Densimetro

I densimetri digitali (misuratori di peso specifico) usano un tubo in vetro cavo a U, che viene fatto oscillare. Viene quindi misurata la frequenza di oscillazione del tubo riempito con il campione. La frequenza varia quando il tubo viene riempito con sostanze diverse: a una massa maggiore del campione corrisponde una frequenza inferiore. Si misura questa frequenza e si ricava la densità. I densimetri digitali da banco utilizzano inoltre un termostato Peltier integrato per controllare la temperatura del campione.

Cliccate qui per ulteriori informazioni sulla misura della densità, sulla sua definizione, sull'equazione corrispondente, sui fattori che la influenzano e molto altro.

Un misuratore di peso specifico e un densimetro sono lo stesso strumento. Si utilizzano termini diversi a seconda del Paese o della regione geografica. Questo strumento sfrutta la tecnologia del tubo a U oscillante per misurare peso specifico, densità o altri parametri correlati relativi a un campione liquido. La misura avviene automaticamente, riducendo l'influenza dell'operatore e garantendo una maggiore ripetibilità.

La densità di una soluzione può essere misurata in modo manuale o digitale. Per informazioni più dettagliate su come misurare la densità con picnometri, idrometri e densimetri digitali, è possibile consultare la guida 3 modi per misurare la densità.

I metodi manuali come quelli che richiedono l'uso di picnometri e idrometri sono largamente utilizzati per la misura della densità e dei parametri a essa correlati, ad esempio peso specifico, % di alcol, Brix, API, Baumé, Plato e così via. Sebbene questi metodi siano facili da utilizzare e piuttosto convenienti, richiedono competenza in ogni fase dei protocolli operativi manuali e questo influisce spesso sull'accuratezza e sull'affidabilità dei risultati.

Un picnometro è un becher di vetro con un volume definito. Viene pesato senza il campione (M1), poi riempito con esso e pesato di nuovo (M2). La differenza tra M1 ed M2 divisa per il volume del becher è la densità del campione.

Un idrometro è un corpo di vetro che viene immerso nel campione. Dopo un breve periodo di equilibratura, galleggerà a una determinata altezza. Maggiore è la densità del campione, maggiore è l'altezza di galleggiamento dell'idrometro. L'altezza di equilibrio corrisponde alla densità.

Un kit per la determinazione della densità si utilizza insieme a una bilancia. Si pesa un corpo in vetro con volume definito in aria (M1), quindi lo si immerge nel campione e lo si pesa nuovamente all'interno del campione (M2). La differenza tra M1 e M2 (la spinta statica) divisa per il volume del corpo in vetro corrisponde alla densità del campione. Si può anche usare un supporto speciale per misurare la densità dei solidi usando un liquido di riferimento (acqua, etanolo o altro a scelta dell'operatore).

I densimetri digitali, detti anche misuratori di peso specifico, sono disponibili in versione da banco o portatile. Questi strumenti sfruttano la tecnologia del tubo oscillante per misurare in modo molto accurato la densità di un campione in un breve lasso di tempo. Un tubo cavo in vetro vibra a una certa frequenza. La frequenza varia quando il tubo viene riempito con sostanze diverse: a una massa maggiore del campione corrisponde una frequenza inferiore. Si misura questa frequenza e si ricava la densità. I densimetri digitali da banco utilizzano inoltre un termostato Peltier integrato per controllare la temperatura del campione.

Per ulteriori informazioni sui densimetri digitali e un confronto con i metodi manuali, è possibile consultare il nostro Confronto tra diverse tecniche di misura.

Il volume tipico di un tubo in vetro cavo a U usato come cella di misura in un densimetro digitale è di circa 1 ml. Per un riempimento senza intoppi è consigliabile usare un volume maggiore: solitamente, con una siringa verrebbe usata una quantità compresa tra 3 ml e 5 ml, in modo da riempire con il campione anche parte del tubo di scarico.

Dipende dalla differenza di temperatura tra il campione e la cella di misura, oltre che dal tipo di campione. Dipende inoltre dall'accuratezza richiesta per la misura. Con un densimetro portatile digitale senza controllo della temperatura, la misura può richiedere pochi secondi, mentre con uno strumento da banco dotato di controllo attivo della temperatura possono essere necessari da 2 a 5 minuti.

Di solito, i densimetri, anche detti misuratori di peso specifico, vengono regolati con aria e acqua a una temperatura di misura specifica. Questa temperatura viene controllata con un elemento Peltier, che può raffreddare o riscaldare la cella di misura portandola a una temperatura specifica (ad esempio 20 °C). Innanzitutto, viene misurata la frequenza della cella di misura riempita con aria. Questa frequenza viene assegnata al valore di densità dell'aria. Viene quindi misurata la frequenza della cella di misura riempita con acqua. Questa seconda frequenza viene assegnata al valore di densità dell'acqua. Questa regolazione a due punti può anche essere eseguita con l'aria e uno standard oppure con due standard in grado di coprire range di densità differenti.

Scopri di più sulla regolazione dei densimetri digitali.

Questi densimetri sono progettati allo scopo di misurare liquidi omogenei. In realtà consentono di misurare con un discreto successo anche molti altri campioni. Se è possibile portare la viscosità del campione al di sotto di 36.000 mPa*s con il riscaldamento alla temperatura di pompaggio (ad esempio, per la paraffina), un'unità riscaldata come SC1H o SC30H consente di eseguire le misure in modo completamente automatico. La densità dei campioni caratterizzati da viscosità maggiore può essere misurata manualmente se è possibile riempirne una siringa senza intrappolare sacche d'aria e se l'operatore è poi in grado di spingere il campione a una velocità controllata in un tubo stretto e lungo circa 15 cm. Questi densimetri non possono essere usati con campioni che aggrediscono il vetro del tubo a U della cella di misura (ad esempio acido fluoridrico, liquidi o impasti usati per l'incisione del vetro).