Cos'è la gravità specifica?

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Cos'è la gravità specifica?
Formula della densità
Formula della gravità specifica
Olio su acqua
molecole in movimento - bassa temperatura
molecole in movimento - bassa temperatura

Molecole a una data temperatura
(movimenti leggeri)

molecole in movimento - temperatura elevata
molecole in movimento - temperatura elevata

Stesse molecole all'aumentare della temperatura
(allontanamento)

Densità e temperatura
Densità e temperatura

Esempio:

d etanolo a 20 °C = 0,7895 g/cm³

d etanolo a 40 °C = 0,7724 g/cm³

 

d acqua a 20 °C = 0,9982 g/cm³

d acqua a 40 °C = 0,9922 g/cm³

 

SG etanolo a 20 °C = 0,7909 g/cm³

SG etanolo a 40 °C = 0,7785 g/cm³

Idrometro

Idrometro
Idrometro

Un idrometro è uno strumento conveniente utilizzato per determinare la gravità specifica o la densità dei liquidi. Prodotto in vetro soffiato, è composto da un fondo tondeggiante appesantito da graniglia di piombo o acciaio e uno stelo lungo e stretto con una scala. L'idrometro viene immerso nel liquido campione fino a quando non galleggia. La misura della densità si ottiene osservando il livello della scala al quale finisce per allinearsi il liquido stesso. La maggior parte degli idrometri misura la gravità specifica dei campioni: in parole povere, un idrometro indica all'utente se un liquido è più o meno denso dell'acqua. Si troverà a galleggiare più in alto in un liquido caratterizzato da una gravità specifica maggiore, come l'acqua che contiene zucchero disciolto, rispetto a un altro con una gravità specifica inferiore, come l'acqua pura o l'alcol.

Nell'utilizzare un idrometro, l'utente ha due opzioni:

  1. Utilizzare un idrometro alla sua temperatura di taratura (generalmente 16 o 20 °C). A seconda del suo volume, il campione potrebbe impiegare del tempo a raggiungere questa temperatura.
  2. Registrare semplicemente il valore della misura alla temperatura dell'ambiente circostante. In questo caso, vanno registrati sia il valore della misura sia quello della temperatura. Se necessario, è possibile applicare successivamente un fattore di correzione per ottenere il valore della misura corretto in base alla temperatura.

Picnometro

Picnometro
Picnometro

Il picnometro è un matraccio dal volume predefinito, in genere prodotto in vetro, che viene utilizzato per determinare la gravità specifica o la densità di un liquido. Può anche determinare la gravità specifica o la densità di dispersioni, solidi e persino gas. Se utilizzati correttamente, i picnometri garantiscono risultati con un'accuratezza fino a 10-5 g/cm3, a seconda del livello di ripetibilità (numero di cifre decimali) della bilancia digitale utilizzata. Per misurare la temperatura, è necessario un termometro e per garantire misure accurate con il picnometro, gli utenti devono aver ricevuto una formazione appropriata.

Densimetro digitale portatile

Densimetro digitale portatile
Densimetro digitale portatile

I densimetri digitali portatili vengono utilizzati per determinare in modo accurato e rapido la densità o la gravità specifica di campioni liquidi. La determinazione della densità o della gravità specifica con gli strumenti digitali si basa su due fattori:

  1. L'oscillazione, o vibrazione, di un tubo di vetro a forma di U (tubo a U).
  2. La relazione tra la massa del campione liquido e la frequenza di oscillazione del tubo a U. Riempire il tubo a U con il campione liquido ne influenza la frequenza di oscillazione: per via delle regolazioni di fabbrica con campioni dalla densità nota, questa frequenza di oscillazione può essere direttamente rapportata alla densità di ogni campione liquido con un'accuratezza di 0,001 g/cm3 o alla gravità specifica con un'accuratezza di 0,001. I densimetri digitali portatili misurano il campione a temperatura ambiente. Se è richiesto un risultato a una determinata temperatura, il densimetro digitale è in grado di applicare un fattore di correzione alla misura in modo tale da effettuare la compensazione in base alla temperatura definita. Ogni misura richiede pochi secondi e l'utente può quindi passare velocemente al campione successivo. I valori di densità ottenuti possono essere convertiti in altre unità di concentrazione necessarie per applicazioni specifiche, come gravità specifica, API, % di alcol, grado Brix e così via.

Densimetro digitale da banco

Densimetro digitale da banco
Densimetro digitale da banco

I densimetri digitali da banco utilizzano la stessa tecnologia dei densimetri digitali portatili, ovvero l'oscillazione di un tubo di vetro a forma di U (tubo a U). Inoltre, sono dotati di un sistema di controllo della temperatura Peltier integrato, che porta il campione alla temperatura selezionata (ad esempio, 20 °C). Il controllo della temperatura può variare da 0 a 95 °C. Questi densimetri possono raggiungere un'accuratezza di 0,000005 g/m3 per la densità o di 0,000005 per la gravità specifica.

Alcuni densimetri digitali da banco possono essere collegati a soluzioni di automazione dei campioni per campioni singoli o multipli, che offrono campionamento, risciacquo ed essiccamento automatici. Spesso questi densimetri possono essere aggiornati a un sistema automatico multiparametro, combinando densità, indice di rifrazione, pH, colore, conducibilità e molto altro per risparmiare tempo, migliorare la qualità dei dati e prevenire l'alterazione dei campioni tra un'analisi e l'altra.

Uno dei vantaggi dei densimetri digitali che utilizzano il tubo di vetro a U è il ridotto volume di campione richiesto (solitamente 1,5 ml), che consente un più rapido equilibrio della temperatura del campione.

A temperature differenti

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Domande frequenti

Che cos'è la gravità specifica dell'aria?

A 20 °C e 101,325 kPa (pressione atmosferica al livello del mare) la gravità specifica dell'aria è pari a 0,00121. Questa pressione cambia con le condizioni meteorologiche (pressione inferiore in caso di pioggia o neve) e con l'altitudine (pressione inferiore a un'altezza maggiore rispetto al livello del mare). Ad esempio, a un'altitudine di 440 m sul livello del mare, la pressione atmosferica (media annuale) è di soli 96,12 kPa e la gravità specifica media dell'aria a 20 °C è 0,00114.

 

Che cos'è la gravità specifica dell'acqua?

La gravità specifica dell'acqua è 1,00000 a 20 °C. Bisogna tenere presente che la densità dell'acqua cambia con la temperatura. Aumenta da 0 a 4 °C (avvicinandosi quasi a 1) e poi diminuisce da 4 °C a temperature superiori. Tuttavia, la gravità specifica dell'acqua non cambia con la temperatura; è comunque pari a 1,00000.

 

Perché è possibile utilizzare la gravità specifica per identificare un campione?

La gravità specifica e la densità possono essere facilmente usate per identificare un campione puro perché ciascuna sostanza è caratterizzata da una densità e una gravità specifica uniche. Dopo la misura, è possibile verificare la gravità specifica o la densità del campione per verificare a cosa corrisponde.

 

In che modo è possibile utilizzare la densità o la gravità specifica per determinare le concentrazioni?

La quantità di soluto in un solvente in genere influisce su densità e gravità specifica della soluzione risultante. Misurando la gravità specifica di una serie di soluzioni con quantità note e variabili di soluto disciolto, è possibile trovare una formula o una tabella di conversione che correla la gravità specifica alla concentrazione per una data soluzione.

 

Quali sono alcune applicazioni tipiche della determinazione della gravità specifica?

Ecco alcune applicazioni tipiche della determinazione della gravità specifica.

  • Determinazione della concentrazione di alcol nei superalcolici, controllo del processo di fermentazione nella produzione di vino e birra
  • Misura del grado Brix (contenuto di zucchero) di prodotti intermedi e finali in alimenti e bevande
  • Gravità specifica, densità e altre concentrazioni, come la gravità API, di oli pesanti, paraffina e lubrificanti nel settore petrolchimico.
  • Gravità specifica e densità dell'acido per batterie nel settore automobilistico e altri solventi
  • Acidi e basi nel settore chimico
  • Diverse applicazioni nel settore farmaceutico, come la gravità specifica in cosmetici, prodotti per l'igiene personale e molto altro ancora