О прямых «обязанностях» весов знают все. А вот о том, что они способны еще и плотность определять, – немногие. Описание методики анализа и о нюансах взвешивания, которые необходимо учитывать для разных образцов, – читайте в нашей статье.
Гидростатическое взвешивание: описание метода
Гидростатическое взвешивание используется для определения плотности веществ с помощью закона Архимеда. Исследоваться могут как твёрдые вещества, так и жидкости.
Принцип метода состоит в том, чтоб взвесить испытуемый образец сначала в воздухе (непосредственно на платформе весов), а потом – погруженным в воду. Полученный вес пересчитываем по формуле для определения плотности:
где:
– плотность образца;
А – вес образца в воздухе;
В – вес образца в рабочей жидкости;
– плотность рабочей жидкости;
– плотность воздуха (0,0012 г/см³).
| Гидростатическое взвешивание под весами в том числе применяется для образцов с магнитными свойствами: таким образом исследуемое вещество не влияет на весовой датчик |
Особенности анализа больших образцов
Для определения плотности больших образцов используется взвешивание под весами. Также гидростатическое взвешивание под весами применяется для образцов с магнитными свойствами: таким образом исследуемое вещество не влияет на весовой датчик.
Для этогоиспользуется комплект дополнительного оборудования, а сами весы должны быть снабжены крюком (например, у большинства моделей весов OHAUS он входит в стандартную комплектацию). На нижней стороне корпуса имеется отверстие, закрытое заглушкой, – под ней и расположен такой крюк.
В комплект набора для гидростатического взвешивания под весами входит:
- подставка, на которую устанавливаются весы;
- перфорированная внутренняя ёмкость;
- ведро для воды/жидкости с известной плотностью.
Методика анализа больших образцов:
- Собираем систему для гидростатического взвешивания. Устанавливаем весы на раму и набираем в ведро воду/жидкость с известной плотностью.
- Тарируем весы.
- Взвешиваем образец сверху на платформе весов – это вес образца в воздухе.
- Опускаем образец во внутреннюю ёмкость, которая находится в ведре с жидкостью (взвешиваем образец полностью погружённым), – это вес образца в воде/жидкости.
- Подставляем значения в формулу и вычисляем плотность образца.
Следите, чтобы при погружении на образце не было пузырьков воздуха: их присутствие может привести к искажению результатов измерения. |
Анализ небольших образцов и растворов
Для небольших образцов используют весы с дискретностью 3, 4-й знак после запятой и больше, с набором для определения плотности, который устанавливается вместо платформы весов. Видео об использовании набора смотрите здесь.
Для определения плотности растворов вместе с набором для определения плотности приобретается стеклянный грузик (известного объёма). Плотность в данном случае определяют по формуле:
,
где:
– плотность жидкости;
А – вес грузика в воздухе;
В – вес грузика в жидкости;
V – объём грузика;
– плотность воздуха (0,0012 г/см3),
а – корректирующий коэффициент (0,99985), учитывающий выталкивающую силу.
Просто, еще проще
Как видите, процедура определения плотности образца довольно проста. Но для тех, кто нуждается в еще большей экономии времени и не приемлет нудные подсчеты на калькуляторе, производители весового оборудования снабдили свой продукт дополнительной опцией. В некоторых весах, например, OHAUS Аdventurer и OHAUSExplorer, предусмотрена функция автоматического вычисления плотности. Вам нужно только ввести массу образца, взвешенного на платформе весов и погружённого в воду, предварительно выбрав на дисплее функцию «Определение плотности», – и значение удельного веса уже у вас на экране.
Выбирайте удобный вам вариант, определяйте плотность образцов и используйте возможности вашего весового оборудования по максимуму!
Виктория Выхор,
специалист по весовому оборудованию
ООО «ХИМЛАБОРРЕАКТИВ»