8 NEJISTOTA PŘI STANOVENÍ PEVNÝCH LÁTEK .................................................................... 20
9 POKYNY PRO UŽIVATELE ......................................................................................................... 21
2 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
1 Úvod
KERN PBS-A03 KERN PBS-A04
• Sada ke stanovení hustoty pro
přesné váhy série KERN PBJ/PBS
s velkou deskou váhy
(180 x 170 mm).
•V případě použití sady ke
stanovení hustoty se rozsah vážení
zmenší cca o 100 g.
• Abychom zajistili spolehlivé a bezproblémové měření, je nutno se
spolehlivě seznámit s instrukcí obsluhy.
•V předmětné instrukci jsou popsány pouze práce související se
stanovením hustoty. Další informace týkající se obsluhy váhy se
nacházejí v předmětné instrukci, která se standardně dodává s
každou váhou.
• Sada ke stanovení hustoty pro
přesné váhy série KERN PBJ/PBS
s malou deskou váhy
(105 x 105 mm).
•V případě použití sady ke
stanovení hustoty se rozsah vážení
zmenší cca o 290 g.
1.1 Rozsah dodávky
Výkres 1: Instalovaná sada ke stanovení hustoty KERN PBS-A04
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 3
1. Úchyt misky váhy
2. Univerzální miska váhy
3. Podstavec nádoby
4. Nádoba
5. Držáky misky váhy,
4 kusy
6. Pomocné skleněné tělísko
4 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
1.2 Rozměry
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 5
2 Instalace sady ke stanovení hustoty
KERN PBS-A04 je nutno stejným způsobem.
• Provést kalibraci (pokud je to nutné).
• V případě, když je sada instalována, není možno provést přesnou kalibraci.
• Za účelem provedení kalibrace je nutno sadu sejmout a položit na váhu
standardní desku váhy.
• Na níže uvedených výkresech je znázorněna sada ke stanovení hustoty KERN PBS-A03 pro váhu s velkou deskou váhy. Sadu ke stanovení hustoty
1. Vypnout váhu a odpojit ji od sítě.
2. Sejmout standardní desku váhy.
3. Odstranit vzpěry standardní desky
váhy a nahradit je vzpěrami misky váhy, která je součástí sady ke
stanovení hustoty.
4. Postavit úchyt misky váhy pomocí 4
vzpěr způsobem uvedeným ve
výkresu tak, aby otvory ve vrchní
části byly nasměrovány dopředu.
6 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
B
5. Podstavec nádoby umístit tak, aby
se nedotýkal úchytu misky váhy
6. Položit nádobu na střed podstavce.
7. Zavěsit univerzální misku váhy dle
výkresu tak, aby se nedotýkala
nádoby.
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 7
ρ =
A
A-B
o
ρ
ρ =
m
V
3 Princip stanovení hustoty
1
g
cm
3
1
kg
m
3
1
g
l
Ke třem důležitým fyzikálním veličinám patří objem, hmotnost a hustota látek.
Hustota látky [ ρ ] se vypočte z podílu její hmotnosti [ m ] a objemu [ V ].
Jednotkou hustoty v soustavě SI je kilogram na krychlový metry (kg/m3).
Hustotu1 kg/m3 má těleso o hmotnosti 1 kg a objemu 1 m3 .
K dalším jednotkám patří:
,
,
Díky použití naší sady je možno ve spojení s našimi váhami KE RN PBS/PBJ rychle
a spolehlivě stanovit hustotu pevných látek a kapalin. Hustota se stanoví na základě
Archimédova zákona:
TĚLESO PONOŘENÉ DO KAPALINY JE NADLEHČOVÁNO SILOU, ROVNAJÍCÍ SE TÍZE
KAPALINY STEJNÉHO OBJEMU JAKO JE PONOŘENÁ ČÁST TĚLESA.
Hustota látky se vypočte na základě těchto postupů:
V případě pevných látek
Pomocí naších vah je možno pevnou látku zvážit ve vzduchu [ A ] a ve vodě [ B ].
V případě, když známe hustotu měřicí kapaliny [ ρo ] , vypočteme hustotu pevné látky
[ ρ ] následujícím způsobem:
ρ = Hustota vzorku
A = Tíha vzorku ve vzduchu
B = Tíha vzorku v měřicí kapalině
ρ
= Hustota měřicí kapaliny
o
8 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
ρ =
V
A-B
L
ρ
+
V případě kapalin
Hustotu kaliny vypočteme pomocí pomocného tělíska o známém objemu [ V ] .
Pomocné tělísko se zváží ve vzduchu [ A ] a v předmětné kapalině [ B ].
V souladu s Archimédovým zákonem působí výtlak [ G ], který se rovná tíze kapaliny
stejného objemu jako je ponořená část tělesa [ V ].
G = Výtlak pomocného tělíska
Výtlak pomocného tělíska =Tíha pomocného tělíska ve vzduchu [ A ] - Tíha
pomocného tělíska v měřené kapalině [ B ]
Výpočet:
ρ = Hustota zkoumané kapaliny
A = Tíha pomocného tělíska ve vzduchu
B = Tíha pomocného tělíska v měřené kapalině
V =objemu pomocného tělíska*
ρ
= Hustota vzduchu (0,0012 g/cm3)
L
* V případě, když objem pomocného tělíska není znám, je možno jej vypočíst
pomocí následujícího vzorce, viz kapitola 5.1 :
V =objem pomocného tělíska
A = Tíha pomocného tělíska ve vzduchu
B = Tíha pomocného tělíska ve vodě
ρ
= Hustota vody
W
3.1 Původ a velikost chyb
Tlak vzduchu
Teplota
Odchylka objemu pomocného tělíska (±0,005 cm3)
Povrchové napětí kapaliny
Vzduchové bubliny
Hloubka ponoru misky na vzorek vzhledem k pomocnému tělísku
Pórovitost pevné látky
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 9
4 Stanovení hustoty pevných látek
MENU
CAL
TARE /
MENU
CAL
V průběhu stanovení hustoty pevných látek je nutno vzorek nejdřív zvážit ve vzduchu
a poté v měřicí kapalině. Z rozdílu tíh zjistíme výtlak , pomocí kterého vypočteme
hustotu.
Připravit váhu způsobem popsaným v kapitole 2 „Instalace sady ke stanovení
hustoty”.
Vlít měřicí kapalinu do nádoby, aby byly naplněny cca ¾ objemu. Počkat na
ustálení teploty.
4.1 Aktivace funkce
Zapnout váhu
.V režimu vážení vícenásobnězmáčknout
tlačítko
Zmáčknout tlačítko
Vícenásobně zmáčknout tlačítko
zobrazí symbol „U-d”.
Od tohoto momentu se váha nachází v režimu
stanovení hustoty pevných látek.
, až začne blikat litera „U”.
.
, až se
10 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
4.2 Nastavení hustoty měřicí kapaliny
TARE /
UNIT
PRINT
PRINT
PRINT
UNIT
TARE /
ESC
ON/OFF
Zmáčknout tlačítko
, zobrazí se
naposledy nastavena hodnota hustoty měřicí
kapaliny. V průběhu změny nastavení se pomocí tlačítek se šipkami nastavuje nejdřív číselná
hodnota hustoty se zohledněním aktuální teploty
(viz kapitola 7) a poté desetinnou tečku.
Zmáčknutímtlačítka
zvětšíme hodnotu
blikající číslice.
Volba číslice zprava pomocí tlačítka
(aktivní pozice vždy bliká ).
Nastavit desetinnou tečku.
Pomocí tlačítka
přejít k poslední pozici a
když bude blikat opět zmáčknout tlačítko
Desetinná tečka se zobrazuje pomocí symbolu
„”.
Nastavit pozici desetinné tečky pomocí tlačítka
.
.
Potvrdit zmáčknutímtlačítka
.
Podmínkou potvrzení je, aby se váha nacházela
ve stabilním stavu (musí se zobrazovat symbol
stability), v opačném případě nebude potvrzení
akceptováno.
Vícenásobně zmáčknout nebo podržet po dobu 3
sekund zmáčknuté tlačítko
, zobrazí se
vážená hmotnost v gramech.
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 11
4.3 Stanovení hustoty pevné látky
UNIT
TARE /
MENU
CAL
MENU
CAL
UNIT
1. Vícenásobnězmáčknout tlačítko
, až
se váha přepne do režimu stanovení
hustoty pevných látek.
Pokud se zobrazí oznámení „dSP pL”,
neznamená to v tomto kroku chybu a může
být ignorováno.
2. Zmáčknout tlačítko
(zobrazení se
nezmění ).
3. Položit vzorek na horní misku.
4. Počkat, až se zobrazí symbol stability, poté
zmáčknout tlačítko
.
Pokud se zobrazí oznámení „dSP pL”,
neznamená to v tomto kroku chybu a může
být ignorováno.
5. Položit vzorek na dolní misku.
6. Zobrazí se hustota vzorku.
Před novým zahájením nového měření je nutno sejmout aktuální vzorek z dolní
misky vah a zmáčknout tlačítko
. Postup bude zopakován od 2. kroku.
V případě použití jiné měřicí kapaliny je nutno zprovoznit opci „hustota měřicí
kapaliny”, viz kapitola 4.2.
Po zmáčknutí tlačítka
se váha vrací do režimu vážení.
12 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
5 Stanovení hustoty kapaliny
UNIT
5.1 Výpočet objemu pomocného tělíska
Připravit váhu způsobem popsaným v kapitole 2 „Instalace sady ke stanovení
hustoty”.
Vlít vodu do nádoby tak, aby byly zaplněny ca ¾ objemu. Počkat, až se ustálí
teplota.
Připravit pomocné tělísko.
Zapnout váhu, v případě potřeby vícenásobně
zmáčknout tlačítko
režimu vážení.
Položit pomocné tělísko na horní misku na
vzorek. Počkat, až se zobrazí symbol stability a
poté odečíst váženou hodnotu.
Položit pomocné tělísko na dolní misku na
vzorek. Počkat, až se zobrazí symbol stability a
poté odečíst váženou hodnotu
, až se váha přepne do
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 13
Objem pomocného tělískase výpočte níže uvedeným způsobem:
V =objemu pomocného tělíska
A = Tíha pomocného tělíska ve vzduchu = 99.998 g
B = Tíha pomocného tělíska ve vodě =87.607 g
ρ
= Hustota vody (viz kapitola 7) při teplotě 20°C =0.9982 g/cm3
W
5.2 Stanovení hustoty při známém objemu pomocného skleněného tělíska
Připravit váhu způsobem popsaným v kapitole 2 „Instalace sady ke stanovení
hustoty”
Vlít zkoumanou kapalinu do nádoby tak, aby byly zaplněny ca ¾ objemu. Počkat,
až se ustálí teplota.
Připravit pomocné tělísko.
14 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
UNIT
ρ =
V
A-B
Zapnout váhu, v případě potřeby vícenásobně
zmáčknout tlačítko
režimu vážení.
Položit pomocné tělísko na horní misku na
vzorek. Počkat, až se zobrazí symbol stability a
poté odečíst váženou hodnotu.
Položit pomocné tělísko na dolní misku na
vzorek. Počkat, až se zobrazí symbol stability a
poté odečíst váženou hodnotu
Hustota zkoumané kapaliny se výpočte následujícím způsobem:
G = Výtlak pomocného tělíska
Výtlak pomocného tělíska =
Hmotnost pomocného tělíska (vážení ve vzduchu) [ A ] - Hmotnost pomocného
tělíska (vážení ve zkoumané kapalině) [ B ]
Výpočet:
ρ = Hustota zkoumané kapaliny
A = Hmotnost pomocného tělíska (vážení ve vzduchu)
B = Hmotnost pomocného tělíska (vážení ve vodě)
V = Objem pomocného tělíska*
, až se váha přepne do
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 15
ρ =
A
A-B
o
ρ
6 Podmínky přesného stanovení hustoty
Existují různé možnosti výskytu chyb v průběhu stanovení hustoty, abychom se jich
vyvarovali, je nutno tomuto postupu věnovat patřičnou pozornost a postupovat
opatrně.
6.1 Přepočet výsledků
V průběhu stanovení hustoty se zobrazují výsledky s přesností 4 míst po desetinné
čárce, což ovšem neznamená, že znázorňované údaje jsou přesné až po 4.
desetinné místo. Proto také je nutno ke stanovovaným výsledkům přistupovat
kriticky.
Příklad stanovení hustoty pevné látky:
Abychom docílili co nejkvalitnější výsledky, musí mít jak čitatel tak i jmenovatel
požadovanou přesnost. V případě, když tomu tak není, je docílený výpočet rovněž
chybný.
ρ = Hustota vzorku
A = Tíha vzorku ve vzduchu
B = Tíha vzorku v měřicí kapalině
ρ
= Hustota měřicí kapaliny
o
Pokud je vzorek těžký, má to vliv na přesnost výsledku, hodnota čitatele je větší.
Pokud je vzorek lehký, má to vliv rovněž na přesnost výsledku, protože výtlak (A-B)
je větší, hodnota jmenovatele je větší. Nutno rovněž věnovat pozornost tomu, že
přesnost hustoty měřicí kapaliny ρo má vliv na čitatel a rovněž podstatně ovlivňuje
přesnost docíleného výsledku.
Výsledek hustoty vzorku nemůže být přesnější než je nejmenší přesnost kterékoliv
výše uvedené hodnoty .
16 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
6.2 Činitelé ovlivňující chybu stanovení hustoty pevných látek
6.2.1 Vzduchové bubliny
Jedná malá bublina, kupř. 1 mm3, může podstatným způsobem ovlivnit stanovení
hustoty v případě, když je vzorek malý. Bublina způsobuje zvětšení výtlaku téměř o
1 mg, což ihned znamená chybu 2 číslic. Proto je nutno zajistit, aby na pevnou
látku nepřilnuly vzduchové bubliny. Totéž se týká rovněž pomocného tělíska
ponořeného do kapaliny. Pokud se vzduchové bubliny dají odstranit obrácením, je
nutné to provést opatrně , kapalinu nerozstřikovat ani nezvlhčovat závěs misky se
sítkem. Zvlhčení vede ke zvětšení zatížení hmotností. Nedoporučuje se dotýkat se
vzorku pevné látky nebo pomocného tělíska holýma rukama. Mastný povrch
zapříčiňuje po ponoření do kapaliny vznik vzduchových bublin. Nedoporučuje se
pokládat vzorky pevné látky (zvláště ploché předměty ) na misku se sítkem mimo
kapalinu, což může v průběhu společného ponořování způsobit vznik bublin. Po
ponoření je nutno zkontrolovat, zda se na dně misky se sítkem vzduchové bubliny
případně nevytvořily.
6.2.2 Pevné látky
Pokud má vzorek velký objem, tak se po ponoření zvedne hladina kapaliny v nádobě,
což vede k ponoření části závěsu misky se sítkem a následkem ke zvětšení výtlaku a
menšímu stanovení tíhy vzorku v kapalině. Předmětný způsob stanovení hustoty nelze aplikovat vůči vzorkům, jejichž objem se mění nebo vzorkům, které pohlcují
kapalinu.
6.2.3 Kapaliny
Teplota vody musí být zohledněna. Hustota vody se mění o cca 0,01% na 1°C.
Pokud je stanovení teploty chybné o 1°C, 4. místo po desetinné čárce není přesné.
6.2.4 Povrch
Závěs misky se sítkem pronikne povrchem kapaliny. Tento stav se mění kontinuálně
a v případě, když vzorek nebo pomocné skleněné tělísko jsou relativně malé,
zhoršuje povrchové napětí docilovanou reprodukovatelnost. Přidání malého množství
mycího prostředku se vliv povrchového napětí eliminuje a zvyšuje se
reprodukovatelnost výsledku.
6.2.5 Skleněné tělísko ke stanovení hustoty
Abychom ušetřili zkoumanou kapalinu, je nutno používat malé skleněné odměrky a
vhodná pomocná skleněná tělíska. Z druhé strany větší pomocné skleněné tělísko
příznivě ovlivňuje přesnost měření.
Síla výtlaku a objem pomocného skleněného tělíska by měly být určovány co
nejpřesněji (viz vzorec pro výpočet hustoty).
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 17
6.3 Obecné informace
6.3.1 Hustota / relativní hustota
Relativní hustotu vypočteme tak, že dělíme hmotnost zkoumané látky hmotností
vody (při teplotě 4°C, která ma stejný objem, jako zkoumaná látka). Z toho důvodu
relativní hustota nemá žádnu jednotku. Hustotu stanovíme, když dělíme hmotnost
objemem.
V případě, když do vzorce dosazujeme relativní hustotu, neobdrž íme správný
výsledek. Ten docílíme pouze tehdy, když k výpočtu použijeme ukazatel hustoty.
6.3.2 Drift váhy
Drift (čili systematická změna výsledků v určitém směru) nemá žáden vliv na
koncový výsledek v případě, ačkoliv vážení probíhá ve vzduchu. Přesné hodnoty
jsou vyžadovány když stanovujeme hust otu kapaliny pomocí pomocného tělíska. V případě změny teploty okolí nebo provozního místa je nutno provést kalibraci
váhy. V tomto případě nutno sejmout sadu ke stanovení hustoty a provést kalibraci
váhy pomocí standardní desky váhy (viz instrukce obsluhy dodána s váhou).
.
18 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
7 Tabela hustoty kapalin
Temperatura
Hustota ρ [g/cm3]
voda
etylalkohol
metylalkohol
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]
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 19
8 Nejistota při stanovení pevných látek
Přibližná přesnost stanovení hustoty
(při použití váhy s přesnosti vážení 0,01 g)
Hmotnost vzorku
(g/cm3)
1
0,1
0,01
0,003
0,002
0,0005
0,0003
0,0003
0,0002
0,0002
3
0,4
0,04
0,01
0,005
0,001
0,001
0,0005
0,0004
0,0004
5
0,7
0,07
0,01
0,008
0,002
0,001
0,001
0,001
0,0006
8
1,2
0,1
0,02
0,01
0,003
0,002
0,001
0,001
0,001
10
1,5
0,1
0,03
0,02
0,004
0,002
0,001
0,001
0,001
12
1,7
0,2
0,04
0,02
0,004
0,002
0,002
0,001
0,001
20
2,9
0,3
0,06
0,03
0,01
0,004
0,003
0,002
0,002
Tato tabulka znázorňuje přibližnou přesnost stanovení hustoty ve spojení se sadou
ke stanovení hustoty. Znázorněné hodnot byly určeny výlučně matematicky a nezohledňují vlivy popsané v kapitole 6.
(g)
Hustota vzorku
1 10 50 100 500 1000 2000 3000 4000
*Při použití váhy spřesností vážení 0,1 g je nutno údaje v tabulce násobit 10. V případě
použití váhy s přesností vážení 0,0001 g je nutno údaje dělit 10.
Příklad použití tabulky :
V případě použití váhy o rozlišovací schopnosti 0,001 g, vzorku o hmotnosti 10 g a
hustotě 5 g/cm3 , není poslední číslice po desetinné čárce vzhledem k přesnosti
stanovení hustoty 0,007 g/cm3 pro toto měření relevantní.
20 PBS-A03/A04-BA-cz-1213
9 Pokyny pro uživatele
• Ke stanovení použitelných hodnot je nutno je nutno provést více měření.
• Vzorek /pomocné skleněné tělísko /skleněnou nádobu odolnou vůči
rozpouštědlům je nutno odtučnit .
•Misku na vzorky/pomocné skleněné tělísko/skleněnou nádobuje nutno pravidelně
čistit bez dotyku rukama ponořovaných částí.
• Vzorek/pomocné skleněné tělísko/pinzetu je nutno po každém stanovení osušit.
• Velkost vzorku přizpůsobit misce na vzorek (ideální velikost vzorku > 5 g).
• Používat pouze destilovanou vodu.
• Při prvním ponoření lehce potřást a miskou na vzorek a ponořovaným tělískem,
aby se uvolnily eventuální vzduchové bubliny.
•Věnovat pozornost tomu, aby při opětovném ponořování se nedostávaly do
kapaliny dodatečné vzduchové bubliny, nejlépe vkládat vzorek pomocí pinzety.
•Silně přiléhavé vzduchové bubliny odstranit pomocí pinzety nebo jiného
pomocného prostředku.
• Aby se zamezilo přiléhání vzduchových bublin, je nutno drsný povrch vzorku
vyhladit.
•Věnovat pozornost tomu, aby v průběhu vážení na horní misku na vz or ek
nekapala voda z pinzety.
• Abychom redukovali povrchové napětí vody a tření vody o drát, nutno do měřicí
kapaliny dodat tři kapky prostředku na mytí nádob (změnu hustoty destilované
vody v důsledku těchto kapek můžeme zanedbat).
• Oválné vzorky je možno snadno chytit pinzetou za obrys.
• Hustotu pórovitých látek je možno stanovit pouze přibližně. V průběhu ponořování
není veškerý vzduch z pórů odstraněn, což ovlivňuje výtlak.
• Abychom se vyvarovali silných otřesů váhy, je nutno vzorek vkládat opatrně.
• Vyvarovat se statických výbojů, kupř. pomocné tělísko čistit pouze pomocí
bavlněného hadříku.
•V případě, když se hustota pevné látky neliší příliš od destilované vody, je možno
použít etanol. Ale dříve nutno ověřit, zda vzorek je vůči této kapalině odolný. Kromě toho nutno dodržovat příslušné předpisy závazné pro manipulaci s
etanolem.
PBS-A03/A04-BA-cz-1213 21
Loading...
+ hidden pages
You need points to download manuals.
1 point = 1 manual.
You can buy points or you can get point for every manual you upload.