Qu’est-ce que la densité ?

Tout ce que vous devez savoir sur la mesure de la densité

La mesure de la densité est une procédure qui fournit un paramètre de qualité des matières premières comme des produits finis ; elle est utilisée dans plusieurs applications de différents secteurs pour vérifier la concentration des composants, la pureté, la composition, ainsi que pour le contrôle qualité régulier à l’aide de la valeur de densité.

Par exemple, la densité de l’eau à 20,00 °C est connue pour être de 0,998203 g/cm3 : tout écart par rapport à cette valeur, au-delà des tolérances, impliquerait que l’échantillon d’eau contient des impuretés.

Sur cette page, vous acquerrez des connaissances essentielles sur la mesure de la densité.

Prêt à maîtriser la mesure de la densité pour un contrôle qualité précis ?

Qu’est-ce que la densité ?

La densité est un paramètre physique qui fournit des informations sur la masse d’un échantillon ou d’un corps divisée par son volume : autrement dit, sur la compacité avec laquelle les molécules d’une substance sont réparties dans l’espace. La densité est généralement représentée par la lettre grecque rho « r ». La lettre latine « d » est également couramment utilisée.

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certaines huiles restent à la surface de la mer lors d’une marée noire ? La différence de densité fait que certaines substances se superposent à d’autres ; voyez dans l’image quelques valeurs typiques de densité.

Comment mesure-t-on la densité des liquides ?

Hydromètres	Pycnomètres	Hydromètre numérique
Principe de mesure
Corps en verre inséré dans l’échantillon Le corps en verre flotte à un certain niveau en raison de la poussée d’Archimède et de la masse de l’hydromètre, dépendant de la densité de l’échantillon Le niveau d’équilibre donne la densité sur l’échelle calibrée	Bécher en verre de volume défini Pesé sans échantillon (M1), puis avec un échantillon (M2) Densité calculée selon la formule suivante : Densité = (M2 − M1) * Volume du flacon	Tube en U oscillant Un tube creux en verre vibre à une certaine fréquence. Cette fréquence change lorsque le tube est rempli de l’échantillon : plus la masse de l’échantillon est élevée, plus la fréquence mesurée est basse, puis elle est convertie en densité. Un thermostat Peltier intégré contrôle précisément la température de l’instrument de paillasse (aucun bain d’eau requis)
Forces
Simple, peu coûteux Utilisé pour un contrôle rapide d’une valeur approximative de densité	Peu coûteux Directement lié à la définition de la densité (masse divisée par le volume) : idéal pour le milieu universitaire / l’enseignement	Facile à utiliser Petit volume d’échantillon La mesure automatique rend les résultats indépendants de l’opérateur Compensation automatique de la température intégrée Offre le stockage de jusqu’à 1100 résultats et la possibilité de se connecter à un logiciel PC pour la gestion des données L’échantillon peut être mesuré directement depuis le récipient d’échantillonnage
Faiblesses
Résultats dépendants de l'utilisateur Le temps d'équilibrage de la température est long Plage de mesure réduite (il faut généralement 20 hydromètres pour couvrir une large plage) Grand volume d'échantillon requis (140 mL à 600 mL) Difficile à nettoyer Ne convient pas au BPL Fragile L'échantillon doit être retiré du récipient et versé dans l'hydromètre	Résultats dépendants de l'utilisateur Les pycnomètres sont étalonnés pour une certaine température, par exemple 20 °C, donc les mesures ne sont valables qu'à cette température ! L'échantillon doit être mis en équilibre à la température d'étalonnage. La densité doit être calculée Le volume d'échantillon typique requis est de 25 mL Un niveau élevé de formation de l'utilisateur est nécessaire pour garantir des mesures précises et fiables L'échantillon doit être retiré du récipient et ajouté au pycnomètre	Plus coûteux que les hydromètres ou les pycnomètres

Saviez-vous qu’un changement de température de 0,1 °C peut avoir un impact de 0,0001 g/cm3 sur la densité mesurée ?

La température exerce une influence sur l’espace nécessaire pour loger les atomes dans une molécule, dans un certain volume, car, lorsqu’ils vibrent plus rapidement, l’espace entre eux augmente.

Molécule à une température donnée (légers mouvements)	Mêmes molécules lorsque la température augmente (s’éloignant davantage les unes des autres)

Par conséquent, plus la température est élevée, plus la densité est faible, ou, si la température diminue, la densité augmente. Cependant, la masse de la substance ne change pas.

Remarque : La relation entre la température, le volume et la densité n’est pas une fonction linéaire et dépend de la capacité calorifique massique, de la chaleur de vaporisation et d’autres facteurs propres à chaque substance.

La seule exception à la règle ci-dessus est l'eau liquide, qui atteint son pic de densité à 3,98 °C, puis diminue si la température augmente ou baisse. C’est l’une des raisons pour lesquelles la glace a une densité inférieure à celle de l’eau et flotte dans le verre.

Une simple bulle d’air présente dans le liquide à mesurer peut provoquer une différence considérable sur sa densité ; il en va de même pour les impuretés.

Par exemple, un pycnomètre en verre repose sur la masse pour le calcul de la valeur de densité. Si une bulle d’air est présente ou s’il y a une contamination, par exemple due à un nettoyage inadéquat, la masse mesurée et affichée par la balance sera incorrecte. Cela conduit à une valeur de densité incorrecte.

Découvrez comment choisir, utiliser et étalonner les pycnomètres

Il en va de même pour un densimètre numérique, qui s’appuie sur le principe de mesure en U pour la détermination de la densité.

Cependant, les densimètres numériques modernes disposent d’un BubbleCheck™ automatique pour aider l’utilisateur pendant la procédure de mesure de la densité.

De plus, afin d’éviter une contamination croisée due à un nettoyage inadéquat, les utilisateurs peuvent mesurer la densité de l’air, ce qui, si la valeur se situe dans les limites, garantit que la cellule de mesure est correctement nettoyée.

Si vous êtes à Mexico, à 3 930 mètres au-dessus du niveau de la mer, la pression atmosphérique locale sera plus faible qu’à Rio de Janeiro, qui se trouve au niveau de la mer (0 m). Cela signifie que la pression atmosphérique est directement liée à l’altitude.

Comme les gaz et les liquides sont des fluides, les informations suivantes doivent être prises en compte :

Le gaz (par exemple l’air) est un fluide compressible dont le volume varie selon la pression.
Les liquides (par exemple l’eau) sont considérés comme des fluides incompressibles, donc leur volume reste constant quelle que soit la pression.

Remarque : À moins qu’une pression extrêmement élevée ne soit appliquée, cela n’est pas le cas pour les mesures analytiques de densité.

Dans la mesure de la densité, la valeur de l’air n’est pas utilisée dans les techniques manuelles, mais uniquement dans les densimètres numériques, et ce pour deux raisons :

Lors du réglage de l’instrument, les valeurs de l’eau et de l’air doivent être mesurées. La pression a un effet sur la valeur de l’air et donc sur toutes les mesures effectuées ensuite. Pour en savoir plus sur le réglage, voir la section 7 ci-dessous.
Pour déterminer si la cellule de mesure est parfaitement propre.

Afin de garantir la propreté et de faciliter le réglage de l’instrument, les densimètres numériques modernes sont équipés d’un baromètre intégré qui mesure la pression atmosphérique locale et règle automatiquement la valeur de référence de la densité de l’air.

Si une substance est visqueuse, est-elle plus dense qu’un liquide moins visqueux ?

La viscosité décrit la résistance d’un liquide à l’écoulement, souvent désignée de manière informelle comme la « consistance » d’un fluide, et, en principe, elle n’a pas de lien direct avec la densité.

Cependant, la viscosité influence la détermination de la densité selon la méthode utilisée.

Méthode	Influence de la viscosité ?	Commentaire
Pycnomètre	Non	Mais prélèvement et nettoyage fastidieux, et stabilisation thermique lente lors de l’utilisation d’un bain d’eau.
Densimètre	Non	Mais prélèvement, lecture de la valeur et nettoyage fastidieux.
Appareil numérique de mesure de la densité	Oui	L’échantillon visqueux amortit la fréquence d’oscillation du tube en U vibrant

Comme le montre le graphique, à mesure que la viscosité augmente, l’erreur de densité augmente également.

Cependant, les densimètres numériques modernes corrigent automatiquement les erreurs dues à la viscosité, garantissant une précision maximale et des mesures rapides.

graphique qui affiche l'erreur de densité pour une viscosité respective

Plein écran

Définition de la densité relative

La densité relative est le rapport entre les densités absolues de deux substances, le diviseur étant considéré comme la substance de référence, laquelle, si elle n’est pas précisée, est supposée être l’eau à 3,98 ºC et possède donc une densité de 0,999972 g/cm3 ou 999,972 kg/m3. Comme l’indique l’équation ci-dessous, la densité relative n’a pas d’unité.

Substance	Densité relative	Poids spécifique
Air (20 ºC)	0.001199 g/cm³	0.001201 g/cm³
Eau (20 ºC)	0.998203 g/cm³	1.000000 g/cm³

Définition de la densité spécifique

La densité relative (SG) est le rapport entre la densité d’une substance et celle de l’eau exclusivement. Si la température n’est pas précisée, on suppose qu’il s’agit de l’eau à 3,98 °C, qui a donc une densité de 0,999972 g/cm3 ou 999,972 kg/m3.

Définition de la densité réelle ou absolue

La densité vraie est le rapport entre la masse et le volume d’une substance à une pression et une température données, correspondant au poids dans le vide.

C’est le concept également utilisé dans la mesure de la densité par des densimètres numériques.

Définition de la densité apparente

La densité apparente est une propriété des solides divisés, tels que les poudres et les granules, et est souvent utilisée dans les industries minières, alimentaires et chimiques.

Par définition, la densité apparente est le rapport entre la masse et le volume, mais elle correspond au poids dans l’air.

Pour illustrer la différence entre la densité réelle et la densité apparente, nous avons un pycnomètre placé sur une balance.

Lorsqu’il est rempli d’un liquide, il pèse moins dans l’air que dans le vide en raison de l’effet de flottabilité de l’air.

Substance

Densité vraie ou absolue

Densité apparente

Air (20 ºC)

0.00120 g/cm³

0.00000 g/cm³

Eau (20 ºC)

0.99820 g/cm³

0.99715 g/cm³

De nombreux tableaux de densité officiels sont encore basés sur la densité apparente.

Les densimètres numériques fournissent des résultats dans différentes unités et concentrations, consultez leurs spécifications.

Masse dans le vide. Densité vraie

Masse dans l’air. Densité apparente

Comment garantir de bons résultats de densité avec un densimètre numérique : les 5 étapes vers le succès

Garantir des résultats précis de mesure de la densité nécessite de prendre des mesures directes pour éviter toute inexactitude tout au long du processus de travail. Vous trouverez ci-dessous des conseils importants pour réussir votre détermination de la densité.

Avant de commencer votre mesure, il est important de comprendre les précautions nécessaires à prendre en fonction de votre type d’échantillon.

Type d’échantillon (ajouter une image/icône ?)	Conseils
Visqueux	Veillez à ce qu’aucune bulle d’air ne soit présente lors de l’introduction dans la cellule de mesure Les forces de cisaillement peuvent entraîner des résultats imprécis ; assurez-vous donc que votre instrument dispose d’une correction de viscosité
Agressif / toxique	Si des acides ou des bases concentrés (par ex. H₂SO₄, HCl, NaOH) sont mesurés, minimisez le contact et l’évaporation en utilisant un système automatisé avec un échantillonneur automatique
Volatil	Les échantillons contenant du gaz organique dissous (par ex. butane) ont tendance à dégazer ; ils doivent donc être refroidis afin d’éviter la formation de bulles.
Échantillon contenant des gaz dissous	Les échantillons gazeux, comme les boissons gazeuses, doivent être dégazés avant la mesure. Pour ce faire, agitez-les pendant plusieurs minutes jusqu’à ce que le dégagement de bulles cesse. Pour les échantillons contenant de l’air dissous, on peut utiliser un bain à ultrasons, ou faire bouillir l’échantillon pendant plusieurs minutes. Éliminez le CO₂ou le gaz dissous à l’aide d’une combinaison de flux d’air et d’agitateur avec un système automatisé de mesure de la densité
Non homogène ou avec des suspensions	Évitez la décantation des matières solides ou la formation d’un gradient de concentration Agitez bien l’échantillon avant d’en prélever une portion. Veillez à ne pas introduire de bulles d’air pendant l’agitation. Si vous ne pouvez pas homogénéiser complètement l’échantillon, répétez la mesure plusieurs fois et calculez la valeur moyenne.

Étape 2 – Testez votre densimètre

Vérifiez régulièrement les performances de mesure de votre système en mesurant un échantillon dont la densité est connue avec précision (par exemple de l’eau distillée ou un étalon liquide) ; cette procédure est appelée test, étalonnage ou contrôle.

Après avoir effectué le contrôle ou le test, la densité mesurée est comparée à la valeur nominale connue de l’échantillon.

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De plus, il est recommandé de vérifier que la cellule de mesure est parfaitement propre et sèche entre les analyses de différentes substances. Il est conseillé d’effectuer quotidiennement un test de votre densimètre avec de l’eau (0,998203 g/cm3 à 20,00 °C).

Quelle tolérance doit être appliquée pour un test avec de l’eau déionisée ?
Et pour des étalons organiques ?
Que faire si le test échoue ?

Consultez les réponses à ces questions et bien plus d’informations détaillées dans notre Guide de mesure de la densité

Consultez le Guide de mesure de la densité

Étape 3 – Prévenir les erreurs d’échantillonnage

Saviez-vous qu’une bulle de 2 mm de diamètre peut entraîner une erreur de 0,0008 g/cm3 sur votre résultat ?

Si vous mesurez avec une seringue :

Nous recommandons de « surremplir » la cellule d’au moins 5 cm supplémentaires à la sortie
Remplissez la cellule de mesure lentement et avec un écoulement laminaire (5 à 10 mm par seconde) afin d’assurer un mouillage complet des parois de la cellule (aucune bulle piégée le long des parois)

Lors du remplissage automatique avec une pompe ou un échantillonneur automatique :

Réglez la vitesse d'aspiration en fonction de la viscosité de l'échantillon

Prévenir les bulles

Après le remplissage, vérifiez que la cellule ne contient pas de bulles
Identifiez facilement les bulles grâce à une vidéo en direct de la cellule de mesure et à la fonction Bubblecheck™ automatique avec un densimètre numérique

Étape 4 – Mesurer et documenter vos résultats

Vous convertissez encore vos résultats manuellement ?

La consultation ou l’interpolation à partir d’un tableau est source d’erreurs et prend du temps. De plus, des résultats manuscrits comportent un risque d’erreurs de transcription. Selon l’environnement, rien ne garantit que ce type de documentation réponde aux exigences réglementaires.

La solution la plus pratique est une conversion automatique à l’aide de tableaux intégrés (par ex. alcool, Brix, compensation de température selon l’API), ou également définis par l’utilisateur, ce qui évite les erreurs de lecture ou de calcul et fait gagner du temps.

Un densimètre numérique permet d’utiliser des tableaux de conversion intégrés pour afficher directement le résultat dans l’unité souhaitée.

Un nettoyage inapproprié est la source la plus fréquente de résultats erronés !

Assurez-vous que la cellule de mesure ne contient aucun résidu provenant d’échantillons mesurés précédemment ou de solutions de rinçage

Pour éviter cela, la cellule doit être nettoyée avec des solutions de rinçage appropriées et séchée – de préférence après chaque mesure.

Quelques recommandations générales pour les solutions de rinçage :

Enfin, veillez à sécher complètement la cellule avec de l’air sec. Dans de nombreux cas, il n’est pas nécessaire d’utiliser 2 solvants lors de l’utilisation des densimètres METTLER TOLEDO. Grâce à la puissante pompe DryPro, vous pouvez économiser du temps et réduire la consommation de solvant.

Plein écran

Important : réglage d’un densimètre

Un réglage fréquent de l’instrument ne garantit pas nécessairement des résultats précis.

Tout réglage entraîne des modifications des paramètres internes de l’instrument. Si un réglage est effectué de manière incorrecte, cela conduira alors à des mesures incorrectes.

C’est pourquoi nous recommandons de n’ajuster le densimètre que si le test a échoué de manière répétée à plusieurs reprises.

Quelle température et quelles substances doivent être utilisées pour le réglage ? Comment procéder ?

Consultez les réponses à ces questions ainsi que des informations beaucoup plus détaillées dans notre Guide de mesure de la densité

Téléchargez le guide sur la mesure de la masse volumique et bénéficiez de conseils et d'astuces pour éviter les erreurs lors de la mesure de la masse volumique de liquides.

Brochure sur les bonnes pratiques de mesure de la masse volumique - Comment obtenir les meilleurs résultats de mesure de masse volumique au quotidien

Applications

Mesure du Brix

Le Brix est la mesure, en pourcentage massique, de la teneur en saccharose d’une solution aqueuse pure. Pour les sucres autres que le saccharose, on parle de « Brix apparent » et il s’agit toujours d’une valeur relative. Les mesures de Brix sont principalement réalisées dans l’industrie alimentaire à des fins de contrôle qualité, par exemple pour les solutions de saccharose dans les boissons. Le sirop de sucre destiné aux boissons et à des produits similaires est vendu au poids et selon sa teneur en sucre. La détermination précise du Brix est donc très importante pour le contrôle des coûts et de la qualité. Bien que la désignation Brix soit, au sens strict, valable uniquement pour les solutions entièrement composées de saccharose, l’industrie alimentaire utilise cette mesure pour désigner toute matière sèche sucrée présente dans un produit. Le plus souvent, le sirop de maïs à haute teneur en fructose (HFCS) est mesuré et exprimé en degrés Brix (°Brix).

Qu’est-ce que le HFCS ?

Le sirop de maïs à haute teneur en fructose (HFCS) est un édulcorant liquide extrait de l’amidon de maïs, contenant principalement du fructose et du D-glucose. Le HFCS est utilisé pour remplacer le saccharose dans les industries des boissons et de l’alimentation. Le HFCS est disponible en trois teneurs différentes en fructose : HFCS 42 %, 55 % et 90 % en masse, et il est principalement utilisé aux États-Unis.

Mesure de l'alcool

La mesure de la densité est une méthode fiable pour déterminer la teneur en alcool. Sur les densimètres numériques, la densité mesurée est directement convertie en alcool en Vol % grâce au tableau intégré OIML R-22 (Organisation internationale de métrologie légale, Recommandation 22 : tables alcooliques). Pour la mesure simple des distillats, un système de mesure précis est nécessaire, ainsi qu’une préparation soigneuse de l’échantillon.

Applications dans la production de bière

La bière est principalement fabriquée en fermentant de l’eau, du malt et du houblon. Au cours du processus de fermentation, la majeure partie du malt (sucre) est transformée en alcool. Pendant le processus de brassage, la valeur de la concentration en sucre (appelée moût) est un paramètre de contrôle majeur, car elle sera directement liée à la valeur finale de la concentration en alcool. Pour le produit fini, les valeurs du sucre (moût initial) et de l’alcool sont les principales valeurs de contrôle.

Applications dans la production de vin

Le sucre dans le jus de raisin, également appelé moût, affecte directement la concentration en alcool du produit final et doit donc être surveillé afin d’obtenir des résultats optimaux. Ce suivi de la teneur en sucre, ainsi que de la concentration en alcool du produit final, peut être effectué à l’aide de mesures de densité.

Huiles et paraffines

La densité est une propriété physique fondamentale qui peut être utilisée conjointement avec d’autres propriétés pour caractériser la qualité des pétroles bruts. Par conséquent, elle est utilisée au cours du processus d’exploration pour surveiller la qualité pendant la production et pour établir le prix lors des transactions commerciales.

La densité et des grandeurs dérivées telles que la masse volumique relative et la densité API sont utilisées dans le monde entier pour caractériser les produits pétroliers liquides et comparer მათი qualité. De nombreuses huiles lourdes, huiles lubrifiantes et paraffines sont très visqueuses ou solides à température ambiante. Les densimètres sont parfois associés à des dispositifs de chauffage afin de réaliser ces mesures plus rapidement, avec plus de précision et de manière plus reproductible.

Arômes et parfums

L’industrie des arômes et des parfums produit des ingrédients destinés à une large gamme de produits. Dans certains cas, le parfum constitue le produit final (p. ex. les parfums), dans d’autres, une petite quantité de parfum ou d’arôme est ajoutée au produit final (p. ex. les savons, les crèmes, les produits alimentaires de grignotage). Certaines matières premières, en particulier les substances naturelles, ont un prix élevé au kg ; par conséquent, un contrôle qualité strict est essentiel.

Des techniques telles que la GC, la GC-MS, la HPLC ou la technologie IR permettent de différencier chaque composé au sein d’un mélange complexe ; toutefois, ces techniques exigent beaucoup de temps et des opérateurs hautement qualifiés. De nombreux producteurs s’appuient donc sur la densité, entre autres valeurs physiques, pour le contrôle qualité des matières premières, des vracs et des produits finis.

Acide de batterie

La batterie au plomb-acide utilisée dans l’industrie automobile est composée de plaques, de plomb, d’oxyde de plomb et d’une solution d’électrolyte. Les mesures de gravité spécifique sont utilisées pour déterminer la densité de la solution de la batterie, qui se compose de 65 % d’eau et de 35 % d’acide sulfurique. Plus la gravité spécifique de la solution de la batterie est élevée, plus la charge restante dans la batterie est faible.

Engrais

L’azote est l’élément nutritif le plus important pour la croissance saine des plantes et constitue un composant courant de la plupart des engrais. La densité, combinée à la réfractométrie, peut être utilisée pour mesurer la concentration en azote (N) dans la solution d’engrais Urée-Nitrate d’ammonium (UAN).

Pour découvrir des applications, des méthodes et des instructions en matière de mesure de la densité, consultez notre Bibliothèque d’applications.

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FAQ

Qu'est-ce que la densité ?

La densité est la masse d’une substance par unité de volume. Elle sert à mesurer la compacité d’une substance et s’exprime couramment en g/cm³ ou lb/ft³.

La densité d’un échantillon s’exprime avec la lettre grecque "ρ" (la lettre latine D peut également être utilisée) et se calcule comme suit :

ρ = m / v

Par exemple, si vous versez 500 cm³ d’un échantillon dans un bécher en verre et que la masse est de 1000 g, alors la densité sera :

ρ = 1000g/500cm³ = 2g/cm³

Quelle est la différence entre la densité et la masse ?

La masse est une mesure de la quantité de matière contenue dans un objet ou un liquide, tandis que la densité exprime la quantité de masse pour un certain volume.

Par exemple, 10 kg d’acier et 10 kg de plumes ont la même masse, mais des volumes différents ; ils ont donc des densités différentes.

Quels sont quelques exemples quotidiens de densité ?

Les ballons remplis d’hélium volent parce que la densité de l’hélium est inférieure à celle de l’air.

L’huile flotte sur l’eau parce qu’elle a une densité plus faible. Cette propriété est utile en cas de marée noire en eau de mer. Le fait que l’huile flotte facilite le nettoyage.

Quelle est la relation entre la densité et la température ?

La densité d’un échantillon dépend fortement de la température ; il faut donc la relever et la contrôler avec une très grande précision.

Le graphique ci-dessous montre les variations de la densité de l’eau en fonction de la température à laquelle elle est mesurée.

En général, la densité est mesurée à une température de référence de 20 °C.

La densité de l’eau à 20 °C est :

Eau ρ 20= 0.99821 g/cm

Qu'est-ce que la densité relative ?

La densité et la masse volumique relative ne sont pas la même chose. La masse volumique relative, ou densité relative, est la densité d’un échantillon divisée par la densité d’une substance de référence. La substance de référence pour les liquides et les solides est généralement l’eau à sa densité maximale (4 °C), et pour les gaz, c’est l’air à 25 °C.

La densité de l’eau à 4 °C est de 1 g/cm³ ; ainsi, par exemple, si un échantillon liquide a une masse volumique relative inférieure à 1, cela signifie qu’il est moins dense que l’eau et qu’il flottera. Si l’échantillon a une masse volumique relative supérieure à 1, il est plus dense que l’eau et s’y enfoncera.

Pourquoi la densité peut-elle être utilisée pour identifier un échantillon ?

Qu’est-ce que la densité ? Pourquoi peut-elle être utilisée pour identifier un échantillon ?

La densité permet facilement d’identifier un échantillon pur, car chaque élément a une densité unique. Après une mesure, il est possible de rechercher la densité de l’échantillon concerné afin de voir à quoi elle correspond.

Comment mesure-t-on la densité des solutions ?

Qu’est-ce que la densité et comment peut-on la mesurer dans des solutions dissoutes ?

Prenons comme exemple une solution d’éthanol dans l’eau.

Comme indiqué précédemment, à 20°C, l’eau pure a une densité de ρ=0,9982 g/cm³, et l’éthanol pur a une densité de ρ=0,9839 g/cm³ à 20°C. Une solution d’éthanol/eau aura une valeur de densité qui dépend de la concentration de la solution.

Voyons quelle est la densité d’une solution éthanol/eau avec une concentration en éthanol de 20 % :

Densité à 20°C (g/cm3)	% d’éthanol dans l’eau
0.9982	0.00
0.9963	1.00
0.9945	2.00
0.9927	3.00
0.9910	4.00
0.9893	5.00
0.9878	6.00
0.9862	7.00
0.9847	8.00
0.9833	9.00
0.9819	10.00
0.9687	20.00
0.9539	30.00
0.9352	40.00
0.9139	50.00
0.8911	60.00
0.8676	70.00
0.8436	80.00
0.8180	90.00
0.7893	100.00

La densité d’une solution éthanol/eau avec une concentration en éthanol de 20 % est ρ20=0.9687 g/cm³

Qu'est-ce que la viscosité ?

Qu’est-ce que la densité ? La densité et la viscosité sont-elles liées ?

La densité et la viscosité ne sont pas liées. La viscosité n’est qu’une mesure de la résistance d’un fluide à l’écoulement.

Par exemple, le miel est plus visqueux que l’eau salée, mais il est moins dense.

L’unité SI de la viscosité est le pascal-seconde (Pa·s)

Quels instruments sont utilisés pour mesurer la densité ?

Qu’est-ce que la densité et comment peut-on la mesurer ?

La densité d’une solution peut être mesurée manuellement ou numériquement. Pour des informations plus détaillées sur la mesure de la densité avec des pycnomètres, des hydromètres et des densimètres numériques, veuillez consulter notre guide 3 Ways to Measure Density.

Les méthodes manuelles comme les pycnomètres et les hydromètres sont largement utilisées pour la détermination de la densité et des valeurs associées, par exemple la densité relative, le pourcentage d’alcool, BRIX°, les degrés API, Baumé, Plato, etc. Bien que ces méthodes soient faciles à utiliser et assez peu coûteuses, elles exigent une expertise à chaque étape des protocoles d’utilisation manuelle, ce qui affecte souvent la précision et la fiabilité des résultats.

Un pycnomètre est un bécher en verre de volume défini. Il est pesé sans l’échantillon (M1), puis rempli avec l’échantillon et pesé à nouveau (M2). La différence entre M1 et M2 divisée par le volume du bécher correspond à la densité d’un échantillon.

Un hydromètre est un corps en verre que l’on plonge dans l’échantillon. Après un court temps d’équilibrage, il flotte à un certain niveau. Plus la densité de l’échantillon est élevée, moins l’hydromètre flotte. Le niveau d’équilibrage indique la densité.

Un kit de mesure de densité est utilisé avec une balance. Un corps en verre de volume défini est pesé dans l’air (M1), plongé dans l’échantillon puis pesé à nouveau dans l’échantillon (M2). La différence entre M1 et M2 (poussée d’Archimède) divisée par le volume du corps en verre correspond à la densité de l’échantillon. Un support spécial peut également être utilisé pour mesurer la densité des solides, à l’aide d’un liquide de référence (eau, éthanol ou un liquide défini par l’utilisateur).

Les densimètres numériques sont disponibles en versions de paillasse et portatives. Ils utilisent la technologie du tube oscillant pour mesurer très précisément la densité d’un échantillon en peu de temps. Un tube creux en verre vibre à une certaine fréquence. Cette fréquence change lorsque le tube est rempli avec l’échantillon : plus la masse de l’échantillon est élevée, plus la fréquence est basse. Cette fréquence est mesurée et convertie en densité. En outre, les densimètres numériques de paillasse utilisent un thermostat Peltier intégré pour contrôler la température de l’échantillon.

Pour plus d’informations sur les densimètres numériques et leur comparaison avec les méthodes manuelles, veuillez consulter notre Comparaison des différentes techniques de mesure

Suggestions de recherches

Qu’est-ce que la densité ?

Tout ce que vous devez savoir sur la mesure de la densité

Qu’est-ce que la densité ?

Comment mesure-t-on la densité des liquides ?

Hydromètres

Pycnomètres

Hydromètre numérique

1. Température

Molécule à une température donnée (légers mouvements)

Mêmes molécules lorsque la température augmente (s’éloignant davantage les unes des autres)

2. Bulles d’air ou impuretés

3. Pression atmosphérique d’un fluide

4. Viscosité

Définition de la densité relative

Définition de la densité spécifique

Définition de la densité réelle ou absolue

Définition de la densité apparente

Comment garantir de bons résultats de densité avec un densimètre numérique : les 5 étapes vers le succès

Étape 1 – Déterminez le type d’échantillon / la préparation de l’échantillon

Étape 2 – Testez votre densimètre

Étape 3 – Prévenir les erreurs d’échantillonnage

Étape 4 – Mesurer et documenter vos résultats

Étape 5 – Nettoyer votre densimètre

Important : réglage d’un densimètre

Quelle température et quelles substances doivent être utilisées pour le réglage ? Comment procéder ?

Applications

Mesure du Brix

Mesure de l'alcool

Applications dans la production de bière

Applications dans la production de vin

Huiles et paraffines

Arômes et parfums

Acide de batterie

Engrais

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FAQ

Qu'est-ce que la densité ?

Quelle est la différence entre la densité et la masse ?

Quels sont quelques exemples quotidiens de densité ?

Quelle est la relation entre la densité et la température ?

Qu'est-ce que la densité relative ?

Pourquoi la densité peut-elle être utilisée pour identifier un échantillon ?

Comment mesure-t-on la densité des solutions ?

Qu'est-ce que la viscosité ?

Quels instruments sont utilisés pour mesurer la densité ?

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