Определение плотности жидкости с помощью ареометра

Ареометр — прибор для измерения плотности жидкости. Считается, что ареометр изобрела Гипатия – женщина-ученый, математик, астроном и философ, схоларх Александрийской школы неоплатонизма.

Способ основан на законе Архимеда, по которому каждое тело плавает в жидкости столь глубоко погруженным в нее, что вес вытесненной им жидкости равен весу всего плавающего тела.

Определение плотности жидких химических продуктов с помощью ареометра проводят согласно ГОСТ 18995.1-73 [1], нефтепродуктов – согласно ГОСТ 8.595-2004 [2].

Ареометр (ГОСТ 18481-81 [3]) представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой заполнена балластом (чистая и сухая металлическая дробь, залитая слоем смолки, сургуча или другого связующего вещества с температурой плавления не ниже 80°С) для удержания ареометра в вертикальном положении во время измерений. В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях относительной плотности. Иногда ареометр снабжен термометром. На каждом ареометре имеется обозначение, при какой температуре необходимо проводить измерения. Если ареометр отградуирован на относительную плотность жидкости, измеренную при 20°С, а температура испытуемого продукта отличается от 20°С, то вводят поправку на найденную плотность (табл. 1).

Таблица 1. Поправочные температурные коэффициенты плотности жидких веществ a

Ход определения. Для измерения плотности жидкости сухой и чистый ареометр помещают в сосуд с этой жидкостью так, чтобы он свободно плавал в нем. Значения плотности снимают по шкале ареометра, по нижнему (для определения плотности прозрачных жидкостей) или по верхнему (для определения плотности мутных и темноокрашенных жидкостей) краю мениска [3].

За результат испытания принимают среднеарифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 1 кг/м³ для ареометров с ценой деления 1 кг/м³ и
0,5 кг/м³ для ареометров с ценой деления 0,5 кг/м³.

Не допускается ареометром определять плотность легколетучих веществ.

Определение плотности мутных и темноокрашенных жидкостей производят с помощью ареометров для нефти. Отсчет ведут по делению на шкале, соответствующему верхнему краю мениска жидкости.

Расчет. Плотность вещества можно определить при любой температуре, тогда пересчитывают на плотность при 20°С () по формуле

где – плотность вещества при температуре испытания, кг/м³;
t – температура испытания, °С; a – поправочный температурный коэффициент (табл. 1, 2); b – средний коэффициент объемного теплового расширения;
20 – стандартная температура, при которой определяется плотность, °С.

Согласно [1] определение плотности жидкости проводят в термостате при температуре испытуемой жидкости (20±0,1)°С.

Таблица 2. Поправочные температурные коэффициенты плотности нефти

или нефтепродуктов a