medição da massa volúmica de líquidos - IPQ

Determinação da Massa Volúmica de Líquidos íquidos
A massa volúmica (ρ) é a propriedade da matéria correspondente à massa contida por unidade de volume
(Unidade Derivada do SI - kg/m3 é a propriedade da matéria correspondente à massa contida por unidade de volume
). A relação relação entre a a massa volúmica de uma matéria e a massa massa volúmica volúmica de
de
uma matéria de referência (geralmente água), , a 20 ºC, corresponde à densidade, grandeza adimensional.
Esta Esta grandeza grandeza é é essencial essencial no no controlo controlo da da maioria maioria dos dos processos processos industriais, industriais, permitindo permitindo uma uma melhor condução condução do
processo e determinação terminação exacta da quantidade/
quantidade/qualidade do produto. A medição da massa volúmica é
realizada: realizada: na na indústria indústria das das bebidas, bebidas, do teor teor de de álcool álcool em em misturas misturas binárias, binárias, do do teor teor de de açúcar açúcar nos refrigerantes e sumos de ffruta;
f
na indústria farmacêutica, para a determinação da gravidade específica de preparações medicinais; na indústria petrolífera
para para a a determinação determinação da gravidade API e no controlo controlo de de qualidade qualidade dos dos combustíveis combustíveis e aditivos; na na indústria química química e nuclear,
para a determinação da concentração dos ácidos, bases e outras soluções na concentração de substâncias radioactivas; na
indústria de alimentos, cosméticos, entre outras.
Hidrometria
Atribuídos a Arquimedes (século III a.C.), embora inventados por Hipátia (370-415 (370 415 d.C.), os
hidrómetros são instrumentos de medição de massa volúmica de líquidos, simples, eficazes e
utilizados em medições com diferentes níveis de exactidão.
O método de calibração de hidrómetros, baseado na pesagem hidrostática, foi introduzido por Cuckow em
1949. Este permite que um hidrómetro de qualquer gama seja calibrado, , através da medição da sua força
de impulsão no ar e quando imersos rsos num líquido de referência.
O LPL obteve, participando no projecto EURAMET 702 o reconhecimento da
Calibração na calibração de hidrómetros em n
incerteza expandida de 0,1 kg/m3 O LPL obteve, participando no projecto EURAMET 702 o reconhecimento da Capacidade de Medição de
n-nonano a 20 ºC, na gama de (750 a 1000) kg/m
(k=2).
3 Capacidade de Medição de
com
Densimetria de tubo vibrante
Em 1967, a empresa Anton Paar GmbH apresentou o primeiro densímetro digital de líquidos e
gases, baseado no princípio do tubo vibrante em forma de U de Hans Stabinger e Hans
Leopold. Leopold. Este Este estava estava sujeito sujeito a a erros erros induzidos induzidos pela viscosidade das amostras analisadas
analisadas. analisadas Em
1998, é desenvolvido por Hans Stabinger um densímetro (Paar DMA 5000), com nova célula de
medição aplicando a correcção da viscosidade da amostra, evitando-se evitando se assim erros
sistemáticos.
O princípio de funcionamento destes instrumentos baseia-se na lei da oscilação harmónica, na
qual um tubo em U, , preenchido com amostra a analisar, é submetido a uma força
electromagnética. Por medição da frequência e do período da vibração do conjunto
determina-se o valor r da massa volúmica da amostra.
O LPL efectua as calibrações dos densímetros de tubo vibrante a 20 ºC, através de método comparativo, com líquidos
de referência no intervalo de (500 a 2000) kg/m3. calibrações dos densímetros de tubo vibrante a 20 ºC, através de método comparativo, com líquidos
Também realiza a certificação da massa volúmica de amostras líquidas
no mesmo intervalo de ρ de (5 a 70) ºC.
Sistema absoluto
A massa volúmica de líquidos pode ainda ser determinada através de um método de pesagem
hidrostática, no qual é utilizada uma esfera de silício, como padrão de massa volúmica, cuj cujo volume e
massa volúmica são conhecidas. Este método está em desenvolvimento pelo LPL.
Picnometria
Os picnómetros são utilizados para determinação da densidade de líquidos viscosos, viscosos norma ISO 2811, tais como tintas e
vernizes, utilizando o princípio da terminação da massa de líquido contido e tendo em conta o volume do picnómetro
obtido através da sua calibração.
ρρ
m
líquido
líquido =
V picnómetro
A calibração de picnómetros é efectuada, pelo LVO, LVO através do método gravimétrico, que consiste na determinação
da massa de água destilada contida no picnómetro que é posteriormente convertida em volume, para uma
temperatura de 20 ºC, utilizando fórmulas e tabelas adequadas, de acordo com a norma ISO 4787. 4787
ρ
=
m
V