據ρ= m/V測量。

不同規范的容器設計是使用于不同的產業部門為目的。例如,一個球狀容器是測定在陶瓷產業壓模的材料(漿)的密度。在石灰產業,不和水化合的石灰微粒的振實密度使用一個規范化的做法,此兩者,樣品容器和填裝容器方法是精確地被定義。美國和英國標準要求使用圓柱形不銹鋼容器(稱為比重杯子),都有定義各種各樣的體積和誤差限定。

比重瓶方法:

比重瓶方法是測定粉末密度非常精確的做法,因為粉末的微粒和分散有惡劣的流動能力特性。比重瓶方法是比浮力和置換方法更加勞動密集和費時的方法。

這個方法為固體的密度ρs測定,也留下對粉末樣品體積Vs精確測定的困難。粉末或微粒明確的體積測定通常為了避免執行3次稱重的操作而使用已知密度的液體為輔助。


圖 12: 比重瓶和內容

固體的體積Vs僅僅能間接地被測定:

v s = V ges- v fl                                             Equation 20

步驟如下:

•首先比重瓶完全地充滿液體并且測定比重瓶液體的重量。 一旦這值被確定,比重瓶Vges的體積就知道。

                                          Equation 21

•其次(比重瓶被倒空,被清洗,并且在需求的溫度給予烘干之后)比重瓶被填裝大約2/3的樣品材料; 這是粉末產生的重量 ms。

•下一個步驟是用液體填裝比重瓶至滿其余的部分而再一次稱重,哪是樣品與液體的混合重量m (fl+s)。

液體的重量 m2fl 能由下式給予計算

m2 fl  = m (fl + s) - m s                                     Equation 22

產生液體的體積Vfl在比重瓶填裝水和液體

                               Equation 23

粉末樣品的體積Vs是經由總體積Vges和液體Vfl的體積之間不同所產生。

                                  Equation 24

在原始的公式ρs = ms/Vs使用體積Vs導致以下的轉換式重量m1、m2和m3按步驟的順序:

m1在比重瓶完全地填裝液體的液體重量

m2樣品材料的重量

m3比重瓶內樣品和液體一起的重量

因而這個步驟代表另一個測定密度的方法:通過繞道。使用一系列的重量測量,即:


比重瓶有下列的原因我們要知道:

比重瓶的玻璃在不同溫度下會產生脹縮現象,水在不同溫度下的密度比重也各不相同。因此比重瓶盛裝純水至一定標記處的總重量隨溫度而異,故比重瓶必須進行校正。比重瓶每年至少校正1次,并經常抽查如發現有誤差時應重新校正。

下圖比重瓶校正曲線: