Mesure de masse volumique / densité | METTLER TOLEDO

Mesure de masse volumique

Servez-vous de votre balance et d'un kit de détermination de masse volumique pour déterminer la masse volumique de substances solides, liquides et visqueuses

Quelle est la meilleure méthode pour déterminer la masse volumique des solides ?

Les procédures les plus adaptées pour déterminer la masse volumique sont les méthodes avec poussée d'Archimède et avec déplacement, les deux étant basées sur le principe d'Archimède. Ces deux méthodes requièrent l'utilisation d'un liquide de masse volumique connue qui ne réagit pas avec l'échantillon, mais qui l'humidifie en profondeur. Un agent mouillant peut être ajouté au liquide.

La procédure de mesure de masse volumique comprend de nombreuses étapes. Comment peut-elle être simplifiée ?

L'application de balance intégrée fournit des instructions détaillées. Les balances de la gamme Excellence incluent les flux de travail de 5 méthodes de détermination de masse volumique différentes. Les balances des gammes Standard et avancées incluent les flux de travail de 2 méthodes.

De quoi ai-je besoin pour déterminer la masse volumique des liquides ?

En plus du kit de masse volumique, le plongeur en verre de 10 mL, disponible en option, vous aide à déterminer la masse volumique des liquides. La différence de poids du plongeur dans l'air et dans le liquide permet de calculer la masse volumique de ce dernier. Vous pouvez également vous servir d'un pycnomètre ou d'un densimètre numérique.

La masse volumique de l'échantillon est inférieure à celle de l'eau : il flotte !

Le panier de pesage du kit de masse volumique peut être retourné, de façon à ce que les échantillons les plus légers soient maintenus immergés dans le liquide et ne puissent pas flotter à la surface. Si vous constatez que la poussée d'Archimède entraîne le soulèvement du panier, placez un poids supplémentaire sur le plateau de pesée du kit et redémarrez la procédure de détermination de la masse volumique. Vous pouvez également utiliser un liquide de référence de masse volumique plus petite.

Je rencontre un problème : de nombreuses bulles se forment sur mon échantillon.

Versez quelques gouttes d'un agent mouillant dans le liquide de référence. Laissez le liquide reposer pendant la nuit pour que les gaz dissous s'évaporent. À l'aide d'une brosse souple, éliminez les bulles dans l'échantillon et sur le kit de masse volumique.

Quelle balance dois-je utiliser pour obtenir des résultats précis lors des mesures de masse volumique ?

La précision des mesures de masse volumique est influencée par la tolérance de la méthode (bulles d'air, etc.) et la température de mesure, ainsi que par la précision des pesées. Toute mesure sur n'importe quelle balance comporte une part d'incertitude. Il faut donc comprendre cette incertitude pour être sûr de disposer de résultats de pesage précis. Ce n'est pas la précision d'affichage qui détermine la précision d'un instrument de pesage, mais plutôt la répétabilité et la valeur de la pesée minimale.

Pour trouver la balance adaptée à vos besoins, vous devez connaître le poids à peser le plus faible et la précision dont vous avez besoin (c.-à-d. la tolérance).

La norme globale de pesage METTLER TOLEDO, GWP®, vous aide à choisir la balance adéquate pour répondre aux exigences de votre application. Contactez votre représentant commercial pour obtenir une recommandation gratuite sur la balance adéquate. Déterminez si la balance que vous possédez répond à vos exigences de qualité.

GWP Recommandation

Je dois déterminer la masse volumique d'échantillons plastiques solides tout en me conformant à la norme ISO 1183-1. Quelle balance ou bascule dois-je utiliser ?

Pour être conforme ISO 1183-1, votre balance doit présenter une précision d'affichage d'au moins 0,1 mg. La norme stipule également que la masse de l'échantillon doit de préférence être supérieure à 1 g. Les échantillons de pesage d'au moins 1 g sur une balance avec précision d'affichage de 0,1 mg sont généralement au-dessus du critère de pesée minimale de votre balance. Cependant, la précision d'affichage de votre balance doit être prise en compte, en fonction de la tolérance de processus requise. Notre service gratuit GWP® Recommendation peut vous aider à sélectionner la balance adaptée à vos besoins spécifiques.

GWP Recommandation

La procédure est complexe, j'ai du mal à la respecter.

Le processus de mesure de la masse volumique comprend de nombreuses étapes. Il est parfois nécessaire que la balance se stabilise, ce qui peut générer de la confusion, notamment lorsque vous êtes occupé à plusieurs tâches. L'application de balance intégrée vous aide en affichant des instructions détaillées. Pour savoir où vous en êtes, confirmez chaque étape en appuyant sur le bouton OK.

Comment améliorer la traçabilité de mes mesures de masse volumique ?

Raccordez un lecteur de codes-barres à votre balance pour pouvoir lire directement et sans erreur toutes les métadonnées comme l'ID d'échantillon, le numéro de lot, le numéro de commande, etc. Avec la gamme d'imprimantes METTLER TOLEDO P-50, les métadonnées ainsi que la date et l'heure des mesures peuvent être imprimées avec les résultats.

Comment puis-je évaluer les résultats de mesure de plusieurs échantillons ?

Lorsque vous devez procéder à des mesures de masse volumique en série, l'option statistiques des balances METTLER TOLEDO permet d'identifier rapidement les tendances dans vos données, pour que vous puissiez prendre des décisions immédiatement lorsque nécessaire.

Où puis-je trouver un tableau de valeurs de masse volumique ?

Les balances XPE, XSE, MS-TS, ML-T et ME-T possèdent une base de données de masse volumique intégrée, avec les données relatives aux liquides de référence les plus fréquemment utilisés. La valeur de masse volumique est calculée en fonction de la température que vous avez saisie.

Comment puis-je éviter toute erreur lors de mes calculs de masse volumique ?

L'application de masse volumique sur les balances XPE, XSE et MS-TS fait tous les calculs pour vous. Vous devez simplement saisir la température et sélectionner le liquide de référence utilisé. La balance enregistre les valeurs de poids et calcule automatiquement la masse volumique.

Comment puis-je faciliter la documentation de mes résultats de masse volumique ?

L'application de masse volumique des balances MS-TS, ML-T et ME-T vous permet de créer les comptes rendus des séries de mesure de la masse volumique, que vous pouvez imprimer ou enregistrer sur une clé USB. En connectant des balances XPE et XSE à votre logiciel LabX, vous pouvez compléter vos comptes rendus avec d'autres contenus comme des tableaux et des graphiques, et les envoyer directement à votre système LIMS ou EPR.

Mesures de masse volumique en laboratoire

Pour en savoir plus, passez à l'une des rubriques suivantes :

  1. Les flux de travail en application et leurs difficultés
  2. Solutions METTLER TOLEDO
  3. FAQ

 

Flux de travail de mesure de la masse volumique

Le corps solide est pesé dans l'air (A), puis dans un liquide auxiliaire (B) de masse volumique connue. La masse volumique ρ d'un solide peut être calculée comme suit :

Calculation formula for density in solid sample

ρ        = Masse volumique de l'échantillon

A        = Poids de l'échantillon dans l'air

B        = Poids de l'échantillon dans le liquide auxiliaire

ρ0       = Masse volumique du liquide auxiliaire

ρL       = Masse volumique de l'air

La température du liquide doit être prise en compte, car elle peut entraîner des variations de la masse volumique de l'ordre de 0,001 à 0,1 par °C, un effet
qui devient manifeste dès la troisième décimale du résultat.
 

 Gravimétrique, poussée d'ArchimèdeGravimétrique, VariationPycnomètreDensimètre numérique
MéthodesLe bécher pour liquide auxiliaire repose sur une plateforme ou sous la balance.Le bécher pour liquide auxiliaire repose sur la balance.Bécher en verre d'un volume défini.Technologie du tube oscillant
Compatible avec
  • Solides
  • Liquides (avec plongeur en verre)
  • Substances visqueuses (spectromètre gamma)
  • Liquides (avec plongeur en verre)
    Solides
  • Liquides, Dispersions
  • Poudre
  • Granules
  • Liquides
  • Gaz
Avantages
  • Rapidité du processus
  • Taille d'échantillon variable
  • Instrument de pesage déjà disponible
  • Rapidité du processus
  • Instrument de pesage déjà disponible
  • Méthode précise
  • Instrument de pesage déjà disponible
  • Rapidité du processus
  • Contrôle précis de la température grâce au kit Peltier
  • Mesure automatique de la masse volumique
  • Faibles volumes d'échantillon
Inconvénients
  • Sensible à la température
  • L'échantillon doit être humidifié avec grand soin
  • Absence de bulles d'air emprisonnées
  • Sensible à la température
  • Besoin d'un volume d'échantillon important
  • Sensible à la température
  • Exigeant en main-d'œuvre
  • Chronophage
  • Absence de bulles d'air emprisonnées
  • Les échantillons visqueux requièrent une correction de la viscosité (disponible sur les instruments modernes).

Cliquez ici pour en savoir plus sur les mesures de masse volumique.

Si vous connaissez la masse et le volume de l'échantillon (solide ou liquide), sa masse volumique peut être calculée à l'aide de :

Calculation of density by mass and volume


Déterminer le volume : les difficultés

Il est relativement simple de peser un échantillon avec précision, mais mesurer son volume peut être difficile.

Poussée d'Archimède

La méthode basée sur la poussée d'Archimède permet d'éviter de mesurer le volume. Elle consiste à peser l'échantillon deux fois, dans deux milieux différents (l'air et un liquide). À chacune des pesées, le volume est identique.

Déplacement

Dans son application la plus simple, le volume d'un échantillon solide est déterminé en observant une hausse du niveau de liquide dans lequel est plongé l'échantillon.
À l'inverse, lorsqu'un objet de volume connu est immergé dans un liquide de masse volumique inconnue, la différence entre les valeurs de poids (dans l'air et dans le liquide) permet de déterminer la masse volumique du liquide.

Pycnomètre

Un pycnomètre est un flacon en verre spécialement conçu, généralement d'un volume défini. Il est fréquemment utilisé pour déterminer la masse volumique des liquides. Le pycnomètre est ensuite pesé vide puis rempli du liquide de référence analysé. La différence (= masse de l'échantillon) divisée par le volume du pycnomètre correspond à la masse volumique de l'échantillon.
La méthode du pycnomètre peut aussi être utilisée pour déterminer la masse volumique des échantillons en poudre ou en granules.

Densimètre numérique

Un tube de verre creux vibre à une certaine fréquence. Cette fréquence varie lorsque le tube est rempli avec différentes substances : plus la masse de l'échantillon est élevée, plus la fréquence est haute. Les densimètres numériques mesurent la fréquence et la convertissent en masse volumique.

Veuillez consulter le tableau ci-dessous pour comparer les quatre méthodes différentes.

 Gravimétrique, poussée d'ArchimèdeGravimétrique, déplacementPycnomètreDensimètre numérique
MéthodesLe bécher pour liquide auxiliaire repose sur une plateforme ou sous la balance.Le bécher pour liquide auxiliaire repose sur la balance.Bécher en verre d'un volume défini.Technologie du tube oscillant
Compatible avec
  • Solides
  • Liquides (avec plongeur en verre)
  • Substances visqueuses (spectromètre gamma)
  • Liquides (avec plongeur en verre)
    Solides
  • Liquides, Dispersions
  • Poudre
  • Granules
  • Liquides
  • Gaz
Principe de mesure d'un
échantillon solide
L'échantillon est pesé une fois dans l'air et une fois immergé dans un liquide auxiliaire de masse volumique connue.

La masse volumique d'un échantillon solide peut être déterminée à partir de la masse volumique connue du liquide et des deux masses.



ρ,= Masse volumique de l'échantillon
A,= Poids de l'échantillon dans l'air
B,= Poids de l'échantillon dans le liquide auxiliaire
ρ0,= Masse volumique du liquide auxiliaire
ρL,= Masse volumique de l'air
Le liquide auxiliaire de masse volumique connue est pesé avant et après immersion de l'échantillon (la tare permet de mesurer directement la différence de masse).

Vous pouvez alors déterminer le volume de l'échantillon, à l'aide de la différence de masse et la masse volumique du liquide. Puis, utilisez la masse de l'échantillon pour déterminer sa masse volumique.
Le pycnomètre est ensuite pesé vide, puis rempli de liquide de référence de masse volumique connue. La poudre est ajoutée au pycnomètre une fois ce dernier nettoyé et séché. Il est ensuite pesé pour déterminer le poids de l'échantillon en poudre. Le pycnomètre est ensuite rempli avec le même liquide, dans lequel la poudre ne doit pas pouvoir se dissoudre, même partiellement. Le pycnomètre est pesé à nouveau. Le poids du liquide déplacé peut alors être déterminé, et la masse volumique de la poudre calculée.s. o.
Principe de mesure d'un
échantillon liquide
Le corps de référence de volume connu (plongeur en verre) est pesé une fois dans l'air et une fois immergé dans un liquide de masse volumique inconnue.

La masse volumique du liquide peut être déterminée à partir du volume connu du corps de référence et des deux valeurs de masse.



ρ,= Masse volumique de l'échantillon liquide
α,= Facteur de correction du poids (0,99985), pour prendre en compte la poussée d'Archimède du poids d'ajustement
A,= Poids du corps de référence dans l'air
B,= Poids du corps de référence dans le liquide
V,= Volume connu du corps de référence
ρL,= Masse volumique de l'air
Le poids du liquide de masse volumique inconnue est mesuré avant (tare) et après immersion du corps de référence (spectromètre gamma ou plongeur en verre).

Il est alors possible de déterminer la masse volumique de l'échantillon liquide, à l'aide de la différence de masse et du volume connu du corps de référence.
Le pycnomètre est ensuite pesé vide puis rempli de liquide. La différence de masse est divisée par le volume du pycnomètre, pour obtenir la masse volumique du liquide.L'échantillon est introduit dans un tube en U en verre transparent intégré dans l'appareil. La masse volumique de l'échantillon est déterminée en mesurant la fréquence de vibration du tube. Plus la fréquence de vibration est forte, plus la masse volumique de l'échantillon est élevée.

 

Normes sur la masse volumique

De nombreuses normes expliquent comment déterminer la masse volumique. Voici les principales normes appliquées :

  • ISO 1183-1 : Plastiques — Méthodes de détermination de la masse volumique des plastiques non alvéolaires
  • OIML G 14 : Mesure de masse volumique selon l'OIML
  • ASTM-D-792 : Méthodes de test standard pour la masse volumique et la gravité spécifique

La norme ISO 1183-1 requiert l'utilisation d'une balance d'analyse à 4 décimales.

La confusion due à la masse volumique d'une matière en vrac

La masse volumique en vrac consiste à mesurer le nombre de particules, composants ou pièces présents dans un volume mesuré. La masse volumique en vrac n'est pas une propriété de la matière elle-même. Cette masse volumique inclut les espaces entre les particules ou éléments ainsi que les creux présents dans les éléments eux-mêmes. La masse volumique en vrac peut varier en fonction de la façon dont la matière est manipulée. Par exemple, si vous secouez un récipient, les éléments se séparent et la masse volumique en vrac globale augmente.

Mesure de masse volumique - expert

Moisture Content Determination

Détermination de la masse volumique pour contrôler la qualité des plastiques


Gestion des données et sécurité des processus améliorées

En connectant votre balance METTLER TOLEDO Excellence au logiciel LabX, vous bénéficiez d'un niveau accru de gestion des données et de sécurité des processus. Les balances d'analyse et de précision Excellence peuvent être complétées par un kit de détermination de masse volumique. LabX permet de respecter scrupuleusement votre MON de mesure de masse volumique. Ce logiciel enregistre toutes les valeurs de poids, effectue tous les calculs et enregistre tous les résultats dans une base de données centrale sécurisée. Toutes les données relatives à votre application de masse volumique peuvent être transférées directement à votre système interne de gestion des données.

 

Densimètres numériques

 

 

FAQ - Foire aux questions sur les mesures de masse volumique

Produits connexes

Thank you for visiting www.mt.com. We have tried to optimize your experience while on the site, but we noticed that you are using an older version of a web browser. We would like to let you know that some features on the site may not be available or may not work as nicely as they would on a newer browser version. If you would like to take full advantage of the site, please update your web browser to help improve your experience while browsing www.mt.com.