Kern AES-A01N User guide [fr]

KERN & Sohn GmbH
Ziegelei 1
D-72336 Balingen
E-Mail: info@kern-sohn.com
Notice d’utilisation densité
KERN AES-A01N
Version 1.0
09/2012
Télécopie: +49-[0]7433-9933-149
Set pour la détermination de la
F
AES-A01N-BA-f-1210
KERN AES_N/AEJ_N
KERN AES-A01N
F
Sommaire:
1 INTRODUCTION ............................................................................................................................ 3
1.1 ETENDUE DE LA LIVRAISON ........................................................................................................ 3
1.2 DIMENSIONS [MM] ..................................................................................................................... 4
2 PRINCIPE DE LA DETERMINATION DE LA DENSITE ............................................................... 5
2.1 PARAMETRES D'INFLUENCE ET SOURCES D'ERREUR ................................................................... 6
3 INSTALLATION DU KIT DE DETERMINATION DE L A DENSITE ............................................... 7
Version 1.0 09/2012
Notice d’utilisation Kit de détermination de la densité pour balances analytiques
4 DETERMINATION DE LA DENSITE DE CORPS SOLIDES ........................................................ 9
4.1 APPELER LE MODE "DETERMINATION DE LA DENSITE DE CORPS SOLIDES"................................... 10
4.2 DETERMINER LA DENSITE ........................................................................................................ 12
4.3 DETERMINATION DE LA DENSITE DE CORPS SOLIDES AVEC UNE DENSITE MOINS QUE 1 G/CM³ ...... 14
5 DETERMINATION DE LA DENSITE DE LIQUIDES ................................................................... 15
5.1 APPELER LE MODE "DETERMINATION DE LA DENSITE DU LIQUIDE" .............................................. 16
5.2 DETERMINER LA DENSITE ........................................................................................................ 18
6 CONDITIONS D’UNE MESURE PRECISE .................................................................................. 20
6.1 CALCUL DES RESULTATS ......................................................................................................... 20
6.2 FACTEURS INDIVIDUELS SE REPERCUTANT SUR LERREUR DE MESURE ....................................... 20
6.2.1 Bulles d’air ....................................................................................................................... 20
6.2.2 Echantillon solides ........................................................................................................... 20
6.2.3 Liquides ............................................................................................................................ 21
6.2.4 Surface ............................................................................................................................. 21
6.3 INFORMATIONS GENERALES .................................................................................................... 21
6.3.1 Densité / densité relative ................................................................................................. 21
6.3.2 Dérive de l’affichage de la balance .................................................................................. 21
7 TABLEAU DES DENSITES POUR LIQUIDES ............................................................................ 22
8 CONSIGNES D’UTILISATION ..................................................................................................... 23
2 AES-A01N-BA-f-1210
12

1 Introduction

Veuillez lire avec attention la notice d’utilisation afin d’assurer une exploitation sûre et sans accroc.
La présente notice ne décr it que l es trav aux avec le kit pour la

1.1 E tendue de la livraison

Nous vous prions de contrôler l´emballage et le kit de densité dès son déballage
et de vérifier lors du déballage que l´appareil ne présente pas de dommages extérieurs visibles.
S’assurer que toutes les pièces soient complètes.
déterminati on de l a densi té. Pour de plus amples i nformat ions co ncernant le la mise e n œuvre de votre balanc e, veui llez co nsult er la noti ce d’utilisati on, qui est joi nte à la balanc e respec tive.
N° Description
1 Crochets pour corps plongeant 9 Fil de fer 2 Bâti 3 Fil de fer 11 Tamis inférieur du panier d‘immersion
4 Gobelet 400 ml 12
5 Corps plongeant en verre Thermomètre sans représentation
Poids additionnels (voir aux
6
chap. 4 et 5)
7 Plate-forme pour le gobelet Pincette sans représentation
Cuvette porte-échantillon du
8
haut du panier d'immersion
10 Potence supp lémentaire ( afin d’y po ser les
cuvettes porte-échantillons / les corps plongeants)
Panier d’immersion po ur corps soli d es en flottation (densité > 1 g/cm³)
Support pour thermomètre sans représentation
Notice d’utilisation
AES-A01N-BA-f-1210 3

1.2 Dim ensions [mm]

4 AES-A01N-BA-f-1210
ρ =
A
A-B
o
ρ
ρ =
m
1
g
cm
3
1
kg
m
3
1
g
l

2 Principe de la détermination de la densité

Les trois paramètres physiques importants sont le volume et la masse des corps ainsi que la densité des substances. La masse et le volume sont reliés entre-eux par la densité:
La densité [ρ ] est le rapport de la masse [ m ] et du volume [ V ].
L’unité SI de la densité est le kilogramme par mètre cube (kg/m³). 1 kg/m³ est égale à la densité d’un corps homogène, qui pour la masse de 1 kg prend le volume de 1 m³. D’autres unités souvent utilisées sont:
Par la mise en œuvre de notre kit pour la détermination de la densité en combinaison avec nos balances KERN AES_N/AEJ_N vous êtes en mesure de déterminer rapidement et fiablement la densité de corps solides et de liquides. Nos kits pour la détermination de la densité mettent en œuvre le "Principe d’Archimède":
LA POUSSEE VERT I CALE EST UNE FORCE. ELLE S’APPLIQ UE A UN CORPS QUI EST IMMERGE DANS UN LIQUIDE. LA POUSSEE VERT IC AL E DU CORPS EST JUSTE EGALE A LA FORCE PONDERALE DU LIQUIDE DEPLACE. LA FORCE ASCENSIONNELLE AGIT VERTICALEMENT VERS LE HAUT.
La densité est ainsi extrapolée par application des formules suivantes:
Pour la détermination de la densité de corps solides
Nos balances lui permettent de peser le corps solide dans l’air [ A ] et dans l’eau [ B ]. Lorsque la densité du milieu ascensionnel [ ρo ] est connue, la densité du corps solide [ρ ] se calcule comme suit:
ρ = densité de l’échantillon A = poids de l’échantillon dans l’air B = poids de l'échantillon dans le liquide auxiliaire
ρ
= densité du liquide auxiliaire
o
,
,
AES-A01N-BA-f-1210 5
ρ =
A-B
L
ρ
+
ρ =
G V
Pour la détermination de la densité de liquides
La densité d’un liquide est déterminée à l’aide d’un corps plongeant dont le volume ([ V ] voir estampage) est connu. Le corps plongeant est pesé dans l’air [ A ] et dans le liquide de contrôle [ B ].
Selon la loi d’Archimède un corps plongé dans un liquide est soumis à une force ascensionnelle [ G ]. En valeur absolue cette force est égale à la force pondérale du liquide déplacé. Le volume [ V ] du corps immergé est égal au volume du liquide déplacé.
G = poussée verticale du corps plongeant poussée verticale du corps plongeant =
Poids du corps plongeant à l’air [ A ] - poids du corps plongeant en liquide de
contrôle [ B ]
Il en résulte:
ρ = densité du liquide de calibrage A = poids du corps plongeant dans l’air B = poids du corps plongeant dans le liquide de calibrage V = volume du corps plongeant

2.1 Paramètres d'influence et sources d'erreur

Pression d´air Température Variation de volume du corps perpendiculaire Tension superficielle du liquide Bulles d’air Profondeur d’immersion de la cuvette porte-échantillon ou du corps plongeant Porosité du corps solide
6 AES-A01N-BA-f-1210
Mettez hors circuit la balance et coupez l’alimentation en courant.
3
1
2

3 Installation du kit de détermination de la densit é

Le cas échéant, effectuez la mise au point nécessaire avant l’i ns tallation du
Retirer les éléments suivants de la balance
jeu pour la détermination de la densité.
Plus aucun ajustage correct n’est possible après installation du kit de détermination de la densité.
Pour l’ajustage enlever le set de densité et appliquer le plateau de pesée standard.
(1) Plateau de pesée standard (2) Emboîtement pour plat eau
de pesée
(3) Ecran statique
AES-A01N-BA-f-1210 7
or
or
Installation du kit de détermination de la densité
8 AES-A01N-BA-f-1210
Poids additionnel

4 Détermination de la densité de co rps solides

Lors de la détermination de la densité de corps solide, le corps solide est d'abord pesé dans l'air et ensuite dans un liquide auxiliaire dont la densité est connue. De la différence du poids résulte la poussée verticale dont le logiciel calcule la densité. De l'eau distillée ou de l'éthanol sont la plupart du temps utilisés comme liquide auxiliaire, tableau de densité v. chap. 7.
Préparer la balance comme le décrit le chap. 3 "Installation du set de détermination de la densité".
Orientez la plateforme du récipient en verre de manière à ce qu’elle n’entre
pas en contact avec le plateau de pesée.
Poser le gobelet au centre de la plate-forme. Veiller à ce qu'il n'y ait pas de
contact avec le cadre
Accrocher le panier d'immersion au cadre Veiller à ce qu'il soit accroché au
centre de la cavité
Remplir le gobelet de liquide Le niveau de remplissage doit araser les ¾ env.
de la capacité. Plongez le thermomètre
Tempérer le liquide, les instruments jusqu’à ce que la température soit
constante. Tenez compte du temps de préchauffage de la balance.
Fermez les portes vitrées. Branchez l’al imen tation en électricité à la balanc e,
la balance effectue un test automatique. Les balances de la série AEJ exécutent en plus un ajustage avec le poids d’ajustage interne. Attendre jusqu’à ce que l’affichage des grammes apparaisse.
En cas de message de panne „Er 1 Hi“, ou en l’absence d‘affichage, ajouter
des poids additionnels.
AES-A01N-BA-f-1210 9

4.1 Appeler le mode "détermination de la densité de corps solides"

la première fonction „F1 basic“ apparaît.
Répéter la pression
jusqu’à ce qu‘apparaisse „F6 d_Co“
Confirmer sur . "Liquide" est affiché suivi du liquide auxiliaire actuellement réglé.
Appuyer sur ou jusqu’à ce que le liquide d’appoint voulu soit
affiché.
Afficheur Liquide auxiliaire H20 Eau distillée C2H5OH Alcool éthylique (éthanol) Another Liquide d’appoint de votre
choix
Confirmer la sélection sur .
10 AES-A01N-BA-f-1210
Soit :
Après sélection d‘ eau distillé ou d‘éthanol relever la température sur le thermomètre et l’augmenter sur ou la diminuer de la valeur numérique sur .
Valider la saisie sur , à partir de là a lieu la détermination de la densité du corps solide (voir au chap. 4.2).
ou
En cas d’appel "Another" saisir la densité du liquide auxiliaire de votre choix.
la densité actuellement réglée pour le liquide d’appoint est affichée. La position active clignote.
Pour la modifier, sélectionner sur ou la valeur à changer et augmenter la valeur numérique sur ou la diminuer sur .
Valider la saisie sur , à partir de là a lieu la détermination de la densité du corps solide (voir au chap. 4.2).
AES-A01N-BA-f-1210 11

4.2 Déterminer la densité

1. Lorsqu’est affiché LOAD A suivi du zéro, poser le corps solide dans la cuvette porte-échantillon du haut. Le poids de l’échantillon dans l’air est affiché.
2. Attendre l’affichage de la stabilité ( ), puis appuyer sur la touche . Le poids de l’échantillon dans l’air se voit enregistré.
12 AES-A01N-BA-f-1210
3. Lorsqu’est affiché LOAD L suivi du zéro, retirer l’échantillon de la cuvette porte-échantillon du haut et le poser dans la cuvette porte-échantillon du bas. Utiliser à cet effet la pincette jointe aux fournitures et veiller à ce que pratiquement aucune bulle d’air n’adhère au corps solide. Le poids de l’échantillon dans le liquide d’appoint est affiché.
4. Attendre l’affichage de la stabilité ( ), puis appuyer sur la touche . La balance extrapole la densité du corps solide et l‘affiche en [g/cm3].
Si une imprimante est raccordée en option, le résultat peut être édité sur .
2.3456 g/cm3
Retirer l‘échantillon. Pour de plus amples mesures appeler et démarrer
par la phase 1.
Sur retour au menu, puis ensuite sur retour en mode de pesée.
AES-A01N-BA-f-1210 13
4.3 Détermination de la densité de corps solides avec
une densité moins que 1 g/cm³
Dans les corps solides avec une densité moins que 1 g/cm3 , une détermination de la densité est possible avec deux méthodes différents.
Méthode 1:
Comme liquide auxiliaire on utilise un liquide avec moins densité que celle du corps solide, p.ex. éthanol d’env. 0,8 g/cm3.
Ce méthode devrait être appliqué si la densité du corps solide ne se distingue que faiblement de celle de l’eau distillée.
L’éthanol ne devrait pas être appliqué si le corps solide est attaqué par l’alcool.
Pour les travaux avec l’éthanol, il convient de respecter scrupuleusement les directives de sécurité en vigueur.
Méthode 2:
L‘échanti llon n’ est pa s dépos é sur mai s sous la cuvette porte-échantillon du bas. A cet effet est utilis é le pani er d’im mersi on pour corps fl otta nts [cf a u chap1 .1, ali néa 12] .
Appeler le mode "détermination de la densité de corps solides" et saisir les
paramètres du liquide d‘app oi nt c f. ch ap. 4.1 .
Mesure de la densité voir au chap 4.2, dans phase 3 déposer l’échantillon sous
le tamis. Si la poussée verticale s’exerçant sur l’échantillon est ass e z forte pour soulever le panier d’immersion, celui-ci devra être lesté par le poids d‘un dummy qui sera retranché par tarage pour le pesage à l‘air.
14 AES-A01N-BA-f-1210

5 Détermination de la densité de liquides

Pour la détermination de la densité de liquides est utilisé un corps plongeant en verre, dont le volume est connu (voir valeur gravée sur le crochet). Le corps plongeant en verre d’abord est pesé à l’air et ensuite dans le liquide dont la densité doit être déterminée. De la différence du poids résulte la poussée verticale dont le logiciel calcule la densité.
Préparer la balance comme le décrit le chap. 3 "Installation du set de détermination de la densité".
Monter la fixation pour le thermomètre sur le bord du gobelet. Accrocher le thermom ètr e Verser le liquide de contrôle dans le gobelet. Le niveau de remplissage doit
araser les ¾ env. de la capacité
Tempérer le liquide de contrôle jusqu’à ce que la température demeure
constante.
Préparez le corps plongeant en verre
AES-A01N-BA-f-1210 15
Poids additionnel
En cas de message de panne „Er 1 Hi“, ou en l’absence d‘affichage, ajouter des
poids additionnels.

5.1 Appeler le mode "détermination de la densité du liquide"

la première fonction „F1 basic“ apparaît.
Répéter la pression sur jusqu’à ce qu‘apparaisse „F7 d_Li“
16 AES-A01N-BA-f-1210
Confirmer sur
Par l‘affichage „vol“ vous êtes invité à saisir le volume du corps plongeant en
verre (voir valeur gravée sur le crochet). Saisir autant de chiffres après la virgule que demande la balance. Le volume du dernier corps plongeant en verre utilisé est affiché.
Pour le modifier, sélectionner sur ou la valeur à changer (la position
active clignote) et augmenter la valeur numérique sur ou la diminuer sur
.
Valider la saisie sur , le volume du corps plongeant en verre est mémorisé. à
partir de là a lieu la détermination de la densité du liquide (voir au chap. 5.2).
AES-A01N-BA-f-1210 17

5.2 Déterminer la densité

1. Lorsqu’est affiché LOAD A suivi du zéro, accrocher le corps plongeant. Le poids du corps immergé est affiché.
2. Attendre l’affichage de la stabilité ( ), puis appuyer sur la touche . Le poids du corps immergé dans l’air est mémorisé.
18 AES-A01N-BA-f-1210
3. Lorsqu’est affiché LOAD L suivi du zéro, poser le gobelet avec le liquide de contrôle sur la plateforme. Plonger le corps plongeant en verre entièrement et sans bulles dans le liquide. Le liquide de contrôle devrait recouvrir le corps plongeant à raison de 10 – 15 mm.
5. Attendre l’affichage de la stabilité ( ), puis appuyer sur la touche . La balance extrapole la densité du liquide et l‘affiche en [g/cm3].
Si une imprimante est raccordée en option, le résultat peut être édité sur .
2.3456 g/cm3
Retirer l‘échantillon. Pour de plus amples mesures appeler et démarrer
par la phase 1.
Sur retour au menu, puis ensuite sur retour en mode de pesée.
AES-A01N-BA-f-1210 19
ρ =
A
A-B
o
ρ

6 Conditions d’une mesure précise

Il y a de nombreuses sources d’erreurs pour la détermination de la densité. Une connaissance précise et une grande précaution sont inéluctables pour obtenir des résultats précis avec l’utilisation de ce kit de densité en association avec la balance.

6.1 Calcul des résultats

Pour la détermination de la densité au moyen de la balance les résultats sont affichés avec 4 chiffres derrière la virgule. Cela ne signifie pour autant pas que les résultats sont exacts jusqu’à la dernière décimale affichée, comme pour une valeur extrapolée. Les résultats de pesées effectuées pour les calculs sont à considérer de façon critique. Exemple de détermination de la densité d’un corps solide: Afin de garantir des résultats de qualité, le numérateur et le dénominateur de la formule suivante doiv ent prés enter la même précision. Si l’un des deux n’est pas stable ou est faux, le résultat ser a également instable ou faux.
ρ = densité de l’échantillon A = poids de l’échantillon dans l’air B = poids de l'échantillon dans le liquide auxiliaire
ρ
= densité du liquide auxiliaire
o

6.2 Facteurs individuels se répercutant sur l’erreur de mesure

6.2.1 Bulles d’air

Une petite bulle de 1 mm correspond à une poussée de 0.5 mg tandis que celle de 2 mm Ø produit déjà une poussée de 4 mg. Par conséquent, s'assurer qu'aucune bulle d'air n'adhère au corps solide ou perpendiculaire immergé dans le liquide. Une surface huileuse provoque des bulles d'air en la plongeant dans le liquide, c'est pourquoi
Dégraisser les échantillons solides résistants aux solvants Nettoyer régulièrement toutes les pièces immergées et ne pas toucher avec
des doigts nus.
En dehors du liquide, ne pas poser les échantillons de corps solide (particulièrement les objets plats) sur la cuvette porte-échantillon car une immersion en commun engendre des bulles d'air.

6.2.2 Echantillon solides

Si l’échantillon a un trop grand volume et s’il est plongé dans le liquide, le niveau de liquide monte le long de la paroi du gobelet. Ceci entraîne qu’une partie de la suspension de la cuvette porte-échantillon est également immergée en augmentant la poussée de sustentation. Le poids de l’échantillon s’en trouve diminué dans l e liquide. Les échantillons, qui modifient le volume ou qui absorbent le liquide, ne peuvent pas être mesur és.
20 AES-A01N-BA-f-1210

6.2.3 Liquides

Les corps solides sont en règle générale assez insensibles aux fluctuations de la température, de sorte q ue les fluctuations de la densité sont négl i g eabl es. Cependant, étant donné que pour déterminer la densité des corps solides, on travaille avec un liquide auxiliaire selon le „principe de la poussée d'Archimède“, leur température doit être prise en compte. Avec les liquides, la température a des conséquences plus fort es et provoque des changements de densi té d' un or dr e de grandeur de 0.1 à 1‰ par °C. Ainsi, la troisième décimale du résultat est déjà influencée.

6.2.4 Surface

La suspension de la cuvette porte-échantillon transperce la surface du liquide. Cet état varie en permanence. Lorsque l’échantillon ou le corps plongeant est relativement petit, la tension superficielle altère la reproductibilité. L’ajout d’une petite quantité d’agents déter s ifs (produits détergents) rend la tension superficielle négligeable et bénéficie à la reproductibilité.

6.3 I nform ations générales

6.3.1 Densité / densité relative

La densité relative est le poids d’un corps de calibrage divisé par le poids de l’eau (à une température de 4° Celsi us ) de ce même v ol ume. La densité relative n’a pour cette raison pas d’unité. La densité est la masse, divisée par le volume. Lorsque la densité relative est utilisée dans la formule à la place de la densité du liquide, cela fausse le résultat. Pour un liquide, seule sa densité est pertinente.

6.3.2 Dérive de l’affichage de la balance

La dérive de la balance n’a aucune influence sur le résultat final de la détermination de la densité, bien que le poids de la pesée à l’air en soit affecté. Des valeurs précises sont seulement nécessaires lorsque avec un corps plongeant est déterminée la densité de liq ui des . Une mise au point de la balance s’avère nécessaire en cas de changement de la température ambiante ou du lieu d’implantation. Retirer à cet effet le kit de détermination de la densité et réaliser l’ajustage au moyen du plateau de pesée standard.
AES-A01N-BA-f-1210 21
Température Densité ρ [g/cm³]
Eau
Alcool éthylique
Alcool méthylique
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
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

7 Tableau d es densités pour liquides

[°C]
22 AES-A01N-BA-f-1210

8 Consignes d’utilisation

Plusieurs m es ures de la densité sont nécessaires pour former une moyenne
reproductible
Dég r aiss ez les échantillons/les corps plongeants en verre/ le verre du gobelet résistants
aux solvants.
Nettoyez régulièrement les cuvettes porte-échantillons / les corps plongeants en verre /
le verre du gobelet, n’entrez pas en contact avec les mains avec la pièce à immerger
Séchez après chaque mesure l’échantillon / le corps plongeant en verre / les précelles.
Adapt ez la taille de l’échantillon à la cuvette porte-échantillon (taille idéale de l’échantillon
> 5 g).
N’utilisez que de l’eau distillé e.
Ag it ez légèrement avant la première immersion les cuvettes porte-échantillons et les
corps plongeants pour les débarrasser d’évt. bulles d’air.
Veillez str ict ement à ce que lors d’une nouvelle immersion dans le liquide aucune bulle
d’air additionnelle n’adhère; mieux encore déposez l’échantillon à l’aide d’une pincette.
Enlevez des bulles d’air qui adhèrent fortement au moyen d’un fin pinceau ou d’un
auxiliaire analogue.
Pour éviter la formation de bulles d’air qui adhèrent, lissez au préalable les échantillons
qui ont une surface rugueuse.
Veillez en cours de pesage qu’il n’y ait pas d’eau qui s’égoutte par l’usage de la pincette
sur la cuvette porte-échantillon du haut.
Pour réduire la tension superficielle de l’eau et diminuer le frottement de l’eau sur le fil de
fer, ajoutez au liquide de mesure trois gouttes d’un agent détersif se trouvant communément dans le commerce (produit pour la vaisselle) (l’altération de la densité de l’eau dist. par suite de l’ajout de l’agent détersif peut être négligée).
Les échantillons de forme ovale peuvent être saisis plus facilement au moyen de
précelles si on les dote d’entailles.
La densit é de corps solides poreux ne peut être déterminée qu’avec une certaine
approximation. Lors de leur immersion dans le liquide de calibrage tout l’air n’est pas éliminé des pores, ceci conduit à des défauts de poussée verticale.
Afin de prévenir de fortes vibrations de la balance, posez l’échantillon avec précaution.
Evitez la format ion de charges statiques, p. ex. ne séchez les corps plongeant en verre
qu’avec un chiffon en coton.
Si la densité de vos corps solides ne diverge que légèrement de celle de l’eau distillée
l’éthanol peut servir de liquide de mesure. Mais vérifiez au préalable, que l’échantillon est résistant aux solvants. De plus pour les travaux avec l’éthanol, il convient de respecter scrupuleusement les directives de sécurité en vigueur.
Manipuler avec précaution le corps plongeant en verre
(en cas d’endommagement pas de recours en garantie).
Pour éviter les dégâts dus à la corrosion, ne pas laisser immergé dans le liquide sur une
plus longue période.
AES-A01N-BA-f-1210 23
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