KERN & Sohn GmbH
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Betriebsanleitung
Set zur Dichtebestimmung für
Analysenwaagen KERN ABJ / ABS
KERN ABS-A02
Version 1.0
04/2010
D
ABS-A02-BA-d-1010
D
KERN ABS-A02
Version 1.0 04/2010
Betriebsanleitung
Set zur Dichtebestimmung für Analysenwaagen
KERN ABJ / ABS
Inhaltsverzeichnis:
1 EINLEITUNG .................................................................................................................................. 3
1.1 LIEFERUMFANG ........................................................................................................................ 3
2 PRINZIP DER DICHTEBESTIMMUNG.......................................................................................... 5
2.1 EINFLUSSGRÖßEN UND FEHLERQUELLEN ................................................................................... 6
3 DICHTEBESTIMMUNGSSET INSTALLIEREN............................................................................. 7
4 DICHTEBESTIMMUNG VON FESTSTOFFEN.............................................................................. 9
4.1 FUNKTION AKTIVIEREN .............................................................................................................. 9
4.2 EINGABE „DICHTE MESSFLÜSSIGKEIT“ ..................................................................................... 10
4.3 MESSUNG „DICHTE FESTSTOFF“ ............................................................................................. 11
4.3.1 Dichtebestimmung von Feststoffen mit einer Dichte kleiner als 1 g/cm3......................... 11
5 DICHTEBESTIMMUNG VON FLÜSSIGKEITEN......................................................................... 12
5.1 FUNKTION AKTIVIEREN ............................................................................................................ 12
5.2 VOLUMEN DES GLASSENKKÖRPERS BESTIMMEN....................................................................... 13
5.3 VOLUMEN DES GLASSENKKÖRPERS EINGEBEN ......................................................................... 14
5.4 MESSUNG „DICHTE FLÜSSIGKEIT“............................................................................................ 15
6 BEDINGUNGEN FÜR PRÄZISE MESSUNGEN ......................................................................... 16
6.1 BERECHNUNG DER ERGEBNISSE ............................................................................................. 16
6.2 EINFLUßFAKTOREN FÜR MEßFEHLER ....................................................................................... 17
6.2.1 Luftblasen ........................................................................................................................ 17
6.2.2 Festkörperprobe .............................................................................................................. 17
6.2.3 Flüssigkeiten.................................................................................................................... 17
6.2.4 Oberfläche ....................................................................................................................... 17
6.2.5 Glassenkkörper für Flüssigkeitsmessungen.................................................................... 18
6.3 ALLGEMEINE INFORMATIONEN ................................................................................................. 18
6.3.1 Dichte / relative Dichte..................................................................................................... 18
6.3.2 Drift der Waagenanzeige................................................................................................. 18
7 DICHTETABELLE FÜR FLÜSSIGKEITEN ................................................................................. 19
8 MESSUNSICHERHEIT BEI FESTKÖRPER DICHTEBESTIMMUNG......................................... 20
9 GEBRAUCHSHINWEISE............................................................................................................. 21
ABS-A02-BA-d-1010 2
1 Einleitung
• Um einen sicheren und reibungslosen Betrieb zu gewährleisten,
bitte Betriebsanleitung aufmerksam durchlesen.
• Diese Anleitung beschreibt nur das Arbeiten mit dem Set zur Dichtebestimmung. Weitere Informationen zur Bedienung Ihrer Waage
entnehmen Sie bitte der Betriebsanleitung, die der jeweiligen Waage beiliegt.
1.1 Lieferumfang
Ö Verpackung und Dichteset sofort beim Auspacken auf eventuell sichtbare äußere
Beschädigungen überprüfen.
Ö Sicherstellen, dass alle Teile vollständig vorhanden sind.
Abb. 1 Lieferumfang
Nr. Bezeichnung Anzahl
(1) -1 Kombinationswaagschale (für Proben d > 1 g/cm3) 1
(1) -2 Kombinationswaagschale (für Proben d < 1 g/cm3) 1
(2) Waagschalenhalter 1
(3) Glasbehälter 1
(4) Plattform für Glasbehälter 1
(5) Thermometer 1
(5) -1 Gummistopper für Thermometer 1
(6) Halterung für Thermometer 1
Glassenkkörper, s. Abb. 4 1
Betriebsanleitung 1
3 ABS-A02-BA-d-1010
Abb. 2: Installiertes Dichteset KERN ABS-A02
Abb. 3: Kombinationswaagschalen
A Obere Probenschale (Gewicht der Probe an Luft)
B Untere Probenschale (Gewicht der Probe in Messflüssigkeit)
Abb. 4: Glassenkkörper
ABS-A02-BA-d-1010 4
2 Prinzip der Dichtebestimmung
g
g
g
A
A
Drei wichtige physikalische Größen sind das Volumen und die Masse von Körpern
sowie die Dichte von Stoffen. Masse und Volumen sind bei der Dichte miteinander
verknüpft:
Die Dichte [ ρ ] ist das Verhältnis der Masse [ m ] zum Volumen [ V ].
ρ =
SI-Einheit der Dichte ist das Kilogramm durch Kubikmeter (kg/m
der Dichte eines homogenen Körpers, der bei der Masse 1 kg das Volumen 1 m
einnimmt.
Weitere häufig verwendete Einheiten sind:
Durch den Einsatz unseres Sets zur Dichtebestimmung in Kombination mit unseren
Waagen KERN ABS/ABJ sind Sie in der Lage die Dichte von Festkörpern und Flüssigkeiten schnell und sicher zu bestimmen. Bei der Arbeitsweise unseres Sets zur
Dichtebestimmung wird das „Archimedische Prinzip“ herangezogen:
m
V
3
). 1 kg/m3 ist gleich
,
k
1
m
1
3
,
l
1
cm
3
3
AUFTRIEB IST EINE KRAFT. SIE GREIFT AN EINEM KÖRPER AN, DER IN EINE FLÜSSIGKEIT
EINTAUCHT. DER AUFTRIEB DES KÖRPERS IST GERADE SO GROß WIE DIE GE-
WICHTSKRAFT DER VON IHM VERDRÄNGTEN
SENKRECHT NACH OBEN.
Flüssigkeit. DIE AUFTRIEBSKRAFT WIRKT
Damit erfolgt die Berechnung der Dichte nach folgenden Formeln:
Bei der Dichtebestimmung von Festkörpern
Mit unseren Waagen ist es Ihnen möglich den Festkörper sowohl in Luft [ A ] als
auch in Wasser [ B ] zu wägen. Ist die Dichte des Auftriebsmediums [ ρo ] bekannt
wird die Dichte des Festkörpers [ ρ ] wie folgt berechnet:
ρ =
-B
ρ
o
ρ = Dichte der Probe
A = Gewicht der Probe in Luft
B = Gewicht der Probe in Messflüssigkeit
ρo = Dichte der Messflüssigkeit
5 ABS-A02-BA-d-1010
Bei der Dichtebestimmung von Flüssigkeiten
A
Die Dichte einer Flüssigkeit wird mit Hilfe eines Senkkörpers bestimmt, dessen Volumen [ V ] bekannt ist. Der Senkkörper wird sowohl in Luft [ A ], als auch in der Probenflüssigkeit [ B ] gewogen.
Nach dem Archimedischen Gesetz erfährt ein in eine Flüssigkeit getauchter Körper
eine Auftriebskraft [ G ]. Diese Kraft ist dem Betrag nach gleich der Gewichtskraft der
durch das Volumen des Körpers verdrängten Flüssigkeit.
Das Volumen [ V ] des eingetauchten Körpers ist gleich dem Volumen der verdrängten Flüssigkeit.
G = Auftrieb des Senkkörpers
Auftrieb des Senkkörpers =
Gewicht Senkkörper an Luft [ A ] - Gewicht Senkkörper in Probenflüssigkeit [ B ]
Daraus ergibt sich:
ρ = Dichte der Probenflüssigkeit
A = Gewicht des Senkkörpers in Luft
B = Gewicht des Senkkörpers in Probenflüssigkeit
V = Volumen des Senkkörpers*
* Ist das Volumen des Senkkörpers nicht bekannt, kann dieses durch eine Festkör-
perdichtemessung z. B. in Wasser bestimmt und wie folgt berechnet werden.
V = Volumen des Senkkörpers
A = Gewicht des Senkkörpers in Luft
B = Gewicht des Senkkörpers in Wasser
ρW = Dichte Wasser
ρ =
-B
V
2.1 Einflussgrößen und Fehlerquellen
Ö Luftdruck
Ö Temperatur
Ö Volumenabweichung des Senkkörpers (± 0,005 cm3)
Ö Oberflächenspannung der Flüssigkeit
Ö Luftblasen
Ö Eintauchtiefe des Probenschale bzw. Senkkörpers
Ö Porösität des Festkörpers
ABS-A02-BA-d-1010 6
3 Dichtebestimmungsset installieren
• Falls nötig, erforderliche Justierung vor der Installation des Dichtesets durch-
1. Waage ausschalten und von der Stromversorgung trennen.
2. Standardwägeplatte, Schirmring und
Wägeplattenträger entfernen.
führen.
• Bei installiertem Dichteset ist eine korrekte Justierung nicht möglich.
• Zur Justierung Dichteset abnehmen und Standardwägeplatte aufsetzen.
3. Waagschalenhalter vorsichtig
einsetzen
4. Plattform für Glasbehälter so platzieren, dass sie den Waagschalenhalter
nicht berührt.
5. Kombinationswaagschale einhängen.
Darauf achten, dass sie zentriert in
der Aussparung des Waagschalenhalters hängt.
7 ABS-A02-BA-d-1010
6. Glastüren schließen. Waage an die
Stromversorgung anschließen, die
Waage führt einen Selbsttest durch.
Waagen der Serie ABJ führen zusätzlich eine Justierung mit dem internen
Justiergewicht durch.
Warten bis „off“ angezeigt wird.
7. ON/OFF-Taste drücken, die Grammanzeige erscheint.
8. Thermometer lt. Abb. am Glasbehälter befestigen. Glasbehälter mit
Mess- bzw. Probenflüssigkeit füllen.
9. Kombinationswaagschale abnehmen und den Glasbehälter in die Mitte der Plattform stellen.
10. Kombinationswaagschale wieder einhängen. Darauf achten, dass sie den Glasbehälter nicht berührt.
11. Flüssigkeit, Instrumente oder den Senkkörper solange temperieren bis die Temperatur konstant ist. Anwärmzeit der Waage beachten.
ABS-A02-BA-d-1010 8
4 Dichtebestimmung von Feststoffen
Bei der Dichtebestimmung von Feststoffen wird der Feststoff zuerst in Luft und anschließend in der Messflüssigkeit gewogen. Aus der Gewichtsdifferenz resultiert der
Auftrieb, aus dem die Software die Dichte berechnet.
4.1 Funktion aktivieren
Im Menü „Unit.SEL“ kann die Dichtebestimmungs-Funktion für Feststoffe „U- Td“
aktiviert werden, die dem Bediener dann zur Verfügung steht ohne jedes Mal ins Menü gehen zu müssen. Die aktivierte Funktion kann dann direkt über die UNIT/ -
Taste aufgerufen werden.
(Beispiel)
(deaktiviert)
(aktiviert)
Ö Bei Grammanzeige CAL/MENU-Taste wiederholt drücken
bis „FUnC.SEL“ angezeigt wird.
Ö TARE/ -Taste drücken.
Ö CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis „Unit.SEL“ ange-
zeigt wird.
Ö TARE/ -Taste drücken.
Ö CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis „U- Td“ angezeigt
wird.
Ist die Funktion zur Dichtebestimmung von Feststoffen bereits aktiviert, wird die Stillstandsanzeige ( ) eingeblendet.
In diesem Fall ON/OFF-Taste wiederholt drücken, die Waage kehrt zurück ins Menü/Wägemodus.
Ist die Funktion zur Dichtebestimmung von Feststoffen deaktiviert, mit TARE/ -Taste aktivieren. Die Stillstandsanzeige
( ) wird eingeblendet.
ON/OFF-Taste wiederholt drücken, die Waage kehrt zurück
ins Menü/Wägemodus.
9 ABS-A02-BA-d-1010
4.2 Eingabe „Dichte Messflüssigkeit“
Ö Bei Grammanzeige CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis
„SettinG“ erscheint.
Beispiel)
(
(Beispiel)
Ö TARE/
Ö CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis “LSG SEt“ erscheint.
Ö TARE/
angezeigt. Im oberen Teil des Anzeigefeldes weisen das
-Taste drücken.
-Taste drücken, die aktuell eingestellte Dichte wird
-Symbol und das #-Zeichen darauf hin, dass sich die
Waage im numerischen Eingabestatus befindet. Die erste Stelle blinkt und kann verändert werden..
Ö Mit der UNIT/ -Taste wird der Zahlenwert der blinkenden
Ziffer erhöht.
Mit der PRINT/ -Taste Zifferanwahl nach rechts, die jeweils
aktive Stelle blinkt
Eingabe mit TARE/ -Taste bestätigen.
Ö ON/OFF-Taste wiederholt drücken, bis sich die Waage im Wä-
gemodus befindet.
ABS-A02-BA-d-1010 10
4.3 Messung „Dichte Feststoff“
1. UNIT/ -Taste wiederholt drücken, bis sich die Waage im
Dichtebestimmungsmodus für Feststoffe „Td“ befindet. Bei der
Gewichtsmessung an Luft wird zusätzlich „g“ angezeigt.
2. TARE/ -Taste drücken. Probe in die obere Probenschale
legen.
3. Nach erfolgter Stillstandskontrolle CAL/MENU-Taste drücken.
4. Probe in die untere Siebschale legen. Nach erfolgter Stillstandskontrolle wird im Display die Dichte der Probe angezeigt. Probe entfernen.
Möglicherweise kann „oL“ angezeigt werden, ist in diesem
Schritt aber keine Fehlermeldung und kann ignoriert werden.
5. Für weitere Messungen nach Drücken der CAL/MENU-Taste
bei Schritt 2 starten.
4.3.1 Dichtebestimmung von Feststoffen mit einer Dichte kleiner als 1 g/cm3
Bei Feststoffen mit einer Dichte kleiner als 1 g/cm3 ist eine Dichtebestimmung mit
zwei unterschiedlichen Methoden möglich.
Methode 1:
Als Messflüssigkeit wird eine Flüssigkeit mit geringerer Dichte als die des Feststoffes
verwendet, z.B. Ethanol ca. 0,8 g/cm3.
Diese Methode sollte angewendet werden, wenn die Dichte des Feststoffes sich nur
geringfügig von der des dest. Wassers unterscheidet.
Von der Verwendung von Ethanol sollte abgesehen werden, wenn der Feststoff angegriffen wird.
Bei Arbeiten mit Ethanol müssen unbedingt die geltenden Sicherheitsbestimmungen beachtet werden.
Methode 2:
Hier wird die Probe nicht auf sondern unter die Siebschale gegeben. Dazu ist die
Kombinationswaagschale (1) -2 zu verwenden.
Ö Funktion aktivieren s. Kap. 4.1.
Ö Eingabe Parameter Messflüssigkeit s. Kap. 4.2.
Ö Dichtemessung s. Kap. 4.3, in Schritt 4 Probe unter die Siebschale geben. Ist der
Auftrieb der Probe so groß, dass die Kombinationswaagschale angehoben wird
diese mit einem Dummygewicht beschweren und bei der Wägung an Luft wegtarieren.
11 ABS-A02-BA-d-1010
5 Dichtebestimmung von Flüssigkeiten
Bei der Dichtebestimmung von Flüssigkeiten wird ein Glassenkkörper verwendet,
dessen Volumen bekannt ist. Der Glassenkkörper wird zuerst in Luft und anschließend in der Flüssigkeit gewogen, deren Dichte zu bestimmen ist. Aus der Gewichtsdifferenz resultiert der Auftrieb, aus dem die Software die Dichte berechnet.
5.1 Funktion aktivieren
Im Menü „Unit.SEL“ kann die Dichtebestimmungs-Funktion für Flüssigkeiten „U- d“
aktiviert werden, die dem Bediener dann zur Verfügung steht ohne jedes Mal ins Menü gehen zu müssen. Die aktivierte Funktion kann dann direkt über die UNIT/ -
Taste aufgerufen werden.
Ö Im Wägemodus CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis
„FUnC.SEL“ angezeigt wird.
(Beispiel)
(deaktiviert)
(aktiviert)
Ö TARE/
Ö CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis „Unit.SEL“ ange-
zeigt wird.
Ö TARE/ -Taste drücken.
Ö CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis „U- d“ angezeigt
wird.
Ist die Funktion zur Dichtebestimmung von Feststoffen bereits aktiviert, wird die Stillstandsanzeige ( ) eingeblendet.
In diesem Fall ON/OFF-Taste wiederholt drücken, die Waage kehrt zurück ins Menü/Wägemodus.
Ist die Funktion zur Dichtebestimmung von Feststoffen deaktiviert, mit TARE/
( ) wird eingeblendet.
ON/OFF-Taste wiederholt drücken, die Waage kehrt zurück
ins Menü/Wägemodus.
-Taste drücken.
-Taste aktivieren. Die Stillstandsanzeige
ABS-A02-BA-d-1010 12
5.2 Volumen des Glassenkkörpers bestimmen
Bei unbekanntem Volumen des Glassenkkörpers muss dieses wie folgt ermittelt und
berechnet werden.
Ö Wasser in den Behälter füllen und solange temperieren bis die Temperatur
konstant ist. Temperatur am Thermometer ablesen.
Ö Ggf. UNIT/ -Taste drücken bis die Grammanzeige erscheint.
Ö Ggf. Kombinationswaagschale entfernen.
Möglicherweise kann „ol“ angezeigt werden, ist in diesem Schritt aber keine
Fehlermeldung und kann ignoriert werden.
Ö Glassenkkörper anhängen und mit TARE/
-Taste tarieren.
Ö Wasserbehälter auf die Plattform stellen und Glassenkkörper eintauchen. Die
Waage zeigt die Differenz „Gewicht an Luft – Gewicht in Wasser“ an.
Wert (ohne Vorzeichen) notieren und das Volumen des Glassenkkörpers nach
folgender Formel berechnen.
M
V =
ρ
V = Volumen Glassenkkörper
M = Differenz „Gewicht an Luft – Gewicht in Wasser“
= Dichte des Wassers unter Berücksichtigung der Temperatur, s. Tab. 1.
ρ
Tab. 1: Dichtetabelle für Wasser
Temperature
[℃]
10 0.9997 19 0.9984 28 0.9963
11 0.9996 20 0.9982 29 0.9960
Density ρ
[g/cm
3
]
Temperature
[℃]
Density
[g/cm
ρ
3
]
Temperature
[℃]
Density
[g/cm
ρ
3
]
12 0.9995 21 0.9980 30 0.9957
13 0.9994 22 0.9978 31 0.9954
14 0.9993 23 0.9976 32 0.9951
15 0.9991 24 0.9973 33 0.9947
16 0.9990 25 0.9971 34 0.9944
17 0.9988 26 0.9968 35 0.9941
18 0.9986 27 0.9965
13 ABS-A02-BA-d-1010
5.3 Volumen des Glassenkkörpers eingeben
Ö Bei Grammanzeige CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis
„SettinG“ erscheint.
(Beispiel)
(Beispiel)
Ö TARE/
Ö CAL/MENU-Taste wiederholt drücken bis“Sv SEt“ erscheint
Ö TARE/ -Taste drücken, das aktuell eingestellte Volumen
wird angezeigt. Im oberen Teil des Anzeigefeldes weisen das
Waage im numerischen Eingabestatus befindet. Die erste Stelle blinkt und kann verändert werden.
Ö Mit der UNIT/ -Taste wird der Zahlenwert der blinkenden
Ziffer erhöht.
Mit der PRINT/ -Taste Zifferanwahl nach rechts, die jeweils
aktive Stelle blinkt
Eingabe mit TARE/ -Taste bestätigen.
Ö ON/OFF-Taste wiederholt drücken, bis sich die Waage im Wä-
gemodus befindet.
-Taste drücken.
-Symbol und das #-Zeichen darauf hin, dass sich die
ABS-A02-BA-d-1010 14
5.4 Messung „Dichte Flüssigkeit“
1. Glassenkkörper anhängen.
Bei nicht angehängtem Glassenkkörper wird ggf. “oL” angezeigt, ist in diesem Schritt aber keine Fehlermeldung und kann
ignoriert werden.
2. UNIT/ -Taste wiederholt drücken, bis sich die Waage im
Dichtebestimmungsmodus für Flüssigkeiten „d“ befindet. Bei
der Gewichtsmessung an Luft wird zusätzlich „g“ angezeigt.
3. TARE/
Für weitere Messungen
4. Nach erfolgter Stillstandskontrolle CAL/MENU-Taste drücken
5. Glassenkkörper abnehmen.
6. Behälter mit Probenflüssigkeit auf die Plattform stellen.
7. Glassenkkörper wieder anhängen und dabei vollständig und
blasenfrei in die Flüssigkeit eintauchen.
8. Nach erfolgter Stillstandskontrolle wird im Display die Dichte
der Probenflüssigkeit angezeigt.
Glassenkkörper und Behälter entfernen.
Bei nicht angehängtem Glassenkkörper wird ggf. “oL” angezeigt, ist in diesem Schritt aber keine Fehlermeldung und kann
ignoriert werden.
Ö Behälter und Senkkörper sorgfältig reinigen und trocknen.
Ö Glassenkkörper wieder anhängen
Ö CAL/MENU-Taste drücken
-Taste drücken.
Ö bei Schritt 3 starten
15 ABS-A02-BA-d-1010
6 Bedingungen für präzise Messungen
A
A
Es gibt zahlreiche Fehlermöglichkeiten bei der Dichtebestimmung.
Genaue Kenntnis und Vorsicht sind notwendig um präzise Ergebnisse bei der Benutzung dieses Dichtesets in Verbindung mit der Waage zu erhalten.
6.1 Berechnung der Ergebnisse
Bei der Dichtebestimmung durch die Waage werden die Ergebnisse immer mit 4
Nachkommastellen angezeigt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Ergebnisse bis
zur letzten Anzeigestelle genau sind, wie bei einem errechneten Wert. Dabei sind die
für die Berechnungen verwendeten Wägeergebnisse kritisch zu betrachten.
Beispiel zur Bestimmung der Festkörperdichte:
Um hochwertige Ergebnisse zu gewährleisten, müssen sowohl Zähler als auch Nenner der folgenden Formel die gewünschte Genauigkeit aufweisen. Wenn einer von
beiden instabil oder fehlerhaft ist, ist das Ergebnis ebenfalls instabil oder fehlerhaft.
ρ = Dichte der Probe
A = Gewicht der Probe in Luft
B = Gewicht der Probe in Messflüssigkeit
ρo = Dichte der Messflüssigkeit
Wenn die Probe schwer ist, trägt dies zur Genauigkeit des Ergebnisses bei. Dadurch
wird der Zählerwert größer. Wenn der Probe leicht ist, trägt dies ebenfalls zur Genauigkeit des Ergebnisses bei, weil der Auftrieb ( A-B ) größer wird. Demzufolge wird das
Ergebnis des Nenners größer. Zu beachten ist ebenfalls, dass die Genauigkeit der
Dichte der Messflüssigkeit ρo in den Zähler mit eingeht und auch wesentlich die Genauigkeit des Ergebnisses beeinflusst.
Das Ergebnis der Dichte der Probe kann nicht genauer sein als die ungenaueste der
vorgenannten Einzelgrößen.
ρ =
-B
ρ
o
ABS-A02-BA-d-1010 16
6.2 Einflußfaktoren für Meßfehler
6.2.1 Luftblasen
Eine kleine Blase von beispielsweise 1mm
wenn die Probe klein ist. Es erhöht den Auftrieb um etwa 1mg welches sofort einen
Fehler von 2 Digits ergibt. Daher sicherstellen, dass keine Luftblasen an dem in
Flüssigkeit eingetauchten Festkörper haften. Dasselbe gilt auch für den Glassenkkörper, der in die Prüfflüssigkeit eintaucht.
Wenn die Luftblasen durch Schwenken beseitigt werden, vorsichtig vorgehen, damit
die Flüssigkeit nicht herausspritzt und die Aufhängung der Siebschale nicht benetzt
wird bzw. Wasserspritze. Ein Benetzen der Aufhängung der Siebschale führt zu einer
Erhöhung des Gewichts.
Die Festkörperprobe oder der Glassenkkörper dürfen nicht mit bloßen Fingern berührt werden. Eine ölige Oberfläche verursacht Luftblasen, wenn der Prüfling in Flüssigkeit eingetaucht wird.
Festkörperproben ( besonders flache Gegenstände ) dürfen nicht außerhalb der
Flüssigkeit auf die Siebschale gestellt werden, denn beim gemeinsamen Eintauchen
ergeben sich dadurch Luftblasen. Daher den Boden der Siebschale auf Luftblasen
untersuchen, wenn der Prüfling in die Flüssigkeit eingetaucht wurde.
3
beeinflusst die Messung beträchtlich,
6.2.2 Festkörperprobe
Wenn die Probe ein zu großes Volumen besitzt und in die Flüssigkeit eingetaucht
wird, steigt der Flüssigkeitsstand im Becherglas an. Dies führt dazu, dass ein Teil der
Aufhängung der Siebschale ebenfalls untergetaucht wird und so den Auftrieb erhöht.
Demzufolge wird das Gewicht der Probe in der Flüssigkeit leichter.
Proben, die das Volumen ändern oder Flüssigkeiten aufnehmen, können nicht gemessen werden.
6.2.3 Flüssigkeiten
Die Wassertemperatur muss auch mit berücksichtigt werden. Die Dichte des Wassers ändert sich ca. 0.01% pro Grad Celsius. Wenn die Temperaturmessung einen
Fehler von 1 Grad Celsius aufweist, wird die 4. Stelle der Messung ungenau.
6.2.4 Oberfläche
Die Aufhängung der Siebschale durchstößt die Flüssigkeitsoberfläche. Dieser Zustand ändert sich laufend. Wenn die Probe oder Glassenkkörper relativ klein ist, verschlechtert die Oberflächenspannung die Reproduzierbarkeit. Unter Zugabe einer
kleinen Menge Spülmittel wird die Oberflächenspannung vernachlässigbar und
erhöht die Reproduzierbarkeit.
17 ABS-A02-BA-d-1010
6.2.5 Glassenkkörper für Flüssigkeitsmessungen
Um Probenflüssigkeit bei der Bestimmung der Dichte der Flüssigkeit zu sparen, ist
ein kleines Becherglas und ein entsprechender Glassenkkörper zu verwenden. Allerdings ist dabei zu beachten, dass ein großer Glassenkkörper eine größere Genauigkeit erreicht.
Es ist wünschenswert, dass der Auftrieb und das Volumen des Glassenkkörpers so
genau als möglich bestimmt wird. Diese Ergebnisse werden bei der Berechnung der
Dichte der Flüssigkeit sowohl im Nenner als auch im Zähler der Formel eingesetzt.
6.3 Allgemeine Informationen
6.3.1 Dichte / relative Dichte
Die relative Dichte ist das Gewicht eines Prüfkörpers geteilt durch das Gewicht von
Wasser ( bei 4° Celsius ) desselben Volumens. Deshalb hat die relative Dichte keine
Einheit. Dichte ist die Masse, geteilt durch das Volumen.
Wenn die relative Dichte anstatt der Dichte einer Flüssigkeit in die Formel eingesetzt
wird, ergibt sich ein falsches Ergebnis. Für eine Flüssigkeit ist nur ihre Dichte
aussagekräftig.
6.3.2 Drift der Waagenanzeige
Ein Driften der Waage hat keinen Einfluss auf das Endergebnis der Dichtebestimmung, obwohl das angezeigte Gewicht der Wägung in Luft davon betroffen ist. Es
sind nur genaue Werte notwendig, wenn mit einem Glassenkkörper die Dichte von
Flüssigkeiten bestimmt wird.
Bei Änderung der Raumtemperatur oder des Standortes ist eine Justierung der
Waage erforderlich. Dazu das Dichteset abnehmen und die Justierung mit der Standardwägeplatte durchführen (siehe Betriebsanleitung, die der Waage beiliegt.
.
ABS-A02-BA-d-1010 18
7 Dichtetabelle für Flüssigkeiten
Dichte ρ [g/cm3] Temperatur
[°C]
10 0.9997 0.7978 0.8009
11 0.9996 0.7969 0.8000
12 0.9995 0.7961 0.7991
13 0.9994 0.7953 0.7982
14 0.9993 0.7944 0.7972
15 0.9991 0.7935 0.7963
16 0.9990 0.7927 0.7954
17 0.9988 0.7918 0.7945
18 0.9986 0.7909 0.7935
Wasser Ethylalkohol Methylalkohol
19 0.9984 0.7901 0.7926
20 0.9982 0.7893 0.7917
21 0.9980 0.7884 0.7907
22 0.9978 0.7876 0.7898
23 0.9976 0.7867 0.7880
24 0.9973 0.7859 0.7870
25 0.9971 0.7851 0.7870
26 0.9968 0.7842 0.7861
27 0.9965 0.7833 0.7852
28 0.9963 0.7824 0.7842
29 0.9960 0.7816 0.7833
30 0.9957 0.7808 0.7824
31 0.9954 0.7800 0.7814
32 0.9951 0.7791 0.7805
33 0.9947 0.7783 0.7896
34 0.9944 0.7774 0.7886
35 0.9941 0.7766 0.7877
19 ABS-A02-BA-d-1010
8 Messunsicherheit bei Festkörper Dichtebestim-
mung
Diese Tabelle zeigt die ungefähre Ablesbarkeit der Waage in Verbindung mit dem
Dichteset. Dabei ist zu beachten, dass diese Werte nur rechnerisch ermittelt wurden
und Einflussgrößen wie in Kap. 6 beschrieben nicht berücksichtig sind.
Ungefähre Anzeige bei Dichtemessungen
(Beim Verwendung einer Waage mit einer Ablesbarkeit von 0.1 mg)
Gewicht Probe (g)
Dichte Probe (g/cm
1 0.001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001
3 0.002 0.0004 0.0003 0.0001 0.0001 0.0001
3
)
1 5 10 100 200 300
5 0.003 0.001 0.0004 0.0002 0.0002 0.0002
8 0.004 0.001 0.0006 0.0003 0.0003 0.0003
10 0.005 0.001 0.0008 0.0004 0.0003 0.0003
12 0.006 0.002 0.001 0.0004 0.0004 0.0004
20 0.01 0.003 0.001 0.001 0.001 0.001
Ablesebeispiel zur Tabelle:
Bei einer Waage mit einer Auflösung von 0.0001 g und einer Probe mit einem Gewicht von 5 g, deren Dichte 3 g/cm
3
g/cm
.
3
beträgt, sind die Anzeigensprünge bei 0.004
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9 Gebrauchshinweise
• Zur Bildung eines reproduzierbaren Mittelwerts sind mehrere Dichtemessungen
erforderlich
• Lösungsmittelbeständige Probe/Glassenkkörper/Becherglas entfetten.
• Probenschalen/Glassenkkörper/Becherglas regelmäßig reinigen, eintauchenden
Teil nicht mit den Händen berühren
• Probe/Glassenkkörper/Pinzette nach jeder Messung trocknen.
• Probengröße der Probenschale anpassen (ideale Probengröße > 5 g).
• Nur destilliertes Wasser verwenden.
• Probenschalen und Senkkörper beim ersten Eintauchen leicht schütteln, um evt.
Luftblasen zu lösen.
• Unbedingt darauf achten, dass beim Wiedereintauchen in die Flüssigkeit keine
zusätzlichen Luftbläschen anhaften; besser Probe mit Pinzette auflegen.
• Stark anhaftende Luftblasen mit einem feinen Pinsel o.ä. Hilfsmittel abstreifen.
• Um anhaftende Luftbläschen zu vermeiden, Probe mit rauher Oberfläche vorher
glätten.
• Achten Sie darauf, dass bei Wägung mit der Pinzette kein Wasser auf die obere
Probenschale tropft.
• Um die Oberflächenspannung von Wasser und die Reibung der Flüssigkeit am
Draht zu reduzieren, der Messflüssigkeit drei Tropfen eines handelsüblichen Tensids (Spülmittel) beigeben (die Dichteänderung von dest. Wasser durch Beigabe
von Tensids kann vernachlässigt werden).
• Ovale Proben können durch Einritzen von Kerben mit der Pinzette leichter gefasst
werden.
• Die Dichte von porösen Feststoffen lässt sich nur annähernd bestimmen. Beim
Eintauchen in die Messflüssigkeit wird nicht die gesamte Luft aus den Poren verdrängt, dies führt zu Auftriebsfehlern.
• Um starke Erschütterungen der Waage zu vermeiden, Probe vorsichtig auflegen.
• Statische Aufladungen vermeiden, z. Bsp. Glassenkkörper nur mit Baumwolltuch
trocknen.
• Unterscheidet sich die Dichte Ihres Festkörpers nur geringfügig von der des dest.
Wasser, kann als Messflüssigkeit Ethanol eingesetzt werden. Prüfen Sie aber vorab, ob die Probe lösungsmittelbeständig ist. Außerdem müssen beim Arbeiten mit
Ethanol unbedingt die geltenden Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden.
• Glassenkkörper sorgfältig behandeln
(kein Garantieanspruch bei Beschädigung).
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