Pomiar gęstości cieczy

Pomiar gęstości stanowi element kontroli jakości w przemyśle i badaniach laboratoryjnych. Ta kluczowa wielkość fizyczna dostarcza cennych informacji o właściwościach materiałów i pozwala na precyzyjną charakteryzację produktów w wielu gałęziach przemysłu.

Metody pomiaru gęstości

W praktyce laboratoryjnej stosuje się różne techniki pomiaru gęstości, które różnią się dokładnością, zakresem zastosowań oraz stopniem automatyzacji. Wybór odpowiedniej metody zależy od rodzaju badanego materiału, wymaganej precyzji oraz warunków prowadzenia pomiarów.

Metoda piknometryczna

Metoda piknometryczna to jedna z najprostszych i najdokładniejszych technik wyznaczania gęstości farb i lakierów. Polega na wykorzystaniu naczynia o ściśle określonej objętości i precyzyjnym pomiarze masy badanej substancji. Zważenie masy cieczy pozwala obliczyć jej gęstość, stosując wzór:

gdzie m to masa, a V to objętość.

W metodzie piknometrycznej stosuje się dwa rodzaje piknometrów:

• Piknometr metalowy o objętości 50 cm3 lub 100cm3, o przekroju kołowym i kształcie cylindrycznym, z dobrze dopasowaną pokrywką z otworem pośrodku.
• Piknometr Gay-Lussaca. To szklane naczynie o ściśle określonej objętości. Jest ono zwykle wyposażone w wąską rurkę z kalibracją, co umożliwia precyzyjne mierzenie objętości cieczy, która znajduje się w naczyniu.

Uwzględnienie temperatury. Ponieważ gęstość cieczy zmienia się w zależności od temperatury, pomiar powinien być wykonywany w stałej temperaturze lub przynajmniej temperatura powinna być zmierzona, aby dokonać korekty. Piknometr Gay-Lussaca zazwyczaj wykorzystywany jest w kontrolowanych warunkach temperaturowych, aby zapewnić dokładność pomiarów.

Można zastosować komorę o kontrolowanej temperaturze, zdolną do pomieszczenia wagi, piknometru i próbki do badań oraz utrzymywania ich w określonej temperaturze lub łaźnię wodną, zdolną do utrzymania piknometru i badanej próbki.

Zastosowania przemysłowe

Pomiary gęstości znajdują zastosowanie w różnych sektorach przemysłu:

• Przemysł chemiczny
• Przemysł spożywczy
• Przemysł farmaceutyczny
• Badania korozyjne
• Kontrola jakości powłok

Kontrola jakości

W procesie kontroli jakości pomiar gęstości służy do:

1. Weryfikacji składu materiałów
2. Monitorowania procesów produkcyjnych
3. Wykrywania zanieczyszczeń
4. Określania stężeń roztworów

Najczęściej zadawane pytania

Jaka jest najdokładniejsza metoda pomiaru gęstości?

Metoda piknometryczna zapewnia najwyższą dokładność w warunkach laboratoryjnych, osiągając precyzję do 0,00001 g/cm³.

Jakie ciecze mierzymy pod względem gęstości za pomocą metalowego piknometru, a jakie za pomocą szklanego piknometru Gay-Lussaca?

Za pomocą szklanego piknometru Gay Lussaca możemy bada gęstość:

• Wody, 
• Rozpuszczalników organicznych np. alkohole, aceton 
• Cieczy chemicznych o neutralnym pH.
• Roztworów wodnych: roztwory soli, kwasów czy zasad, o ile nie mają one właściwości silnie agresywnych.

Inne cieczy o niskiej lepkości i neutralnych właściwościach chemicznych, które nie powodują uszkodzenia szkła.

Za pomocą piknometru metalowego wykonanego z stali nierdzewnej można zbadać gęstość:

• Ciecze o dużej lepkości: Piknometry metalowe są bardziej odpornie na działanie gęstych cieczy, które mogłyby uszkodzić szklane naczynia np. farby lakiery. 
• Ciecze przemysłowe i technologiczne: Ciecze stosowane w przemyśle chemicznym, naftowym czy energetycznym, w których niezbędna jest odporność na korozję i mechaniczne uszkodzenia.

Jakie czynniki wpływają na dokładność pomiaru?

Temperatura oraz czystość próbki mają kluczowe znaczenie dla dokładności pomiaru.

Laboratorium Tenslab oferuje badanie gęstości cieczy, a w ramach akredytacji wykonujemy także badanie gęstości farb i lakierów.  Zapraszamy do współpracy przy kontroli jakości procesów przemysłowych i badaniach materiałowych.