O que é um medidor de densidade digital e como ele funciona?

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1. O que é um medidor de densidade digital?
2. Como funciona um medidor de densidade digital?
3. Quais instrumentos são usados para medir a densidade de líquidos?
4. Qual é a densidade do ar?
5. Qual é a densidade da água?
6. Quanto volume de amostra é necessário para um medidor de densidade digital?
7. Quanto tempo é necessário para medir uma amostra com um medidor de densidade digital?
8. Como ajustar um medidor de densidade digital?
9. Quais amostras podem ser medidas com medidores de densidade digitais?
10. Qual é a influência da viscosidade na medição digital de densidade?

O que é um medidor de densidade digital?

Um medidor de densidade digital (também denominado densímetro) usa a tecnologia do tubo manométrico para medir a densidade ou valores relacionados de uma amostra de líquido. Essa medição é feita digitalmente, o que reduz consideravelmente a influência do operador. Pode ser alcançada uma precisão de até 0,000005 g/cm3, com pequenos volumes de amostra (aprox. 3 ml) e um tempo de medição curto (menos de um minuto).

Como funciona um medidor de densidade digital?

Os medidores de densidade digitais utilizam um tubo de vidro côncavo em forma de U, que é colocado em oscilação. É medida a frequência de oscilação do tubo cheio de amostra. Esta frequência varia quando o tubo está cheio de amostra: quanto maior for a massa da amostra, menor será a frequência. Esta frequência é medida e convertida em densidade. Além disso, medidores de densidade digitais de bancada utilizam um termostato Peltier integrado para controlar a temperatura da amostra.

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Quais instrumentos são usados para medir a densidade de líquidos?

A densidade de uma solução pode ser medida manualmente ou digitalmente. Para obter informações mais detalhadas sobre como medir a densidade com picnômetros, hidrômetros e medidores de densidade digitais, consulte nosso guia Três Maneiras de Medir a Densidade.

Métodos manuais, como picnômetros e hidrômetros, são amplamente usados para determinar a densidade e valores relacionados, por exemplo, gravidade específica, % de álcool, graus BRIX, graus API, Baumé, Plato etc. Embora todos esses métodos sejam fáceis de usar e relativamente baratos, eles exigem conhecimento especializado em cada etapa dos protocolos de operação manual, o que muitas vezes afeta a precisão e confiabilidade dos resultados.

Um Picnômetro é um béquer de vidro de volume definido. Ele é pesado sem a amostra (M1), depois é enchido com a amostra e pesado novamente (M2). A diferença entre M1 e M2 dividida pelo volume do béquer é a densidade de uma amostra.

Um Hidrômetro é um corpo de vidro que é mergulhado na amostra. Depois de um curto tempo de equilíbrio ele boiará em determinado nível. Quanto maior a densidade da amostra, menos o hidrômetro boiará. O nível de equilíbrio faz a leitura da densidade.

Um Kit de Densidade é usado junto com uma balança. Um corpo de vidro de volume definido é pesado no ar (M1), mergulhado na amostra e pesado novamente na amostra (M2). A diferença entre M1 e M2 (empuxo) dividida pelo volume do corpo de vidro é a densidade da amostra. Um suporte especial também pode ser usado para medir a densidade de sólidos, usando um líquido de referência (água, etanol ou definido pelo usuário).

Medidores de Densidade Digitais estão disponíveis como instrumentos portáteis e de bancada. Eles usam a tecnologia de tubo manométrico para medir com muita precisão a densidade de uma amostra em pouco tempo. Um tubo de vidro côncavo vibra em determinada frequência. Esta frequência varia quando o tubo está cheio de amostra: quanto maior for a massa da amostra, menor será a frequência. Esta frequência é medida e convertida em densidade. Além disso, medidores de densidade digitais de bancada utilizam um termostato Peltier integrado para controlar a temperatura da amostra.

Para obter mais informações sobre medidores de densidade digitais e como eles se comparam a métodos manuais, consulte nossa Comparação de diferentes técnicas de medição

Qual é a densidade do ar?

A densidade do ar é 0,00120 g/cm3 a 20 °C e sob a pressão atmosférica de 101,325 kPa (p. ex., no nível do mar). Esta pressão atmosférica muda de acordo com as condições meteorológicas (pressão mais baixa com clima chuvoso ou nevado) e com a altitude (pressão mais baixa em altitude acima do nível do mar). Em uma elevação de 440 m acima do nível do mar, por exemplo, a pressão atmosférica (média anual) é de apenas 96,12 kPa e a densidade média do ar é de 0,00114 g/cm3 a 20 °C.

Qual é a densidade da água?

A densidade da água é de 0,99820 g/cm3 a 20 °C. A densidade da água muda com a temperatura; ela aumenta de 0 °C a 4 °C (onde está próxima de 1) e, então, diminui de 4 °C a temperaturas mais baixas.

Quanto volume de amostra é necessário para um medidor de densidade digital?

O volume de um tubo de vidro côncavo típico em forma de U usado como uma célula de medição em um medidor de densidade digital é de aproximadamente 1 ml. Para evitar problemas no enchimento com um volume maior, normalmente recomenda-se 3 ml de 5 ml, que seria usado com uma seringa para que parte do tubo de drenagem também seja enchida com a amostra.

Quanto tempo é necessário para medir uma amostra com um medidor de densidade digital?

Isso depende muito da diferença de temperatura entre a amostra e a célula de medição e do tipo de amostra. Isso também depende da precisão necessária da medição. Este tempo de medição normalmente pode variar de alguns segundos com um medidor de densidade digital portátil sem controle de temperatura para cerca de 2 a 5 minutos com um instrumento de bancada com o controle de temperatura ativado.

Como ajustar um medidor de densidade digital?

Geralmente, os medidores de densidade são ajustados com ar e água a uma temperatura de medição específica. Essa temperatura é controlada com um componente Peltier, que pode resfriar ou aquecer a célula de medição a uma temperatura específica (p. ex., 20 °C). Primeiro, é medida a frequência da célula de medição enchida com ar. Essa primeira frequência é atribuída ao valor da densidade do ar. Então, a célula de medição é enchida com água e é medida a frequência da célula de medição enchida com água. Essa segunda frequência é atribuída ao valor da densidade da água. Este ajuste de dois pontos também pode ser feito com ar e um padrão, ou com dois padrões abrangendo diferentes faixas de densidade.

Quais amostras podem ser medidas com medidores de densidade digitais?

Esses medidores de densidade originalmente são projetados e destinados para a medição de líquidos homogêneos. Na realidade, muitas outras amostras também são medidas com sucesso. Se a viscosidade da amostra for reduzida até menos de 36.000 mPa*s por aquecimento à temperatura de bombeamento (por exemplo, parafina), elas podem ser medidas até mesmo de forma totalmente automática com uma unidade de automação aquecida, como SC1H ou SC30H. Amostras com mais viscosidade podem ser medidas manualmente se puderem ser enchidas em uma seringa sem prender bolsas de ar, e se o operador puder pressionar essas amostras em uma velocidade controlada através de um tubo estreito de cerca de 15 cm de comprimento. As amostras que atacam o tubo de vidro em U da célula de medição (p. ex., ácido fluorídrico, líquidos ou pastas usados para o condicionamento do vidro) não devem ser medidas com esses medidores de densidade.

Qual é a influência da viscosidade na medição digital de densidade?

A viscosidade das amostras tem um impacto sobre a densidade medida com um medidor de densidade digital. A maior força de cisalhamento que ocorre entre o fluido e a parede do tubo resulta na redução da frequência da oscilação, mostrando, assim, uma densidade de valor maior. Portanto, os medidores de densidade digitais modernos possuem correção de viscosidade integrada, que compensa esse efeito e mostra resultados corretos.