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METTLER TOLEDO 33360 + 210260 1
Operating instructions
Bedienungsanleitung
Mode d'emploi
Instrucciones de manejo
Istruzioni per l'uso
METTLER TOLEDO
33360
210260
Density determination kit Page 3
to determine the density of solids (33360) and liquids (33360/210260) with
top-loading electronic METTLER TOLEDO balances with pan diameters of 80 and 130 mm
Dichtebestimmungszusatz Seite 9
für die Dichtebestimmung von Festkörpern (33360) und Flüssigkeiten (33360/210260)
auf oberschaligen elektronischen METTLER TOLEDO-Waagen mit Schalendurchmesser 80 und 130 mm
Accessoires pour la détermination de la masse volumique Page 15
des solides (33360) et des liquides (33360/210260) à l'aide de balances
électroniques METTLER TOLEDO à plateau supérieur ayant un diamètre de 80 et 130 mm
Conjunto de determinación de densidades Página 21
para la determinación de densidades de sólidos (33360) y de líquidos (33360/210260) sobre
balanzas electrónicas METTLER TOLEDO de platillo elevado con diámetros de platillo de hasta 80 y 130 mm
Kit per la determinazione della densità Pagina 27
di solidi (33360) e liquidi (33360/210260) con l'ausilio di bilance
elettroniche METTLER TOLEDO con piatto di pesata superiore del diametro di 80 e 130 mm
33360
Density Determination of Solids
Dichtebestimmung von Festkörpern
Détermination de la masse volumique de solides
Determinación de densidades de sólidos
Determinazione della densità dei solidi
METTLER TOLEDO 33360 + 210260 21
Conjunto de determinar densidades
para la determinación de densidades de sólidos y de líquidos sobre balanzas electrónicas METTLER TOLEDO
de platillo elevado con diámetros de platillo de hasta 80 y 130 mm.
- para sólidos, conjunto de determinar densidades 33360.
- para líquidos, conjunto de determinar densidades 33360 + cuerpo de desplazamiento 210260.
1. Definición de la densidad
- para la determinación de densidades de sólidos y de líquidos sobre balanzas electrónicas METTLER
TOLEDO de platillo elevado con diámetros de platillo de hasta 80 y 130 mm.
La densidad ρ de un cuerpo homogéneo es la relación de su masa (m) a su volumen (V) o, lo que es lo mismo,
la masa de una unidad de volumen:
m [g] ρ = densidad
ρ = m = masa
V [cm
3
] V = volumen
En lugar de la masa (m) puede utilizarse el término "peso" de acuerdo con DIN 1305.
2. Principio de la determinación de densidades
Según el principio de Arquímedes un cuerpo sumergido en un líquido pierde de su peso propio una cantidad igual
al peso del líquido por él desalojado. De esta forma puede determinarse la magnitud buscada. El procedimiento
es algo diferente para los líquidos que para los sólidos:
La densidad de un líquido se determina con ayuda de un cuerpo sumergible o hundidor cuyo volumen es
conocido. Para tal fin este cuerpo se pesa una vez en el aire y acto seguido en estado sumergido. A partir de
ambas pesadas (en gramos) se calcula la densidad del líquido ρ
1
de la forma siguiente:
A
s
- B
s
ρ
1
=+ L
s
ρ
1
= densidad del líquido ensayado a la temperatura
V
s
dada T
A
s
= peso del cuerpo en el aire
B
s
= peso del cuerpo sumergido en el líquido
o más sencillo V
s
= volumen del cuerpo
L
s
= empuje del aire por ml del cuerpo (corrección de
A
s
ó Ps): + 0,001 g/ ml aprox.; véase también 3.2,
P
s
Empuje del aire.
ρ
1
=+ L
s
P
s
= empuje del cuerpo en el líquido
V
s
(en lugar de A
s
- B
s
): directamente leíble en balan-
zas METTLER TOLEDO electrónicas, véase 4.1
La densidad de un sólido se determina con ayuda de un líquido (líquido auxiliar) cuya densidad sea conocida.
Para ello se pesa el sólido una vez en el aire y a continuación en estado sumergido. A partir de ambas pesadas
(en gramos o en quilates) se calcula la densidad ρ
2
de la forma siguiente:
A
ρ
2
=• ρ
o
ρ
2
= densidad del sólido
A - B A = peso del sólido en el aire
B = peso del sólido sumergido en el líquido auxiliar
o más sencillo ρ
o
= densidad del líquido auxiliar a la temperatura
dada T
P = empuje del sólido en el líquido auxiliar (en lugar de
A A - B): directamente leíble en balanzas METTLER
TOLEDO electrónicas véase 4.2
ρ
2
=• ρ
o
P
En el caso de los sólidos no se tiene en cuenta constantemente el empuje del aire. Si fuera necesario, puede
aplicarse en el resultado ρ
2
, al igual que en el primer caso, la corrección aproximada de + 0,001 g/ cm
3
; véase
también 3.2, Empuje del aire.
22 METTLER TOLEDO 33360 + 210260
3. Exactitud de la determinación de densidades
La posible consideración de factores que pueden afectar al resultado se acomoda siempre a la exactitud
requerida en el mismo. La exposición siguiente permitirá una valoración cuantitativa de cada uno de estos
factores.
3.1 Temperatura
En el caso de los sólidos, la variación de la densidad por el cambio de temperatura es, en general, tan pequeña
que su temperatura carece de importancia para la determinación de densidad (lo mismo puede decirse del
cuerpo sumergible).
Por el contrario, en el caso de los líquidos, la variación de densidad se sitúa dentro del orden de magnitud de
0,1 … 1 %o por cada °C y , por tanto, puede manifestarse ya en la tercera posición detrás de la coma.
Ejemplos: Agua destilada: variación de densidad de 1 %o aprox. a 5 °C
Hidrocarburos y alcoholes: variación de densidad de 1 %o aprox. a 1 °C
Hay que tener en cuenta que esta variación de densidad de los líquidos interviene también directamente en el
resultado de las determinaciones de densidad de los sólidos, debido a que el volumen del sólido se determina
mediante un líquido auxiliar en el que se sumerge. De ahí que para determinar la densidad con una exactitud
superior al 1 % haya que tener siempre en cuenta la temperatura del líquido.
Tabla de densidad para agua destilada:
(según "Handbook of Chemistry and Physics" 66th Ed. 1985-1986, F4-F5)
Para otros líquidos hay que tomar la densidad a la temperatura T de un libro de tablas.
Temperatura (°C) Densidad (g/ ml) Temperatura (°C) Densidad (g/ ml)
15,0 0,9991 24,0 0,9973
15,5 0,9990 24,5 0,9972
16,0 0,9990 25,0 0,9970
16,5 0,9989 25,5 0,9969
17,0 0,9988 26,0 0,9968
17,5 0,9987 26,5 0,9966
18,0 0,9986 27,0 0,9965
18,5 0,9985 27,5 0,9964
19,0 0,9984 28,0 0,9962
19,5 0,9983 28,5 0,9961
20,0 0,9982 29,0 0,9959
20,5 0,9981 29,5 0,9958
21,0 0,9980 30,0 0,9956
21,5 0,9979 30,5 0,9955
22,0 0,9978 31,0 0,9953
22,5 0,9977 31,5 0,9952
23,0 0,9975 32,0 0,9950
23,5 0,9974
METTLER TOLEDO 33360 + 210260 23
3.2 Empuje del aire
1 cm
3
de aire pesa - según las condiciones - entre 1 y 1,2 mg. Así, pues, un cuerpo que se pese en el aire
experimenta un empuje de esta magnitud por cada cm
3
de su volumen. Esto quiere decir que para una densidad
en torno a 1 (1 g/ cm
3
) se produce un error de cerca del 1 %o si no se tiene en cuenta el empuje del aire. De ahí
que si se requiere un resultado de 3 (ó de 4) decimales sea necesario corregir el empuje del aire en el resultado:
La densidad verdadera es aproximadamente 0,001 g/ cm
3
mayor que la calculada.
En la determinación de densidades de líquidos, el procedimiento (división por 10 ml, de acuerdo con el volumen
del cuerpo sumergible) facilita ya un resultado de cuatro cifras con una indicación del peso de tres cifras. Por
tanto es conveniente, por regla general, efectuar en este caso la corrección por empuje del aire.
3.3 Tolerancia de volumen del cuerpo sumergible
Norma de contraste alemana EO 13-4, párrafo 0.21
El volumen del cuerpo sumergible, incluyendo la mitad inferior del hilo de suspensión, debe ser ajustado de forma
que, al determinar la densidad del agua a 20 °C, se pueda producir como máximo un error de ± 0,0005 g/ cm
3
con un dispositivo sumergible de 30 g.
3.4. Profundidad de inmersión del cuerpo sumergible o portapiedras
El cuerpo sumergible pende de un alambre de platino de 0,2 mm de diámetro. Por consiguiente, el alambre
experimienta en el agua un empuje de unos 0,3 mg sobre 10 mm de longitud sumergida.
Si el líquido se encuentra 10 mm por encima del ojete del cuerpo sumergible, hay sumergidos unos 20 mm de
alambre, por lo que con densidades próximas a 1 se origina un empuje de 0,6 mg. Pero como todavía se divide
por 10 ml, este efecto no entra en consideración.
El portapiedras está formado, en la parte que se sumerge, por alambre de 0,8 mm de diámetro, lo que en el
caso de una densidad de líquido próxima a 1 produce un empuje de unos 5 mg por cada 10 mm de longitud
sumergida. Pero como al pesar el sólido en el aire el portapiedras está igualmente sumergido, y entre ambas
pesadas no varía la profundidad de inmersión en las balanzas electrónicas, a pesar de la diferencia de peso, la
fuerza ascensional en el portapiedras permanece constante y, por lo tanto, no interviene. Condición: El
portapiedras debe estar suspendido del estribo de igual forma las dos veces y el estado del líquido no variar. (La
variación del estado del líquido producida por la inmersión del sólido es generalmente despreciable: un volumen
del sólido de 1 cm
3
hace subir el líquido unos 0,5 mm, lo que da lugar a un empuje de unos 0,15 mg, es decir,
un error de densidad de 0,15 mg/ cm
3
aproximadamente).
3.5. Tensión superficial del líquido
Debido a la adhesión del líquido al alambre de suspensión, se produce un aumento aparente del peso. En el caso
del cuerpo sumergible (diámetro del alambre 0,2 mm) y en agua, esta fuerza es de cerca de 1 mg y puede ser
reducida a cerca de 0,3 mg empleando humectantes o líquidos orgánicos. Pero como también a continuación
se divide por 10 ml, el error de densidad resultante se eleva a 0.0001 g/ ml, como máximo.
Debido al mayor diámetro del alambre en el agua, se origina en el portapiedras una fuerza de hasta 3 mg. Pero
también en este caso, análogamente a lo que ocurre en 3.4, se elimina en la práctica un efecto sobre el resultado
sumergiendo el portapiedras en ambas pesadas (A y B). Sin embargo, para las máximas exigencias de exactitud
la reducción de la tensión superficial sería una medida de precaución (véase también 3.6).
24 METTLER TOLEDO 33360 + 210260
3.6 Burbujas de aire
Particularmente en el caso de líquidos poco mojadores, por ejemplo agua exenta de humectantes, existe la
posibilidad de que se adhieran burbujas de aire al sólido sumergido, cuerpo sumergible o portapiedras, que
influyan sobre el resultado por producir empuje. Una burbuja de 1 mm de ø produce un empuje de 0,5 mg,
mientras que otra de 2 mm produce un empuje de 4 mg.
Medidas de precaución
- Desengrase los sólidos que resistan a los disolventes.
- Limpie periódicamente portapiedras y cuerpo sumergible, sin tocar con las manos la parte que se sumerge.
- Sacuda siempre algo el portapiedras en la primera inmersión (mojadura) en el líquido, antes de suspenderlo
del estribo, para desprender las posibles burbujas de aire adheridas.
- Utilice humectantes o disolventes orgánicos como líquido auxiliar (p. ej. Foto-Flo de Kodak, Pervitro 75%
72409). Es despreciable el cambio de densidad del agua destilada producido por el humectante; si se añade
a 250 ml de agua por ejemplo 0,1 ml de humectante de la densidad 1.2, la densidad total varía en 0,0001 g/
ml.
3.7 Cuerpos porosos
Puesto que al sumergir cuerpos porosos generalmente no se desaloja todo el aire de los poros a través del
líquido, aparecen errores. La densidad del cuerpo sólo puede ser determinada de forma aproximada.
METTLER TOLEDO 33360 + 210260 25
4. Ejecución de las determinaciones de densidad
Disposición:
1 platillo de la balanza METTLER TOLEDO
2 estribo, encajado y fijado en el platillo mediante …
3 … tornillos de apriete;
4 puente, colocado transversalmente encima del platillo
sobre la caja de la balanza. Atención: platillo 1 y estribo
2 no deben rozar el puente!
5 vaso de 250 ml, colocado sobre el puente;
6 cuerpo sumergible o portapiedras, suspendidos del
estribo 2 en el …
7 … colgante. Deben estar suspendidos en el centro del
vaso sin tocarlo. Atención: La primera pesada se hace
en seco!
8 termómetro
Las distintas partes se vuelven a presentar en la página 33
(lista de repuestos).
Notas:
- Se recomienda comprobar la calibración.
- Tenga en cuenta, además del texto siguiente, las breves instrucciones prácticas de las ilustraciones que
acompañan a esta descripción.
4.1 Determinación de la densidad de líquidos
- Utilice el cuerpo de desplazamiento 210260 + el conjunto de determinar densidades para líquidos
33360.
- Ponga el vaso vació sobre el puente 4, concéntricamente debajo del colgante 7; introduzca el termómetro.
- Suspenda el cuerpo sumergible 6. No debe rozar el vaso ni el termómetro.
- Tare la balanza. Indicación: cero exacto.
- Eche el líquido a ensayar en el vaso hasta unos 10 mm por encima del ojete de suspensión del cuerpo
sumergible. No debe quedar adherida burbuja alguna al mismo; en caso necesario quite las burbujas con un
pincel fino, etc.
- En el indicador de la balanza aparece (con signo negativo) el empuje P
s
del cuerpo sumergible.
Divida esta indicación P
s
de la balanza por 10 y luego añada 0.001 g/ ml.
El resultado es la densidad de líquido buscada ρ
1
[g/ ml] a la temperatura T (lea).
P
s
P
s
[g]
ρ
1
=+ L
s
= + 0,001 g/ ml a T °C (P
s
= A
s
- B
s
)
V
s
10 ml
En el caso de que se omita la lectura directa del empuje, se obtiene P
s
a partir de dos pesadas separadas: A
s
= cuerpo sumergible en el aire; B
s
= cuerpo sumergible en el líquido. Procedimiento: igual que antes, pero tarando
antes de suspender el cuerpo sumergible. Con éste suspendido, la balanza señala así A
s
y, después de agregar
el líquido, B
s
(sin nuevo tarado!).
Ejemplo con indicación de empuje: Determinación de la densidad de la acetona.
7,898 g
Medidas: P
s
= 7,898 g ρ
1
+ 0,001 g/ ml = 0,7908 g/ ml a 20 °C
T = 20 °C 10 ml
La densidad de la acetona verificada es 0,7908 g/ ml a 20 °C.
26 METTLER TOLEDO 33360 + 210260
4.2 Determinación de la densidad de sólidos
- Utilice el conjunto de determinar densidades para sólidos (= portapiedras 6), 33360.
- Eche líquido auxiliar en el vaso hasta que el sólido, una vez colocado en la cestita de alambre del portapiedras,
esté cubierto como mínimo con 1 cm de líquido. Meta el termómetro. Coloque el vaso en el puente 4,
concéntricamente debajo del colgante 7.
- Suspenda el portapiedras (atención a las burbujas, sobre todo en la cestita).
- Tare la balanza. Indicación: cero exacto.
- Ponga el sólido seco en la capsulita superior del portapiedras, anote la indicación del peso (en gramos o en
quilates). Este es el peso A del sólido en el aire.
- Tare de nuevo la balanza (con sólido en la capsulita). Indicación: cero exacto.
- Saque el sólido de la capsulita y póngalo en la cestita de alambre inferior (dentro del líquido).
En el indicador de la balanza aparece (con signo negativo) el empuje p del sólido.
Divida la primera indicación A por la segunda P y luego multiplique este resultado intermedio por la densidad
ρ
o
del líquido auxiliar (a la temperatura dada T).
Este resultado final es la densidad buscada ρ
2
del sólido. La unidad corresponde a la unidad utilizada para
la densidad ρ
o
del líquido auxiliar, por ejemplo g/ cm
3
(igual a g/ ml).
A A [g] Puesto que las unidades de A y de P se anulan,
ρ
2
=• ρ
o
=• ρ
o
[g/ cm
3
] puede pesarse, por ejemplo, tanto en quilates como en
P P [g] gramos: el resultado ρ
2
tiene siempre la unidad de ρ
o
.
En el caso de que se omita la indicación directa, también aqui P se obtiene a partir de A - B: B aparece en lugar
de P en el indicador de la balanza, cuando después de la indicación de peso A no se tara de ninguna forma o
se hace con el sólido levantado.
Ejemplo con indicación de empuje: Determinación de la densidad de una moneda con ayuda de agua
destilada.
Medidas: A = 3,011 g 3,011
P = 0,336 g ρ
2
= • 0,997 g/ cm
3
= 8,93 g/ cm
3
T = 25,5 °C →ρ
o
= 0,997 g/ cm
3
0,336
La moneda tiene una densidad de 8,93 g/ cm
3
.
34 METTLER TOLEDO 33360 + 210260
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