Medição de Densidade

Medição de Densidade

Use sua balança e um Kit de Densidade para determinar a densidade de substâncias sólidas, líquidas e viscosas

Qual é o melhor método para determinar a densidade de sólidos?

Os melhores procedimentos para determinação de densidade de sólidos são os métodos de empuxo e deslocamento, ambos baseados no princípio de Arquimedes. Um pré-requisito para esses métodos é o uso de um líquido com densidade conhecida que não reaja com o material de amostra, mas o molha por completo. Um agente umectante pode ser adicionado ao líquido.

Eu preciso usar um medidor de densidade para medir a densidade?

Não. Você pode converter rapidamente a sua balança de laboratório com um Kit de Densidade para medir a densidade. O Kit de Densidade pode ser montado na sua balança em algumas etapas simples.

Existem várias etapas no procedimento de medição de densidade. Como ele pode ser simplificado?

A aplicação integrada de balança fornece instruções passo a passo. As balanças da linha Excellence têm fluxos de trabalho para 5 métodos diferentes de Determinação de Densidade. As balanças da linha Advanced e Standard têm fluxos de trabalho para 2.

O que eu preciso para determinar a densidade dos líquidos?

Junto com o Kit de Densidade, o imersor de vidro opcional de 10 ml permite que você determine a densidade dos líquidos.A diferença do peso do imersor no ar e no líquido é usada para calcular a densidade. Como alternativa, pode ser usado um picnômetro ou um medidor de densidade digital.

A densidade da minha amostra é menor do que a da água — ela flutua!

O cesto de pesagem no Kit de Densidade pode ser invertido para que amostras mais leves sejam mantidas abaixo do líquido e não possam flutuar para a superfície. Se você sentir que a força de empuxo é maior do que a estrutura da cesta, coloque um peso adicional em cima do prato de pesagem do Kit de Densidade e reinicie o procedimento de determinação de densidade. Alternativamente, use um líquido de referência diferente com uma densidade menor.

Eu tenho problemas com muitas bolhas em minha amostra.

Adicione algumas gotas do agente umectante ao líquido de referência. Deixe em repouso durante a noite para liberar qualquer gás dissolvido. Use uma escova macia para remover as bolhas da amostra e do Kit de Densidade.

Qual balança devo utilizar para obter resultados precisos de densidade?

A precisão da medição da densidade é influenciada pela tolerância do método (bolhas de ar, etc.) e a medição de temperatura, bem como a precisão das medições de peso. Toda medição, em QUALQUER balança, está sujeita à incerteza. Entender essa incerteza é essencial para garantir resultados precisos de pesagem. Não é a resolução que determina a precisão de um instrumento de pesagem, mas sim sua repetibilidade e o peso líquido mínimo da amostra.

Para encontrar a balança adequada às suas necessidades, você precisa saber qual é a menor amostra que deseja pesar e a precisão que você precisa para pesá-la (ou seja, em qual tolerância).

O padrão mundial de pesagem da METTLER TOLEDO, o GWP®, ajuda você a escolher a balança certa para atender aos seus requisitos de aplicação. Peça ao seu representante local por uma recomendação gratuita de balança. Determine se a sua balança atual atende aos seus requisitos de qualidade.

GWP Recommendation

Preciso determinar a densidade de amostras sólidas de plásticos e estar em conformidade com a ISO 1183-1. Qual balança posso usar?

A conformidade com a ISO 1183-1 exige uma balança com resolução de 0,1 mg ou menos e especifica que a amostra deve ter preferencialmente uma massa de pelo menos 1 g. Amostras de pesagem de pelo menos 1 g em uma balança com resolução de 0,1 mg geralmente não violam o requisito de peso líquido mínimo de amostra da balança. Entretanto, a precisão exigida da balança deve ser considerada junto com a sua tolerância necessária de processo. Nosso serviço gratuito GWP® Recommendation pode ajudá-lo a selecionar a balança certa para suas necessidades específicas.

GWP Recommendation

Tenho dificuldade para seguir o procedimento complicado.

Há várias etapas no processo de medição de densidade e, às vezes, você precisa aguardar um pouco para a balança estabilizar, então pode ser fácil se perder, especialmente quando está ocupado com múltiplas tarefas. A aplicação integrada de balança fornece instruções passo a passo. Cada instrução é confirmada pressionando o botão OK, então você sempre sabe onde está.

Como posso melhorar a rastreabilidade das minhas medições de densidade?

Conecte um leitor de código de barras a sua balança para permitir que metadados, como identificação da amostra, número do lote, número do pedido, etc., sejam lidos diretamente, sem nenhum erro. Com a linha de impressoras METTLER TOLEDO P-50, os metadados, mais a data e hora da medição, podem ser impressos junto com os resultados.

Como posso avaliar os resultados de medição de várias amostras?

Quando há uma série de determinações de densidade para fazer, a opção de estatísticas nas balanças da METTLER TOLEDO permite uma fácil identificação de tendências nos dados, auxiliando na tomada de decisão sobre o caminho a seguir, quando apropriado.

Onde posso encontrar uma tabela de valores de densidade?

As balanças XPE, XSE, MS-TS, ML-T e ME-T têm um banco de dados integrado de densidade para os líquidos de referência mais usados. O valor de densidade é ajustado conforme a temperatura inserida.

Como posso evitar erros nos meus cálculos de densidade?

A aplicação de densidade nas balanças XPE, XSE e MS-TS faz todos os cálculos para você. Apenas insira a temperatura e selecione o líquido de referência utilizado. A balança registra os valores de peso e calcula a densidade automaticamente.

Como posso facilitar a documentação dos meus resultados de densidade?

A aplicação de densidade nas balanças MS-TS, ML-T e ME-T permite a criação de um relatório da série de Determinação de Densidade que pode ser impresso ou salvo em um dispositivo USB. As balanças XPE e XSE, em combinação com o software LabX, oferecem um maior grau de personalização de relatórios com gráficos e quadros, e o relatório pode ser enviado diretamente para o seu LIMS ou EPR.

Medição de Densidade em Laboratório

Vá para uma das próximas seções para explorar e aprender mais:

  1. Fluxo de Trabalho e Desafios da Aplicação
  2. Soluções da METTLER TOLEDO
  3. FAQ

 

Fluxo de Trabalho da Medição de Densidade

O sólido é pesado no ar (A) e, em seguida, no líquido auxiliar (B) com densidade conhecida. A densidade do sólido ρ pode ser calculada da seguinte forma:

Calculation formula for density in solid sample

ρ        = Densidade da amostra

A        = Peso da amostra no ar

B        = Peso da amostra no líquido auxiliar

ρ0       = Densidade do líquido auxiliar

ρL       = Densidade do ar

A temperatura do líquido deve ser levada em consideração, já que pode causar mudanças na densidade na ordem de grandeza de 0,001 a 0,1 por °C, cujo efeito
pode ser visto na terceira casa decimal do resultado.
 

 Gravimétrico, EmpuxoGravimétrico, DeslocamentoPicnômetroMedidor de Densidade Digital
MétodosBéquer para líquido auxiliar fica sobre uma plataforma ou embaixo da balança.Béquer para líquido auxiliar fica sobre a balança.Béquer de vidro de volume definido.Tecnologia de tubo oscilante
Adequado para
  • Sólidos
  • Líquidos (com imersor de vidro)
  • Substâncias pastosas (com esfera gama)
  • Líquidos (com imersor de vidro)
    Sólidos
  • Líquidos, Dispersões
  • Pinturas eletrostáticas
  • Grânulos
  • Líquidos
  • Gases
Vantagens
  • Processo rápido
  • Flexível em relação ao tamanho da amostra
  • Instrumento de pesagem já disponível
  • Processo rápido
  • Instrumento de pesagem já disponível
  • Método preciso
  • Instrumento de pesagem já disponível
  • Processo rápido
  • Controle exato de temperatura por elementos Peltier
  • Medição automática de densidade
  • Volumes pequenos de amostra
Desvantagens
  • Sensível à temperatura
  • Amostra deve ser molhada com muito cuidado
  • Bolhas de ar não devem ficar presas
  • Sensível à temperatura
  • Volume de amostra grande necessário
  • Sensível à temperatura
  • Trabalhoso
  • Demorado
  • Bolhas de ar não devem ficar presas
  • Amostras viscosas exigem uma correção de viscosidade (disponível em instrumentos modernos).

Clique aqui para aprender mais sobre medição de densidade

Se você sabe a massa e o volume de uma amostra (sólida ou líquida), sua densidade pode ser calculada a partir de:

Calculation of density by mass and volume


A Dificuldade com Volume

É bem simples pesar uma amostra com precisão, mas determinar o volume de uma amostra de forma precisa pode ser desafiador.

Empuxo

O método de empuxo evita o problema de determinar o volume, já que ele implica em pesar a amostra duas vezes, em dois meios diferentes (ar e líquido). Portanto, pode-se presumir que o volume é constante em ambas as situações.

Deslocamento

Na aplicação mais simples do método de deslocamento, o volume de uma amostra sólida é determinado pela observação do aumento do nível do líquido no qual a amostra está submersa.
Por outro lado, quando um objeto de volume conhecido é submerso em um líquido com densidade desconhecida, a diferença nos valores de peso (no ar e no líquido) pode ser usada para determinar a densidade do líquido.

Picnômetro

Um picnômetro é um frasco de vidro especialmente projetado, normalmente com um volume definido. Ele é mais frequentemente usado para determinar a densidade dos líquidos. O picnômetro é pesado primeiro vazio e depois enchido com o líquido sendo estudado. A diferença (ou seja, a massa da amostra) dividida pelo volume do picnômetro é a densidade da amostra.
O método do picnômetro também pode ser usado para determinar a densidade de amostras em pó ou granulares.

Medidor de Densidade Digital

Um tubo de vidro oco vibra em determinada frequência. A frequência varia quando o tubo é preenchido com amostras diferentes: quanto maior a massa da amostra, menor será a frequência.Medidores de densidade digitais funcionam medindo a frequência e convertendo-a em densidade.

Veja a tabela abaixo para uma comparação desses quatro métodos diferentes.

 Gravimétrico, EmpuxoGravimétrico, DeslocamentoPicnômetroMedidor de Densidade Digital
MétodosBéquer para líquido auxiliar fica sobre uma plataforma ou embaixo da balança.Béquer para líquido auxiliar fica sobre a balança.Béquer de vidro de volume definido.Tecnologia de tubo oscilante
Adequado para
  • Sólidos
  • Líquidos (com imersor de vidro)
  • Substâncias pastosas (com esfera gama)
  • Líquidos (com imersor de vidro)
    Sólidos
  • Líquidos, Dispersões
  • Pinturas eletrostáticas
  • Grânulos
  • Líquidos
  • Gases
Princípio de medição para
uma amostra sólida
A amostra é pesada uma vez no ar e uma vez imersa no líquido auxiliar com densidade conhecida.

A densidade da amostra sólida pode ser determinada a partir da densidade conhecida do líquido e os dois valores da massa.



ρ,= Densidade da amostra
A,= Peso da amostra no ar
B,= Peso da amostra no líquido auxiliar
ρ0,= Densidade do líquido auxiliar
ρL,= Densidade do ar
O líquido auxiliar com densidade conhecida é pesado antes e depois da amostra ser imersa (a tara pode ser usada para medir a diferença da massa diretamente).

Usando a diferença da massa e a densidade do líquido, o volume da amostra pode ser determinado. Isso é usado junto com a massa da amostra para calcular a sua densidade.
Primeiramente o picnómetro é pesado vazio e depois cheio com o líquido de referência de densidade conhecida.O pó é acrescentado ao picnômetro limpo e seco. Ele é pesado para determinar o peso da amostra em pó. O picnômetro é então complementado com o mesmo líquido, no qual o pó deve ser completamente insolúvel. O picnômetro é então pesado novamente. O peso do líquido deslocado pode então ser determinado e, consequentemente, a densidade do pó calculada.n/a
Princípio de medição para
uma amostra líquida
O corpo de referência com volume conhecido (imersor de vidro) é pesado uma vez no ar e uma vez no líquido com densidade desconhecida.

A densidade do líquido pode ser determinada a partir do volume conhecido do corpo de referência e dos dois valores da massa.



ρ,= Densidade da amostra líquida
α,= Fator de correção de peso (0,99985), para levar em consideração o empuxo atmosférico do peso de ajuste
A,= Peso do corpo de referência no ar
B,= Peso do corpo de referência no ar
V,= Volume conhecido do corpo de referência
ρL,= Densidade do ar
O peso do líquido com densidade desconhecida é medido antes (tara) e após a imersão do corpo de referência (esfera gama ou imersor de vidro).

Usando a diferença da massa e o volume conhecido do corpo de referência, a densidade da amostra líquida pode ser determinada.
Primeiramente o picnômetro é pesado vazio e depois cheio com a amostra líquida. A diferença da massa dividida pelo volume do picnômetro é a densidade do líquido.A amostra é acrescentada a um tubo oco de vidro em formato de U no dispositivo. A densidade da amostra é determinada pela medição da frequência de vibração do tubo. Quanto menor a frequência da vibração, maior será a densidade da amostra.

 

Padrões de Densidade

Existem muitos padrões e normas para determinação de densidade. Alguns dos mais comumente usados são:

  • ISO 1183-1: plásticos — métodos para determinar a densidade de plásticos não celulares
  • OIML G 14: medição de densidade conforme a OIML
  • ASTM-D-792: métodos de teste padrão para densidade e gravidade específica padrão

ISO 1183-1 especifica o uso de uma balança analítica de 4 casas decimais.

A Confusão com Densidade Aparente

A densidade aparente é uma medida de quantas partículas, partes ou peças estão contidas dentro de um volume medido. A densidade aparente não é uma propriedade do material em si. A densidade aparente inclui os espaços entre as partículas ou itens, bem como qualquer vazio dentro das próprias partículas. A densidade aparente pode variar, dependendo de como o material é manuseado; agitar um recipiente, por exemplo, permite que partes se precipitem, aumentando a densidade aparente geral.

Medição de densidade — especialista

Moisture Content Determination

Determinação de densidade para qualidade de plásticos


Gerenciamento de Dados Estendido e Segurança de Processo

A combinação de uma balança METTLER TOLEDO da linha Excellence com o software LabX oferece um alto nível de gerenciamento de dados e segurança de processo. Balanças Analíticas e Balanças de Precisão da linha Excellence podem ser instaladas com um Kit de Densidade para Determinação de Densidade. O LabX garante que o seu POP de densidade seja seguido com precisão. O LabX registra todos os valores de peso, realiza todos os cálculos e salva todos os resultados de forma segura em um banco de dados central. Todos os dados relacionados à sua aplicação de densidade podem ser transferidos diretamente para o seu sistema de gerenciamento de dados.

 

Medidores de Densidade Digitais

 

 

FAQ - Perguntas Frequentes sobre Medição de Densidade

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