La masse volumique d'un échantillon est un critère de qualité important, à la fois pour les matières premières et les produits finis. Différentes techniques permettent de déterminer avec précision la masse volumique de matières solides, visqueuses et liquides : métaux, plastiques, produits chimiques, lubrifiants, aliments.

La masse volumique comme contrôle qualité

Si la masse volumique d'une matière première varie, cela indique un changement dans la matière qui peut affecter le bon fonctionnement ou la qualité du produit fini. La mesure de masse volumique des matières premières est un moyen de contrôler la pureté des matières. Si une substance a été coupée avec un produit de substitution moins cher, la masse volumique mesurée du matériau composite sera différente de celle de la substance pure.

La masse volumique est aussi un indicateur d'homogénéité. Si une pièce usinée n'est pas homogène, ses attributs clés de performance comme la robustesse et la résistance aux fissures peuvent être affectés. Par exemple, une infime bulle d'air interne peut entraîner la défaillance de la pièce lorsque cette dernière est soumise à une contrainte. L'échantillonnage aléatoire de pièces est un moyen simple et abordable de surveiller leur qualité en continu.

Pourquoi un pesage précis est essentiel

Parmi les techniques d'analyse gravimétrique classiques pour déterminer la masse volumique figurent la technique de poussée d'Archimède, le principe de déplacement et la méthode avec pycnomètre.

La méthode de mesure la plus courante est la technique de poussée d'Archimède, basée sur le principe d'Archimède : un corps immergé dans un liquide présente une perte de masse apparente égale au poids du liquide déplacé. Ce principe ancien découvert environ 200 ans av. JC, est utilisé aujourd'hui en l'état pour déterminer la masse volumique de façon gravimétrique. Ainsi, la précision des mesures de la masse volumique dépend fortement de la précision des valeurs de poids.

Méthode de poussée d'Archimède - Le principe d'Archimède en action

Selon le principe de la poussée d'Archimède, tout corps plongé entièrement ou partiellement dans l'eau est soumis à une poussée ascendante. Cette force est équivalente
au poids du liquide déplacé par ce corps.

Les densimètres numériques mesurent la masse volumique, la densité et d'autres valeurs connexes (pourcentage d'alcool, degrés BRIX et API, par exemple) avec une extrême précision et une grande rapidité, si vous souhaitez mesurer des propriétés autres que la masse volumique.
 

La masse volumique est un critère de qualité extrêmement important, à la fois pour les matières premières et les produits finis. Pour obtenir des résultats de masse volumique précis, de nombreux facteurs sont à prendre en compte. Si vous avez besoin d'aide sur les mesures de masse volumique ou de conseils sur la balance ou le kit de détermination de la masse volumique à acheter, notre équipe d'experts peut vous aider.
N'hésitez pas à nous contacter.

Bulles

La principale source d'erreur dans les mesures de masse volumique est, de loin, la mouillabilité de l'échantillon. Lorsque l'échantillon est immergé dans du liquide, il est essentiel que toutes les bulles d'air adhérant à l'échantillon et à l'équipement soient supprimées. Toutes les bulles restantes entraînent un effet de poussée d'Archimède qui fausse le calcul de masse volumique. (Une bulle de 1 mm de diamètre entraîne une poussée d'Archimède de 0,5 mg.) Nos recommandations sont les suivantes :
 

• Utilisez un agent mouillant ou des liquides organiques (l'écart de masse volumique constaté avec l'eau distillée et l'ajout de quelques gouttes d'un agent mouillant est négligeable).
• Dégraissez les corps solides résistants aux solvants.
• Nettoyez votre équipement régulièrement.
• Ne touchez pas à mains nues les éléments à immerger.
• Utilisez une brosse fine pour éliminer les bulles d'air tenaces.
   

Température

Les solides sont généralement insensibles aux fluctuations de température. Les écarts de masse volumique correspondants sont donc insignifiants. Cependant, comme la détermination de la masse volumique est effectuée avec un liquide auxiliaire, la température doit être prise en compte. L'influence de la température est supérieure lors de l'analyse de liquides. Elle peut entraîner des écarts de masse volumique de l'ordre de 0,1 à 1 ‰ par °C.

Cet effet est manifeste dès la troisième décimale du résultat. Pour obtenir des résultats précis, prenez toujours en compte la température du liquide auxiliaire à chaque mesure de masse volumique. Les valeurs sont consultables dans des carnets de tableaux dédiés. Les masses volumiques des principaux liquides de référence (H₂O et éthanol) sont enregistrées dans la balance.

Pesage

Comme mentionné ci-dessus, le pesage joue un rôle important dans la détermination précise de la masse volumique. Il est donc essentiel que la balance réponde aux exigences de l'application de mesure. Pour des échantillons de faible volume, la pesée minimale nette de la balance est un critère essentiel. Les pesées inférieures à ce seuil ne répondent pas au niveau de précision exigé.

Gestion des données

La transcription manuelle des données d'échantillon, des valeurs de pesage et des calculs de masse volumique est chronophage et sujette aux erreurs.

La plupart des balances d'analyse et de précision METTLER TOLEDO avec précision d'affichage d'1 mg ou supérieure permettent de déterminer facilement la masse volumique via la technique de poussée d'Archimède, à l'aide d'un kit de masse volumique qui se monte sur la balance en quelques étapes simples.

La détermination de la masse volumique de solides avec une balance est une procédure simple et pratique qui permet d'obtenir des résultats très fiables par rapport à d'autres méthodes où le volume est déterminé indépendamment du poids. En montant un kit de masse volumique sur une balance de laboratoire standard, vous évitez d'acheter un instrument spécialement dédié à cette procédure relativement simple. Cette solution constitue un investissement très rentable. En complétant le kit par un plongeur en verre de volume connu, vous pouvez également déterminer la masse volumique d'échantillons liquides.

L'application intégrée de détermination de la masse volumique comprend des instructions détaillées qui facilitent l'utilisation du système, même pour des opérateurs novices. Vous bénéficiez en outre des avantages suivants :
 

• Grande souplesse, pour s'adapter aux exigences de processus spécifiques
• Calculs automatiques de masse volumique des solides et liquides, notamment réglage de température du liquide de référence
• Évaluation statistique de plusieurs échantillons
• Toutes les données (utilisateur, ID de l'échantillon, numéro de lot, heure et date) peuvent être imprimées ou enregistrées sur une clé USB.
   

Mesure de la masse volumique d'échantillons volumineux

Pour les échantillons en vrac trop volumineux pour le kit de détermination de la masse volumique, les balances de précision METTLER TOLEDO avec précision d'affichage 0,1 g et 0,01 g peuvent être converties en balance à charge suspendue, en montant un crochet prévu à cet effet. Le principe de mesure de masse volumique est strictement identique ; l'échantillon est pesé dans l'air puis dans un liquide de référence.

Découvrez comment mesurer la masse volumique sur votre balance de laboratoire METTLER TOLEDO, en toute simplicité. Le kit de masse volumique permet de déterminer la masse volumique de substances solides, liquides, poreuses et visqueuses. Grâce aux instructions détaillées et aux calculs automatiques, le processus est très simple.

La détermination de la masse volumique des plastiques est essentielle pour assurer leur qualité constante. Cette note d'application décrit la détermination de la masse volumique des pièces de plastique solide à l'aide de l'application intégrée d'une balance d'analyse MS-TS, ML-T ou ME-T de METTLER TOLEDO et d'un kit de détermination de la masse volumique.