6.3.1 Densidade / densidade relativa ....................................................................................... 21
6.3.2 Deriva de indicação da balança....................................................................................... 21
7 TABELA DE DENSIDADE DE LÍQUIDOS .................................................................................... 22
8 INDICAÇÕES DE USO ................................................................................................................. 23
AES-A01N-BA-p-1210 2
12
1 Introdução
• Para garantir um funcionamento infalível e sem problemas, é
balança.
amostras/deslocadores)
preciso ler atentamente a instruçăo de uso.
•Esta instruçăo descreve só trabalhos executados com o kit para
1.1 Extensão de fornecimento
Imediatamente após a desembalagem verificar se a embalagem e kit para cálculo
densimétrico não estão danificados externamente.
Assegurar-se que todas as peças disponíveis estão completas.
cálculo densimétrico. Maiores informações sobre manuseamento
da balança encontram-se na instrução de uso anexa a cada
No. Designaçăo
1 Gancho do deslocador 9 Arame
10 Suporte adicional (reposição de pratos
2 Suporte
3 Arame 11
Proveta graduada de vidro 400
4
ml
para a pesagem de
Prato inferior com coador da cesta de
mergulho
Cesta de mergulho para corpos sólidos
12
flutuantes (densidade < 1 g/cm³)
5 Deslocador de vidro Termômetro, não está na ilustr ação
Pesos adicionais (veja cap. 4 e
6
5)
Descanso para proveta
7
graduada de vidro
Punho de termômetro, não está na
ilustração
Pinça, não está na ilustração
Prato superior para a pesagem
8
de amostras da cesta de
mergulho
Instrução de uso
3 AES-A01N-BA-p-1210
1.2 Medidas [mm]
AES-A01N-BA-p-1210 4
ρ =
A
A-B
o
ρ
ρ =
m
V
2 Princípio do cálculo densimétrico
1
g
cm
3
1
kg
m
3
1
g
l
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 ].
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 nosso kit para cálculo densimétrico em combinação com
nossas balanças KERN AES_N/AEJ_N pode-se determinar rapida e seguramente a
densidade dos corpos sólidos e fluidos. No modo de funcionamento do kit para
cálculo densimétric o ut i l iz a-se „princípio de Arquimedes”:
A FORÇA A SCENSIO NAL CONSTITUI UMA FORÇA. ELA AGE SOBRE O CORPO
MERGULHADO NUM LÍ Q U I D O . A FO R ÇA ASCENSIONAL DO CORPO É DIRETAMENTE
PROPORCIONAL À FORÇA DA GRAVIDADE DO LÍQUIDO EMPURRADO POR ELE. A FORÇA
ASCENSION AL AGE PER PENDICULARMENTE PARA CIMA.
Por isso, a densidade é calculada segundo as seguintes fórmulas:
No cálculo densimétrico de corpos sólidos
Corpo sólido pode ser pesado por meio das nossas balanças 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 = Densidade da amostra
A = O peso da amostra no ar
B = O peso da amostra no líquido auxiliar
ρ
= densidade no líquido auxiliar
o
5 AES-A01N-BA-p-1210
ρ =
V
A-B
L
ρ
+
No cálculo densimétrico de líquidos
ρ =
G
V
A densidade dum líquido é determinada por meio dum deslocador cujo volume ([ V ],
veja a estampa) 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.
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
2.1 Grandezas entrantes e fontes de erros
Pressão de ar
Temperatura
Mudança do volume do deslocador
Tensão superficial de fluido
Bolhas de ar
Profundidade de mergul ho do prat o par a a pesag em de am ost ras o u desl oc ad or
Porosidade do corpo sólido
AES-A01N-BA-p-1210 6
3 Instalação de kit para cálculo densimétrico
• Desligar a balança e desconectar da tensão.
3
1
2
• Se for preciso, antes da instal ação do kit para cálculo densimétrico realizar o
Remover da balança os segui ntes elementos:
ajustamento requerido.
• Se o kit para cálculo densimétrico for instalado, o ajustamento correto não
será possível.
• Para ajustar é preciso remover o kit para cálculo densimétrico e colocar prato
de pesagem normal.
(1) Prato de pesagem normal
(2) Punho do prato de pesagem
(3) Anel de proteção
7 AES-A01N-BA-p-1210
Instalar o kit para cálculo densimétrico.
ou
ou
AES-A01N-BA-p-1210 8
4 Cálculo densimétrico de corpos sólidos
Peso adicional
Ao cálculo densimétrico de corpos sólidos, o corpo sólido deve ser primeiro pesado
no ar e depois no líquido auxiliar de densidade conhecida. Da diferença de massas
resulta a força ascensional que o programa converte em densidade.
Como líquido auxiliar usa-se mais freque ntemente água destilada ou etanol, tabelas
de densidade, ver cap. 7.
Preparar a balança de modo descrito no cap. 3 „Instalação de kit para cálculo
densimétrico”.
Colocar o descanso do recipiente de vidro assim que não toque no prato de
pesagem.
Pôr a proveta graduada de vidro no centro do descanso. Não pode tocar no
suporte.
Pendurar a cesta de mergulho no suporte. Ela deve ser pendurada
centricamente no recorte.
Deitar o fluido na proveta graduada de vidro. Altura de enchiment o dev e ser
de cerca ¾ da capacidade. Mergulhar o termômetro.
Regular a temperatura do líquido e instrumentos por tanto tempo até ser
estável. Tomar em consideraçăo o tempo de aquecimento da balança.
Fechar as portinholas de vidro. Conectar a balança à tensão de alimentação,
o autodiagnóstico da balança está sendo realizado. No caso de balanças da
série AEJ, adicionalmente realiza-se o ajustamento por meio do pes o de
calibração interno.
Aguardar a projeção da indicação em gramas.
No caso de projeção do comunicado de erro „Er 1 Hi” ou ausência da reação
do visor colocar pes os adi ci onai s.
9 AES-A01N-BA-p-1210
4.1 Cha m ada do modo „Cálculo densimétrico de corpo sólido”
; aparecerá a primeira função „F1 basic”.
; pressionar várias vezes, até
surgir a indicação „F6 d_Co”.
Confirmar por meio da tecla
Aparecerá a indicação „Liq-id”
alternadamente com o nome do líquido
auxiliar atualmente acertado.
.
Pressionar a tecla ou até o líquido auxiliar exigido ser projetado.
IndicaçăoLíquido auxiliar
H20 Água destilada
C2H5OH Álcool etílico (etanol)
Another Qualquer líquido auxiliar
Confirmar a escolha, pressionando a tecla .
AES-A01N-BA-p-1210 10
Ou
Em caso da seleção da água destilada ou etanol ler a temperatura no
termômetro e aumentar o valor numérico através da tecla ou diminuilo através da tecla .
Confirmar o valor entrado, apertando a tecla ; a partir deste momento
inicia-se o cálculo densimétrico de corpo sólido (ver cap. 4.2).
ou
No caso de seleçăo do ajuste „Another” entrar uma densidade qualquer
do líquido auxiliar.
Aparecerá a densidade do líquido auxiliar
atualmente escolhida.
A posição ativa pisca.
Para mudar o valor através da tecla ou escolher a posição
alterada e aumentar o val or numéric o atr av és da tecla ou diminui-lo
através da tecla .
Confirmar o valor entrado, apertando a tecla ; a partir deste momento
inicia-se o cálculo densimétrico de corpo sólido (ver cap. 4.2).
11 AES-A01N-BA-p-1210
4.2 Realização de cálculo densimétrico
1. Durante a projeção da indicação „LOAD A” alternadamente com a indicação
de zero pôr o corpo sólido no prato superior para a pesagem de amostras. O
peso da amostra no ar será projetad o.
2. Esperar pela projeção do indicador de estabili zação (), e depois
pressionar a tecla . O peso da amostra no ar será salvado.
AES-A01N-BA-p-1210 12
3. Durante a projeção da indicação „LOAD L” alternadamente com a indicação
de zero tirar a amostra do prato superior para a pesagem de amostras e
colocá-la no prato inferior com coador.
Usar para este fim a pinça fornecida e cuidar para que as bolhas de ar não
grudem, na medida do possível, no corpo sólido.
O peso da amostra no líquido auxiliar será projetado.
4. Esperar pela projeção do indicador de estabili zação (), e depois
pressionar a tecla . A densidade do corpo sólido será determinada pela
balança e projetada [g/cm3].
Após ligar uma impressora opcional, o resultado pode ser imprimido
apertando o botão .
2.3456 g/cm3
Retirar a amostra. Para realizar outras medições, pressionar a tecla e
começar o procedimento desde o 1. passo.
Retornar ao menu apertando a tecla , e depois ao modo de pesagem,
apertando a tecla .
13 AES-A01N-BA-p-1210
4.3 Cá lculo densimétrico de corpos sólidos de densidade menor que 1 g/cm
3
No caso de corpos sólidos de densidade menor que 1 g/cm3 o cálculo densimétrico
pode ser feito por dois métodos di fere ntes.
Método 1:
Como líquido auxiliar usa-se um líquido de densidade menor que a densidade do
corpo sólido, p. ex. etanol aprox. 0,8 g/cm3.
O método deve ser usado quando a densidade do corpo sólido difere só um pouco
da densidade da água destilada.
Antes de usar etanol, verificar se o corpo sólido não será danificado.
É indispensável observar regras de segurança vigentes durante trabalhos com
etanol.
Método 2:
Neste caso a amostra não é colocada sobre, mas debaixo do prato inferior para a
pesagem de amostras. Para isso deve-se utilizar a cesta de mergulho para corpos
sólidos flutuantes [v ej a a ilustr . 1.1, no 12].
Chamar o modo „Cálculo densimétrico de corpo sólido” e entrar os parâmetros do
líquido auxiliar, ver cap. 4.1.
Fazer o cálculo densimétrico, ver cap. 4.2, no 3. passo pôr a amostra debaixo do
prato com coador. Se a força ascensional da amostra for tão grande que a cesta
de mergulho eleva-se, é preciso carregá-la com peso simulado e tarar durante a
pesagem no ar.
AES-A01N-BA-p-1210 14
5 Cálculo densimétrico de líquidos
No cálculo densimétrico de líquidos usa-se um deslocador de vidro de volume
conhecido (veja a estampa no gancho de suspensão). O deslocador de vidro é
primeiro pesado no ar, e depois no líquido cuja densidade tem que ser calculada. Da
diferença de massas resulta a força ascensional que o programa converte em
densidade.
Preparar a balança de modo descrito no cap. 3 „Instalação de kit para cálculo
densimétrico”.
Colocar o punho de termômetro na borda da proveta graduada de vidro.
Pendurar o termômetr o.
Deitar o líquido examinado na proveta graduada de vidro. Altura de enchimento
deve ser de cerca ¾ da capacidade.
Regular a temperatura do líquido examinado por tanto tempo até ser estável.
Preparar o deslocador de v idr o.
15 AES-A01N-BA-p-1210
No caso de projeção do comunicado de erro „Er 1 Hi” ou ausência da reação do
Peso adicional
visor colocar pesos adicionais.
5.1 Cha m ada do modo „Cálculo densimétrico de líquidos”
; aparecerá a primeira função „F1 basic”.
; pressionar várias vezes, até
surgir a indicação „F7 d_Li”.
AES-A01N-BA-p-1210 16
Confirmar pressionando a tecla
.
À indicação „vol” é requerido entrar o volume do deslocador de vidro (veja a
estampa no gancho de suspensão). Entrar tantas casas depois da vírgula
quantas requer a balança.
O volume do deslocador de vidro ultimamente usado é visualizado.
Para mudar o valor através da tecla ou escolher a posição alterada
(posição ativa pisca) e aumentar o valor numérico através da tecla ou
diminui-lo através da tec la .
Confirmar o valor entrado, pressionando a tecla ; o volume do deslocador de
vidro será memorizado. A partir deste momento inicia-se o cálculo densimétrico
de líquido (ver cap. 5.2).
17 AES-A01N-BA-p-1210
5.2 Realização de cálculo densimétrico
1. Durante a projeção da indicação „LOAD A” alternadamente com a indicação
de zero pendurar o deslocador. O peso do deslocador no ar será projetado.
2. Esperar pela projeção do indicador de estabili zação (), e depois
pressionar a tecla . O peso do deslocador no ar será salv ado.
AES-A01N-BA-p-1210 18
3. Durante a projeção da indicação „LOAD L” alternadamente com a indicação
de zero colocar a proveta graduada de vidro com líquido examinado sobre o
descanso. Mergulhar totalmente o deslocador de vidro no líquido, evitando na
medida do possível a formação de bolhas.
O deslocador de vidro deve ser coberto por aprox. 10-15 mm do líquido
examinado.
5. Esperar pela projeção do indicador de estabili zação (), e depois
pressionar a tecla . A densidade do líquido será determinada pela
balança e projetada [g/cm3].
Após ligar uma impressora opcional, o resultado pode ser imprimido
apertando o botão .
2.3456 g/cm3
Retirar a amostra. Para realizar outras medições, pressionar a tecla e
começar o procedimento desde o 1. passo.
Retornar ao menu apertando a tecla , e depois ao modo de pesagem,
apertando a tecla .
19 AES-A01N-BA-p-1210
ρ =
A
A-B
o
ρ
6 Condições para medições precisas
Há muitas possibilidades de erros durante o cálculo densimétrico.
O conhecimento detalhado e cautela são indispensáveis a fim de obter resultados
precisos ao usar este kit para cálculo densi m étr i co em combinação com balança.
6.1 Cá lculo 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 projetada 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 den o mi nad or
da seguinte fórmula devem ter precisão exigida. Se um deles for instável ou
incorreto, então o resultado também será instável e incorreto.
ρ= Densidade da amostra
A = O peso da amostra no ar
B = O peso da amostra no líquido auxiliar
ρ
= densidade no líquido auxiliar
o
6.2 Fatores que influenciam o erro de medição
6.2.1 Bolhas de ar
Uma pequena bolha de diâmetro 1 mm causa força ascensional 0,5 mg, enquanto
que a bolha de diâmetro 2 mm produz a força ascensional de 4 mg.
É preciso portanto cuidar para que bolhas de ar não se grudem nos corpos sólidos
ou deslocadores mergulhados no líquido.
Superfície oleada causa a formação de bolhas de ar ao mergulhar no líquido, por
isso:
desengordurar a amostra do corpo sólido resistente aos dissolventes,
limpar com regularidade todos os elementos mergulhados e não tocá-los com
dedos.
Não colocar amostras de corpo sólido (em particular objetos chatos) no prato para a
pesagem de amostras fora do líquido porque durante um mergulho comum formamse bolhas de ar.
6.2.2 Amostra do corpo sólido
Se a amostra for volumosa demais e for mergulhada num líquido, o nível de líquido
na proveta graduada de vidro elevar-se-á. Isto causa mergulho da p ar te da
suspensão do prato para a pesagem de amos t ras , e assi m au ment a a força
ascensional. Como resultado, a massa da amostra no líquido diminuir-se-á.
Não se pode medir amostras de volume variável ou que absorvem líquidos.
AES-A01N-BA-p-1210 20
6.2.3 Líquidos
Em princípio, corpos sólidos são tão pouco sensíveis a oscilações de temperatura,
que alterações de densidade decorrentes delas não são levadas em conta. Contudo,
já que o cálculo densimétrico de corpos sólidos realiza-se com emprego do „princípio
de Arquimedes” mediante o líquido auxiliar, sua temperatura deve ser tomada em
consideração. No caso de líquido a temperatura exerce maior influência e na maioria
dos casos causa alterações de densidade aprox. de 0,1 a 1‰ para cada °C. Isso já
influencia o resultado na terceira casa depois da vírgula.
6.2.4 Superfície
A suspensăo do prato para a pesagem de amostras traspassa a superfície do
líquido. O estado muda-se de maneira contínua. Se a amostra ou deslocador são
relativamente pequenos, a tensão superficial piora a reprodutibilidade dos
resultados. Adição de peq uen a quan ti da de do agente de superfície (detergente para
lavar louça) permite omitir tensão superficial e aumenta repetividade
6.3 I nform ações 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.
No caso da alteraçăo de temperatura ambiente ou localização, o ajustamento da
balança é requerido. Para isso, é preciso tirar o kit para cálculo densimétrico e
ajustar a balança com prato de pesagem normal.
21 AES-A01N-BA-p-1210
7 Tabela de densidade de líquidos
Temperatura
Densidade ρ [g/cm3]
Água
Álcool etílico
Álcool metílico
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
[°C]
AES-A01N-BA-p-1210 22
8 Indicações de uso
•Algumas medições de densidade são necessárias para definir o valor médio
reproduzível.
• Desengordurar amostra/deslocador de vidro/proveta graduada de vidro
resistentes aos dissolventes.
• Limpar regularmente pratos para a pesagem de amostras/deslocador de
vidro/proveta graduada de vidro, não tocar com as mãos a parte submersa.
• Após cada medição secar amostra/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 ag ente de s uperfície 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 me di ção 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. É indispensável observar regras de segurança
vigentes durante trabalhos com etanol.
• Manusear com cuidado corpos (deslocadores) de vidro
(perda do direito à garantia no cas o de danificação).
• Para evitar danos do kit para cálculo densimétrico causados pela corrosão, não
deixá-lo mergulhado no líquido por um longo período de tempo.
23 AES-A01N-BA-p-1210
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