實(shí)驗(yàn)室電子天平測量固體密度方法

發(fā)布日期：2011-12-20      瀏覽次數(shù)：1254

首先我們來簡單了解使用電子天平進(jìn)行測量固體密度的原理：
1.物體的密度為其質(zhì)量與體積的比值。
2.密度測量是依據(jù)阿基米德原理來實(shí)現(xiàn)的。該原理說明：浸入液體中的每一個固體失去的重量等于它所排開的液體的重量。
3.固體密度測量通常是使用一種已知密度液體（例如：水或乙醇）作為輔助液體，通過在空氣（A）和輔助液體（B）中先后稱量的待測固體質(zhì)量，即可計(jì)算求得其密度。
進(jìn)行密度測量前，我們需要進(jìn)行如下準(zhǔn)備工作：
1.電子天平。需根據(jù)對測量的密度數(shù)據(jù)精度的具體要求選擇電子天平的精度，根據(jù)被測樣品的體積，重量選擇電子天平的容量。在進(jìn)行測試前需要對準(zhǔn)備好的電子天平進(jìn)行足夠長時間的預(yù)熱，并進(jìn)行必要的校正以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。
2.測試組件。需選擇合適的測試組件，如對某些體積較大，稱量室無法放置的物質(zhì)需選擇下掛式測試組件。
3.待測樣品。考慮到水的表面張力的影響，為了測量密度的準(zhǔn)確性，建議測量的樣品重量須大于1g。為了提高測量準(zhǔn)確度，建議選擇形狀規(guī)則，表面粗糙度小的樣品。
4.選擇合適的輔助液體。一般可選擇為：水、酒精、其他。選擇測試輔助液體時需根據(jù)具體的測試樣品的性質(zhì)進(jìn)行選擇，如易于與水發(fā)生反應(yīng)的，可選擇酒精作為輔助輔助液體。
準(zhǔn)備好所需的設(shè)備和樣品后，請按如下步驟進(jìn)行測量：
1.打開電子天平的左側(cè)門或者右側(cè)門取下秤盤，將密度托架插入電子天平中。
2.將支架放在托架上方合適的位置，確保支架不會與托架相接觸。
3.將燒杯按照在支架中心位置。將溫度表插在燒杯內(nèi)，用于測量液體的當(dāng)前溫度。
4.將已知密度的參考液體（通常是水或酒精）注入燒杯，確保待測固體能被液體*浸1cm以上。
5.放置掛籃于固定支架上，確保其表面無氣泡并不碰到燒杯或溫度計(jì)（如下圖2）
6.打開電子天平開關(guān)
7.關(guān)閉防風(fēng)門并去皮重；
8.打開電子天平防風(fēng)門，將被測固體放置在固定支架的稱量臂上或掛籃頂部的秤盤中；若被測固體在空氣中的質(zhì)量大于20g，請將其放置在掛籃頂部的秤盤中進(jìn)行稱量；
注：對于密度小于輔助液體密度的固體，則需將掛籃下部的稱量網(wǎng)反置，壓住被測物體。如果固體的浮力大于掛籃的重量，則必須通過在掛籃上部放置一個附加砝碼來協(xié)助稱量。在裝入附加砝碼后，給電子天平去皮并再次開始稱量。如上圖3所示。
9.關(guān)閉電子天平防風(fēng)們，待電子天平穩(wěn)定后，電子天平將自動記錄稱量結(jié)果A（如下圖4）；
10.打開電子天平防風(fēng)門，取下被測固體，關(guān)閉防風(fēng)門并去皮重；
11.打開電子天平防風(fēng)門將被測固體放置在掛籃下部的稱量網(wǎng)內(nèi)，并確保無氣泡附著在固體表面（可以用小刷子清除表面氣泡）；
12.關(guān)閉電子天平防風(fēng)門，待電子天平穩(wěn)定后，電子天平將自動記錄稱量結(jié)果B。并根據(jù)密度公式自己計(jì)算待測固體密度。
注：對于奧豪斯DV和AR等系列電子天平已在電子天平軟件中進(jìn)行設(shè)置，可直接讀出密度數(shù)據(jù)，無需人工計(jì)算，更加健康。
具有密度直讀功能的電子天平有：DV、EP工業(yè)電子天平、AR、SE；具有密度測定功能的電子天平有：EP、CAV、CP、SPS（可通過手工計(jì)算）。
提高固體密度測量結(jié)果的精度
1.溫度
固體一般對溫度變動不是特別敏感，但測量密度過程中利用輔助液體工作時，必須考慮溫度對液體的較大影響。
一般會以0.1℃到1℃的數(shù)量級引起密度的變化。此時會影響到測量結(jié)果中的第三小數(shù)位的變化。建議在固體密度測量過程中始終考慮到輔助液體的溫度。
2.輔助液體的表面張力
液體粘附到掛籃上會使表面質(zhì)量增加3mg。當(dāng)在固體的兩次稱量中（空氣和輔助液體中）下掛籃浸入輔助液體中時，輔助液體表面張力所引起的量增大的影響可以忽略不計(jì)。因?yàn)殡娮犹炱皆诿看螠y量前都會去皮。為了降低氣泡的影響和確保zui大的可能精度，可以使用幾滴潤濕劑（不提供）并添加到輔助液體中