Денсиметрические методы

Денсиметрическими методами анализа определяют плотность однородных веществ. Зная плотность раствора, легко определить содержание растворимых веществ по его объему.

Плотность представляет собой отношение массы вещества к его объему (кг/м³)

(2.4)

Отношение веса (силы тяжести) однородного тела к его объему называется удельным весом (Н/м³)

(2.5)

где G—вес, Н; V—объем, м³.

Так как вес тела и его масса связаны соотношением

(2.6)

где g—ускорение свободного падения (м/с²),

то плотность и удельный вес одного и того же тела находятся в такой же зависимости, как масса и вес:

(2.7)

Плотность и удельный вес изменяются с изменением температуры, поэтому рядом с их значением помещают индекс с указанием температуры.

В практической работе предпочтительнее использовать безразмерную величину — относительную плотность. Последняя представляет собой отношение плотности данного вещества к плотности другого вещества, измеренных при определенных условиях.

Чаще всего относительную плотность жидких и твердых тел определяют по отношению к плотности воды, а относительную плотность газов — к плотности сухого воздуха или водорода.

Относительная плотность

(2.8)

где р — плотность вещества; р_в — плотность стандартного вещества (для жидкостей чаще всего вода).

В справочной литературе иногда приводятся безразмерные данные значений относительного удельного веса, которые полностью совпадают (для одних и тех же температур) со значением относительной плотности.

Значения относительной плотности должны сопровождаться двумя индексами: температурой тела, при которой измерена относительная плотность, и температурой вещества, принятого за стандартное (вода), к плотности которого взято отношение, т. е. d_x. Обычно индекс, обозначающий температуру измерения, ставится вверху, а индекс, обозначающий температуру воды, внизу, рядом с обозначением относительной плотности. Плотность воды, к которой взято отношение при измерении относительной плотности, как правило, принимается при 4 °С, т. е. при температуре наибольшей ее плотности. В этом случае относительная плотность обозначается d₄. Иногда в качестве такой температуры для удобства измерения принимают 20 °С, тогда относительная плотность обозначается d₂₀.

Плотность воды при 4 °С с достаточной степенью точности равна 1000 кт/м³, поэтому для расчетов можно использовать уравнение

(2.9)

или

(2.10)

Относительная плотность при определенной температуре является постоянной величиной для каждого химически однородного вещества и для растворов определенной концентрации, что используется для установления концентраций веществ в растворе (сахарных, сахаропаточных или сахароинвертных сиропов) путем измерения относительной плотности.

Относительная плотность обычно увеличивается с повышением концентрации, исключение составляют растворы веществ, плотность которых ниже, чем плотность растворителя.