6.3.1 Densidade / densidade relativa.......................................................................................20
6.3.2 Deriva de indicação da balança.......................................................................................20
7 TABELA DE DENSIDADE DE LÍQUIDOS .................................................................................. 21
8 INEXACTIDÃO DE MEDIDA NO CÁLCULO DENSIMÉTRICO DE CORPOS SÓLIDOS.......... 22
9 INDICAÇÕES DE USO ................................................................................................................ 23
ABT-A01-BA-p-0710 3
1 Introdução
Indicações de segurança:
Para garantir um funcionamento infalível e sem problemas do aparelho, é preciso
seguir as seguintes precauções.
1. Ler com cuidado a instrução de uso.
2. Utilizar este kit e balança com cuidado, eles são instrumentos de precisão. O
kit abrange elementos de vidro. Todos os elementos de vidro devem ser
protegidos contra choques e golpes.
3. Não desmontar o kit nem a balança.
KERN ABT-A01 Kit para cálculo densimétrico para balanças analíticas da série
KERN ABT (Precisão de leitura d = 0,1 mg).
Este kit serve para cálculo densimétrico efectivo do corpo sólido por meio da balança
analítica. Além disso é possível calcular a densidade do líquido por meio dum
deslocador adicional.
Esta instruçăo descreve só trabalhos executados com o kit para cálculo
densimétrico. Maiores informações sobre manuseamento da balança encontram-se
na instrução de uso anexa a cada balança.
4ABT-A01-BA-p-0710
1.1 Extensão de fornecimento
PRATO PARA A
PESAGEM DE
AMOSTRAS
PRATO COM
COADOR
PRATO PARA A
PESAGEM DE
AMOSTRAS
PRATO COM
COADOR
ABT-A01-BA-p-0710 5
MONTAGEM DO
TERMÔMETRO:
No. Marcação
1 Descanso combinado (prato para a pesagem de amostras e prato com
coador), 2 x
2 Descanso de balança com suporte
3 Proveta graduada de vidro
4 Descanso para proveta graduada de vidro
5 Termômetro
6 Punho do termômetro
7 -8 Deslocador de vidro
6ABT-A01-BA-p-0710
2 Instalação de kit para cálculo densimétrico
1. Desligar a balança e desconectar da tensão.
2. Abrir as portinhas laterais de vidro da câmara de pesagem da balança e tirar anel
de proteção, prato de pesagem e suporte do prato de pesagem.
3. Colocar com cuidado o descanso de balança com suporte no fundo da câmara de
pesagem.
4. Pôr o descanso para proveta graduada de vidro sem tocar no descanso da
balança, de maneira mostrada na ilustraçăo
ABT-A01-BA-p-0710 7
5. Pendurar o descanso combinado (prato para a pesagem de amostras e prato com
coador) no suporte do descanso da balança. Deve-se prestar atenção para pendurar
o elemento de centragem do prato superior para a pesagem de amostras no recorte
da parte superior do descanso da balança.
6. Fechar a portinhola de vidro e ligar a tensão de alimentação da balança. Esperar
até a finalizaçăo do autodiagnóstico da balança e a projecção do símbolo „oFF” no
visor. Alguns modelos ajustam-se automaticamente antes da projecção do símbolo
„oFF”. (Fechar a balança com descanso combinado mas sem líquido na proveta
graduada de vidro.)
7. Ligar a balança através da tecla [ON/OFF], o símbolo de grama aparecerá no
visor.
8. Fixar o termômetro com punho na proveta graduada de vidro. Encher proveta
graduada de vidro dum líquido conhecido (para cálculo densimétrico de corpos
sólidos) ou dum líquido examinado (para cálculo densimétrico de líquido).
9. Para pôr proveta graduada de vidro no centro do descanso, deve-se tirar o
descanso combinado do suporte.
10. Enganchar novamente o descanso combinado no suporte e assegurar-se de que
o prato com coador não toca na proveta graduada de vidro.
11. Esperar até o fluido examinado, fluido conhecido, instrumentos ou deslocador
tiverem a mesma temperatura. A balança também precisa do tempo de aquecimento
requerido. (ver a instrução de uso da balança)
Atenção:
• O descanso para proveta graduada de vidro não pode tocar no suporte!
• Se o kit para cálculo densimétrico for instalado, ajustagem correta não será
possível. Para ajustar corretamente recolocar o prato de pesagem.
8 ABT-A01-BA-p-0710
3 Princípio do cálculo densimétrico
A
A-B
g
g
g
As três grandezas físicas importantes são: volume e massa dos corpos, como
também densidade de substâncias. Massa e volume são ligados mutuamente
através da densidade:
Densidade [ ρ ]é a proporção da massa [ m ] para o volume [ V ].
ρ =
A unidade de densidade no sistema SI é um quilograma por metro cúbico (kg/m3). 1
kg/m3 é igual à densidade do corpo homogêneo que ao pesar 1 kg ocupa volume de
1 m3 .
Outras unidades freqüentemente utilizadas são:
Graças à utilização do kit para cálculo densimétrico em combinação com balança
KERN ABT pode-se determinar rapida e seguramente a densidade dos corpos
sólidos e fluidos. No modo de funcionamento deste kit para cálculo densimétrico
utiliza-se „princípio de Arquimedes”:
m
V
,
k
1
m
1
3
,
l
1
cm
3
A FORÇA ASCENSIONAL CONSTITUI UMA FORÇA. ELA AGE SOBRE O CORPO MERGULHADO
NUM LÍQUIDO. A FORÇA ASCENSIONAL DO CORPO É DIRETAMENTE PROPORCIONAL À
FORÇA DA GRAVIDADE DO LÍQUIDO EMPURRADO POR ELE. A FORÇA ASCENSIONAL AGE
PERPENDICULARMENTE PARA CIMA.
Por isso, a densidade é calculada segundo as seguintes fórmulas:
Cálculo densimétrico de corpos sólidos:
Corpos sólidos podem ser pesados por meio desta balança tanto no ar [ A ] como na
água [ B ]. Se a densidade do agente empurrado [ ρo ] for conhecida, a densidade do
corpo sólido [ ρ ] calcula-se da seguinte maneira:
ρ =
ρ
o
ρ = Densidade da amostra
A = O peso da amostra no ar
B = O peso da amostra no fluido de medição
ρo = Densidade do fluido de medição
ABT-A01-BA-p-0710 9
Cálculo densimétrico de líquidos:
G
A-B
A densidade dum líquido é determinada por meio dum deslocador cujo volume [ V ] é
conhecido. O deslocador é pesado tanto no ar [ A ] como no fluido examinado [ B ].
Segundo o princípio de Arquimedes, a força ascensional [ G ] age sobre o corpo
mergulhado num líquido. Esta força é diretamente proporcional à força da gravidade
(peso) do líquido empurrado pelo volume do corpo.
O volume [ V ] do corpo submerso é igual ao volume do líquido empurrado.
ρ =
ρ =
V
V
+
ρ
L
G = Força ascensional do deslocador
Força ascensional do deslocador =
A massa do deslocador no ar [ A ] – Massa do deslocador no fluido examinado [ B ]
Por conseguinte:
ρ = Densidade do fluido examinado
A = O peso do deslocador no ar
B = O peso do deslocador no fluido examinado
V = Volume do deslocador
= Densidade do ar (0.0012 g/cm3)
ρ
L
3.1 Grandezas entrantes e fontes de erros
Ö Pressão de ar
Ö Temperatura
Ö Desvio de volume do deslocador (±0,005 cm3)
Ö Tensão superficial de fluido
Ö Bolhas de ar
Ö Profundidade de mergulho do prato para a pesagem de amostras ou deslocador
Ö Porosidade do corpo sólido
10 ABT-A01-BA-p-0710
4 Cálculo densimétrico de corpos sólidos
Preparar a balança de modo descrito no cap. 2 „Instalação de kit para cálculo
densimétrico”.
Ö Colocar o punho de termômetro na borda da proveta graduada de vidro.
Ö Pendurar um termômetro
Ö Deitar na proveta graduada de vidro o fluido de medição cuja densidadeρo é
conhecida. Altura de enchimento deve ser de cerca ¾ da capacidade.
Ö Pôr a proveta graduada de vidro no centro do descanso.
Ö Pendurar o prato para a pesagem de amostras no centro do suporte.
Ö Regular a temperatura do fluido de medição por tanto tempo até ser estável.
ABT-A01-BA-p-0710 11
4.1 Activação da função
A pressão repetida da tecla [UNIT] permite comutar o visor entre unidades
activadas, modos de determinação do número de peças, cálculo percentual e
densimétrico.
Nenhum outro software é necessário.
Os ajustamentos devem ser activados no menu:
(Exemplo)
Pressionar múltiplas vezes a tecla [CAL], até que surja o
símbolo „FUnC.SEL”.
Apertar o botão [TARE].
Pressionar múltiplas vezes a tecla [CAL], até que surja o
símbolo „Unit.SEL”.
Apertar o botão [TARE].
A tecla [CAL] possibilita a escolha das seguintes regulagens:
„U- ,d” („,” triângulo invertido)
Os ajustes atuais são indicados através do indicador de
estabilizaçăo ().
Confirmar sua escolha através da tecla [TARE].
Para desativar uma unidade ou função, em qualquer caso
pressionar a tecla [TARE], quando o ajuste correspondente
aparecer no visor via indicador de estabilizaçăo.
Apertar muitas vezes o botão [ON/OFF]. A balança retorna ao
12ABT-A01-BA-p-0710
menu/modo de pesagem.
4.2 Introdução da densidade de líquido
Pressionar múltiplas vezes a tecla [CAL], até que surja o símbolo
„SettinG”.
Apertar o botão [TARE].
Pressionar múltiplas vezes a tecla [CAL], até que surja o símbolo
„LSG SEt”.
Apertar o botão [TARE]. Aparecerá a densidade do fluido de
(Exemplo)
(Exemplo)
medição atualmente escolhida. Na parte de cima do campo de
visores há o símbolo e sinal # indicando que a balança está
no modo de inserção numérica. A primeira casa da esquerda
pisca.
Entrar densidade do fluido de medição. Ao pressionar o botão
[UNIT] pode-se aumentar valor numérico da casa piscante cada
vez por 1. O botão [PRINT] permite escolher o valor da casa
piscante e deslocar o ponto piscante para uma posição à direita.
Confirmar sua escolha através da tecla [TARE].
Apertar o botão [ON/OFF] várias vezes até que a balança passe
para o modo de pesagem.
ABT-A01-BA-p-0710 13
4.3 Realização da medição
Pressionar a tecla [UNIT] muitas vezes até no visor aparecer
modo de cálculo densimétrico do corpo sólido „d”. Durante a
medição da massa no ar aparece também o símbolo „g”.
Apertar o botão [TARE]. Pôr objecto de medição no prato para a
pesagem de amostras.
Quando o controle de estabilização for terminado com sucesso,
apertar o botão [CAL].
Pôr objecto de medição no prato com coador submerso. No visor
aparecerá a densidade do objecto de medição. Caso seja
necessário, quando o prato de pesagem for vazio aparecerá o
símbolo „dSP oL”, o que é normal.
Para iniciar a próxima medição pressionar as teclas [CAL] e
[TARE] e colocar objecto de medição no prato de pesagem.
5 Cálculo densimétrico de líquidos
Preparar a balança de modo descrito no cap. 2 „Instalação de kit para cálculo
densimétrico”.
Ö Colocar o punho de termômetro na borda da proveta graduada de vidro.
Ö Pendurar um termômetro
Ö Deitar o fluido de medição na proveta graduada de vidro. Altura de enchimento
deve ser de cerca ¾ da capacidade.
Ö Regular a temperatura do fluido de medição por tanto tempo até ser estável.
Ö Colocar a pronta proveta graduada de vidro.
5.1 Activação da função
A pressão repetida da tecla [UNIT] permite comutar o visor entre unidades
activadas, modos de determinação do número de peças, cálculo percentual e
densimétrico.
Nenhum outro software é necessário.
14 ABT-A01-BA-p-0710
Os ajustamentos devem ser activados no menu:
(Exemplo)
Pressionar múltiplas vezes a tecla [CAL], até que surja o
símbolo „FUnC.SEL”.
Apertar o botão [TARE].
Pressionar múltiplas vezes a tecla [CAL], até que surja o
símbolo „Unit.SEL”.
Apertar o botão [TARE].
A tecla [CAL] possibilita a escolha das seguintes regulagens:
„U- d”
Os ajustes atuais são indicados através do indicador de
estabilizaçăo ().
Confirmar sua escolha através da tecla [TARE].
Para desativar uma unidade ou função, em qualquer caso
pressionar a tecla [TARE], quando o ajuste correspondente
aparecer no visor via indicador de estabilizaçăo.
Apertar muitas vezes o botão [ON/OFF]. A balança retorna ao
menu/modo de pesagem.
ABT-A01-BA-p-0710 15
5.2 Entrada da densidade do deslocador de vidro
Pressionar múltiplas vezes a tecla [CAL], até que surja o símbolo
„SettinG”.
Apertar o botão [TARE].
Pressionar múltiplas vezes a tecla [CAL], até que surja o símbolo
„Sv SEt”.
Apertar o botão [TARE]. Aparecerá a densidade do deslocador
(Exemplo)
(Exemplo)
atualmente escolhida. Na parte de cima do campo de visores há o
símbolo e sinal # indicando que a balança está no modo de
inserção numérica. A primeira casa da esquerda pisca.
Introduzir a densidade do seu deslocador. Ao pressionar o botão
[UNIT] pode-se aumentar valor numérico da casa piscante cada
vez por 1. O botão [PRINT] permite escolher o valor da casa
piscante e deslocar o ponto piscante para uma posição à direita.
Confirmar sua escolha através da tecla [TARE].
Apertar o botão [ON/OFF] várias vezes até que a balança passe
para o modo de pesagem.
16ABT-A01-BA-p-0710
5.3 Realização da medição
Retirar o descanso combinado e proveta graduada de vidro do descanso.
Pressionar a tecla [UNIT] muitas vezes até no visor aparecer o
modo de cálculo densimétrico do fluido „d”. Durante a medição da
massa no ar aparece também o símbolo „g”.
Apertar o botão [TARE]. Pendurar o deslocador de vidro no
suporte para realizar a medição no ar.
Quando o controle de estabilização for terminado com sucesso,
apertar o botão [CAL].
Para iniciar a próxima medição pressionar as teclas[CAL] e [TARE] e pendurar
de novo deslocador no suporte sem proveta graduada de vidro para medir no ar.
Antes de cada enchimento com fluido examinado a proveta graduada de vidro deve
ser completamente limpa e seca. O mesmo se aplica aos deslocadores de vidro.
Tirar novamente o deslocador de vidro.
Colocar a proveta graduada de vidro com fluido examinado no
descanso para proveta graduada de vidro.
Pendurar de novo deslocador de vidro no suporte e mergulhá-lo
por completo no líquido e sem que se formem bolhas.
No visor aparecerá a densidade do fluido de ensaio. Se não
houver deslocador de vidro aparecerá o símbolo „dSP oL”, o que
é normal.
ABT-A01-BA-p-0710 17
A
A-B
6 Condições para medições precisas
Há muitas possibilidades de erros durante o cálculo densimétrico.
O conhecimento exato e cautela são indispensáveis a fim de obter resultados
precisos ao usar este kit para cálculo densimétrico em combinação com balança.
6.1 Conversão de resultados
Durante o cálculo densimétrico realizado pela balança os resultados são
visualizados sempre com 4 casas depois da vírgula. Isto não significa contudo que
resultados são precisos até à última casa projectada como ao calcular valores. Por
isso, é preciso usar conversões dos resultados de pesagem de maneira crítica.
Exemplo de cálculo densimétrico dum corpo sólido:
Para garantir a maior qualidade dos resultados, tanto numerador como denominador
da seguinte fórmula devem ter precisão exigida. Se um deles for instável ou
incorrecto, então o resultado também será instável e incorrecto.
ρ = Densidade da amostra
A = O peso da amostra no ar
B = O peso da amostra no fluido de medição
= Densidade do fluido de medição
ρ
o
Se objecto examinado for pesado, isto se reflete na exatidão do resultado. Como
resultado, o valor do numerador se aumenta. Se objecto examinado for leve, isto
também se refletirá na exatidão do resultado porque a força ascensional (A-B) é
maior. Como resultado, o valor do denominador é maior. É necessário também
tomar em conta que exatidăo de densidade do fluido de medição ρ
numerador e também influencia significativamente a exatidão do resultado.
O resultado da densidade do objecto examinado não pode ser mais exato que a
mais inexata das acima mencionadas grandezas singulares.
Este princípio vale também ao calcular a densidade de líquidos e ajustar o
deslocador de vidro.
ρ =
ρ
o
transfere-se para
o
18ABT-A01-BA-p-0710
6.2 Fatores que influenciam o erro de medição
6.2.1 Bolhas de ar
Uma pequena bolha, por exemplo 1 mm3, influencia a medição de maneira
significativa se objecto examinado é pequeno. Por causa dela a força ascensional
aumenta em quase 1 mg, o que imediatamente significa erro de 2 algarismos. É
preciso portanto cuidar para que bolhas de ar não se grudem no corpo sólido
mergulhado no líquido. O mesmo se aplica ao deslocador de vidro submerso no
fluido examinado.
Se bolhas de ar podem ser removidas através de rotaçăo, realizar isto com cautela
sem respingar o líquido e sem molhar a pendura do prato com coador. Molhamento
da pendura do prato com coador leva ao aumento de peso.
Não tocar com os dedos nus as amostras do corpo sólido ou deslocador de vidro.
Superfícies oleadas causam bolhas de ar quando o objecto examinado for
mergulhado num líquido.
Não colocar objectos examinados em forma do corpo sólido (em particular objectos
chatos) no prato com coador fora do líquido porque durante um mergulho comum
formam-se bolhas de ar. Adicionalmente, é preciso controlar o fundo do prato com
coador com respeito à ocorrência de bolhas de ar após mergulhar objecto
examinado num líquido.
6.2.2 Objecto examinado em forma do corpo sólido
Se objecto examinado for volumoso demais e for mergulhado num líquido, o nível de
líquido na proveta graduada de vidro elevar-se-á. Isto fará com que uma parte de
suspensăo do prato com coador mergulhar-se-á e força ascensional aumentar-se-á.
Como resultado, a massa do objecto examinado num líquido diminuir-se-á.
Objectos examinados de volume variável ou que absorvem líquido não podem ser
medidos.
6.2.3 Líquidos
Temperatura de água também precisa ser tomada em conta. Densidade da água
muda-se em apróx. 0,01% por grau Celsius. Se a medição de temperatura contém
erro de 1 grau Celsius, 4. casa da medição é inexata.
Se objecto examinado absorve líquido ou durante a medição dissolve-se no líquido,
é preciso escolher outro líquido. Deve-se também tomar em consideraçăo eventual
evaporaçăo do líquido.
6.2.4 Superfície
A suspensăo do prato com coador traspassa a superfície do líquido. O estado mudase de maneira contínua. Se objecto examinado ou deslocador de vidro for
relativamente pequeno, tensão superficial piora a reprodutibilidade dos resultados.
Adição de pequena quantidade do detergente para lavar louça permite omitir tensão
superficial e aumenta repetividade dos resultados.
ABT-A01-BA-p-0710 19
6.2.5 Deslocador de vidro para medições de líquidos
Para poupar fluidos examinados no cálculo densimétrico de fluidos, usar pequenas
provetas graduadas de vidro e deslocadores de vidro adequados. Na realidade é
bom lembrar que maior deslocador de vidro significa maior exatidăo.
É recomendável determinar força ascensional e volume do deslocador de vidro com
a maior precisão possível. Estes resultados são usados na conversão da densidade
de líquido, tanto no denominador como no numerador da fórmula.
6.3 Informações gerais
6.3.1 Densidade / densidade relativa
A densidade relativa é a massa de corpo examinado dividida pela massa de água (a
4°C) do mesmo volume. Por isto a densidade relativa não tem nenhuma unidade. A
densidade é massa dividida pelo volume.
Se na fórmula aparecer densidade relativa em vez da densidade de líquido, o
resultado sairá errado. Para fluido só a sua densidade é competente.
6.3.2 Deriva de indicação da balança
A deriva (alteração sistemática dos resultados em determinada direção) não exerce
nenhuma influência sobre resultado final do cálculo densimétrico apesar de massa
exibida concernir pesagem no ar. Valores exatos são requeridos só quando a
densidade de líquido é calculada por meio dum deslocador de vidro.
Para esse efeito, alguns modelos ajustam-se automaticamente.
8 Inexactidão de medida no cálculo densimétrico de
corpos sólidos
Esta tabela apresenta exactidăo aproximada de leitura da balança em conjunção
com kit para cálculo densimétrico. Estes valores definidos teoricamente podem
mudar-se dependentemente das condições ambientais.
Seguir também as instruções contidas no capítulo 6.
Exemplo para tabela abaixo:
O corpo sólido de 5 gramas (massa) e densidade de 3 g/cm3 está sendo testado.
O mínimo valor de densidade projectado é 0,0004 g/cm3. Por isto também o último
valor decimal exibido (precisão de leitura 0,0001) para essa medição é insignificante.
Precisão aproximada de leitura no cálculo densimétrico(ao empregar
•Algumas medições de densidade são necessárias para definir o valor médio
reproduzível.
• Desengordurar amostra/corpo (deslocador) de vidro/proveta graduada de vidro
resistentes aos dissolventes.
• Limpar regularmente pratos para a pesagem de amostras/corpo (deslocador) de
vidro/proveta graduada de vidro, não tocar com as mãos a parte submersa.
• Após cada medição secar amostra/corpo (deslocador) de vidro/pinça.
• Adaptar o tamanho da amostra ao prato para a pesagem de amostras (tamanho
ideal da amostra > 5 g).
• Usar só água destilada.
• Ao primeiro mergulho agitar um pouco o prato para a pesagem de amostras e
deslocador para livrar eventuais bolhas de ar.
• Deve-se prestar muita atenção para que à nova submersão no líquido não se
formem adicionais bolhas de ar; o melhor seria introduzir amostra por meio duma
pinça.
• Bolhas de ar que aderem muito devem ser tiradas por meio duma pinça ou outro
meio auxiliar.
• Para evitar aderência das bolhas de ar, alisar antes a amostra de superfície
áspera.
• Cuidar para que água da pinça não pingue no prato superior para amostras
durante a pesagem.
•Para reduzir a tensăo superficial de água e atrito entre água e arame, adicionar
ao fluido de medição três gotas do agente de superfície disponível no comércio
(detergente para lavar louça) (é possível omitir alteração da densidade de água
destilada resultante de adiçăo do agente de superfície).
• Amostras ovais podem ser facilmente pegadas com pinça pelos contornos de
entalhes.
• A densidade de substâncias sólidas porosas pode ser calculada apenas
aproximadamente. Durante a submersão no fluido de medição não todo o ar é
empurrado dos poros, o que leva a erros de força ascensional.
• Para evitar fortes abalos da balança, inserir amostra com cautela.
• Evitar descargas estáticas, p. ex. limpar o corpo (deslocador) de vidro só por
meio dum pano de algodão.
• Se a densidade do corpo sólido diferir só um pouco da água destilada, pode-se
usar etanol como fluido de medição. Mas antes é preciso verificar se amostra é
resistente aos dissolventes. Além disso é indispensável observar regras de
segurança vigentes durante trabalhos com etanol.
• Manusear com cuidado corpos (deslocadores) de vidro
(perda do direito à garantia no caso de danificação).
ABT-A01-BA-p-0710 23
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