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电子天平固体密度测量应用

 

 

 

在日常实验室进行物质测量和分析时,经常会使用电子天平和密度测试组件进行固体密度的测量。利用奥豪斯电子天平可测量密度大于辅助液体密度的固体,密度小于辅助液体密度的固体,液体密度,多孔材料(如:渗油,轴承材料)的密度。

今天向大家简单介绍使用奥豪斯电子天平进行固体密度测量的方法和注意事项:

 

首先我们来简单了解使用电子天平进行测量固体密度的原理:

1、物体的密度为其质量与体积的比值,具体公式:

2、密度测量是依据阿基米德原理来实现的。该原理说明:浸入液体中的每一个固体失去的重量等于它所排开的液体的重量。

3、固体密度测量通常是使用一种已知密度液体(例如:水或乙醇)作为辅助液体,通过在空气(A)和辅助液体(B)中先后称量的待测固体质量,即可计算求得其密度,具体公式如下:

 

进行密度测量前,我们需要进行如下准备工作:

       1、电子天平。需根据对测量的密度数据精度的具体要求选择电子天平的精度,根据被测样品的体积,重量选择电子天平的容量。在进行测试前需要对准备好的电子天平进行足够长时间的预热,并进行必要的校正以保证测量数据的准确。

        2、测试组件。需选择合适的测试组件,如对某些体积较大,称量室无法放置的物质需选择下挂式测试组件。

        3、待测样品。考虑到水的表面张力的影响,为了测量密度的准确性,建议测量的样品重量须大于1g。为了提高测量准确度,建议选择形状规则,表面粗糙度小的样品。

        4、选择合适的辅助液体。一般可选择为:水、酒精、其他。选择测试辅助液体时需根据具体的测试样品的性质进行选择,如易于与水发生反应的,可选择酒精作为辅助辅助液体。

准备好所需的设备和样品后,请按如下步骤进行测量:

             1、打开电子天平的左侧门或者右侧门取下秤盘,将密度托架插入电子天平中。

              2、将支架放在托架上方合适的位置,确保支架不会与托架相接触。

              3、将烧杯按照在支架中心位置。将温度表插在烧杯内,用于测量液体的当前温度。

              4、将已知密度的参考液体(通常是水或酒精)注入烧杯,确保待测固体能被液体完全浸1cm以上  (如下图1):

              5、放置挂篮于固定支架上,确保其表面无气泡并不碰到烧杯或温度计(如下图2)

              6、打开电子天平开关

              7、关闭防风门并去皮重;

              8、打开电子天平防风门,将被测固体放置在固定支架的称量臂上或挂篮顶部的秤盘中;若被测固体在空气中的质量大于20g,请将其放置在挂篮顶部的秤盘中进行称量;

 

注:对于密度小于辅助液体密度的固体,则需将挂篮下部的称量网反置,压住被测物体。如果固体的浮力大于挂篮的重量,则必须通过在挂篮上部放置一个附加砝码来协助称量。在装入附加砝码后,给电子天平去皮并再次开始称量。如上图3所示。

               1、关闭电子天平防风们,待电子天平稳定后,电子天平将自动记录称量结果A(如下图4);

                2、打开电子天平防风门,取下被测固体,关闭防风门并去皮重;

                3、打开电子天平防风门将被测固体放置在挂篮下部的称量网内,并确保无气泡附着在固体表面(可以用小刷子清除表面气泡);

                4、关闭电子天平防风门,待电子天平稳定后,电子天平将自动记录称量结果B。并根据密度公式自己计算待测固体密度(如下图5)。

 

注:对于奥豪斯DV和AR等系列电子天平已在电子天平软件中进行设置,可直接读出密度数据,无需人工计算,更加健康。

具有密度直读功能的电子天平有:DV、EP工业电子天平、AR、SE;具有密度测定功能的电子天平有:EP、CAV、CP、SPS(可通过手工计算)。

 

提高固体密度测量结果的精度

                   1、温度

固体一般对温度变动不是特别敏感,但测量密度过程中利用辅助液体工作时,必须考虑温度对液体的较大影响。一般会以0.1℃到1℃的数量级引起密度的变化。此时会影响到测量结果中的第三小数位的变化。建议在固体密度测量过程中始终考虑辅助液体的温度。

                    2、辅助液体的表面张力

液体粘附到挂篮上会使表面质量增加3mg。当在固体的两次称量中(空气和辅助液体中)下挂篮浸入辅助液体中时,辅助液体表面张力所引起的量增大的影响可以忽略不计。因为电子天平在每次测量前都会去皮。为了减低气泡的影响和确保最大的可能精度,可以使用几滴湿润剂(不提供)名添加到辅助液体中。 

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