Oznaczanie gęstości

Oznaczanie gęstości

Analiza żywności - ćwiczenia

Analiza żywności - ćwiczenia



Gęstość ciała „d” jest to stosunek

Gęstość ciała „d” jest to stosunek

masy ciała „m” do jego objętości „v”

masy ciała „m” do jego objętości „v”

d

d

=

=

m

m

(kg)/

(kg)/

v

v

(m

(m

3

3

) lub g/cm

) lub g/cm

3

3



Ciężar własciwy ciała „s” jest to

Ciężar własciwy ciała „s” jest to

stosunek ciężaru ciała „p” do

stosunek ciężaru ciała „p” do

objętości

objętości

s = p/v

s = p/v

N/m

N/m

3

3

Gęstość i ciężar właściwy są liczbami

Gęstość i ciężar właściwy są liczbami

mianowanymi i gdy wyrazi się masę

mianowanymi i gdy wyrazi się masę

w kg, ciężar w N zaś objętość w m

w kg, ciężar w N zaś objętość w m

3

3

to

to

otrzyma się jednakowe wartości.

otrzyma się jednakowe wartości.

Gęstość ciał mierzy się porównując

Gęstość ciał mierzy się porównując

gęstość badanego ciała z gęstością

gęstość badanego ciała z gęstością

wody przyjętą jako wzorzec. Gęstość

wody przyjętą jako wzorzec. Gęstość

ciała jest wielkością stałą, ale zależy od:

ciała jest wielkością stałą, ale zależy od:



Temperatury

Temperatury



Ciśnienia

Ciśnienia

Ze względu na zmianę rozszerzalności i

Ze względu na zmianę rozszerzalności i

ściśliwości

ciał

w

zależności

od

ściśliwości

ciał

w

zależności

od

temperatury.

temperatury.

Gęstość rzeczywista

Gęstość rzeczywista



jest to stosunek masy „m” pewnej

jest to stosunek masy „m” pewnej

objetości ciała w temperaturze „t” do

objetości ciała w temperaturze „t” do

masy „m

masy „m

w

w

” takiej objetości wody w

” takiej objetości wody w

temperaturze 277 K /4

temperaturze 277 K /4

o

o

C/. Gęstość

C/. Gęstość

wody w temperaturze 277 K przyjęto

wody w temperaturze 277 K przyjęto

jako jedność i wynosi ona 10

jako jedność i wynosi ona 10

-3

-3

kg/m

kg/m

3.

3.

d = m /m

d = m /m

w

w

Wartość d tak wyrażona jest wielkością niemianowaną

Wartość d tak wyrażona jest wielkością niemianowaną

t

4

Gęstość względna /pozorna/

Gęstość względna /pozorna/



Jest to stosunek gęstości ciała

Jest to stosunek gęstości ciała

badanego w temperaturze „t” do

badanego w temperaturze „t” do

gęstości wody w tej samej

gęstości wody w tej samej

temperaturze. Wyraża się ta wielkość

temperaturze. Wyraża się ta wielkość

symbolem „d „ Aby wielkość tę

symbolem „d „ Aby wielkość tę

przeliczyć na gęstość rzeczywistą

przeliczyć na gęstość rzeczywistą

należy pomnożyć ją przez gęstość

należy pomnożyć ją przez gęstość

wody w temperaturze pomiaru.

wody w temperaturze pomiaru.

d = d * d

d = d * d

t
t

t

t

t

t

4

w

Metody oznaczania gęstości

Metody oznaczania gęstości



Metody areometryczne

Metody areometryczne

Do pomiaru gęstości często używa

Do pomiaru gęstości często używa

się areometru. Przyrząd ten składa

się areometru. Przyrząd ten składa

się

się

z rurki szklanej /trzpienia/:

z rurki szklanej /trzpienia/:



U góry znajduje się podziałka

U góry znajduje się podziałka



Na dole /w postaci bańki/ balast

Na dole /w postaci bańki/ balast

Odczytywanie wskazań

Odczytywanie wskazań

areometru

areometru



Czasami areometry wyposażone są w

Czasami areometry wyposażone są w

termometry /termoareometry/

termometry /termoareometry/



Ze względu na zależność gęstości od

Ze względu na zależność gęstości od

temperatury areometry wyskalowane

temperatury areometry wyskalowane

są w odpowiedniej temperaturze i w

są w odpowiedniej temperaturze i w

niej należy dokonywać pomiaru. W

niej należy dokonywać pomiaru. W

przypadku

pomiaru

w

innej

przypadku

pomiaru

w

innej

temperaturze

należy

uwzględnić

temperaturze

należy

uwzględnić

odpowiednią poprawkę

odpowiednią poprawkę



Podczas badania należy uważać aby

Podczas badania należy uważać aby

areometr

nie

dotykał

brzegów

areometr

nie

dotykał

brzegów

naczynia i utrzymywany był w cieczy

naczynia i utrzymywany był w cieczy

pionowo.

pionowo.



Odczyt wskazań w przypadku cieczy

Odczyt wskazań w przypadku cieczy

przezroczystych dokonuje się według

przezroczystych dokonuje się według

menisku

dolnego

a

cieczy

menisku

dolnego

a

cieczy

nieprzezroczystych według menisku

nieprzezroczystych według menisku

górnego

górnego



Czułość areometru jest duża /wynosi

Czułość areometru jest duża /wynosi

0,0005/.

0,0005/.



Zwiększa się w miarę wzrostu

Zwiększa się w miarę wzrostu

objętości bańki i ze zmniejszeniem

objętości bańki i ze zmniejszeniem

przekroju trzpienia oraz im większa

przekroju trzpienia oraz im większa

część areometru jest zanurzona w

część areometru jest zanurzona w

cieczy i im mniejsza jest gęstość

cieczy i im mniejsza jest gęstość

cieczy

cieczy

Rodzaje areometrów

Rodzaje areometrów

1/

areometry

wzorcowane

w

1/

areometry

wzorcowane

w

jednostkach gęstości – densymetry

jednostkach gęstości – densymetry



Gay-Lussac’a który mierzy gęstość

Gay-Lussac’a który mierzy gęstość

rzeczywistą

rzeczywistą



Laktodensymetr /wyskalowany w temp.

Laktodensymetr /wyskalowany w temp.

15

15

o

o

C/ mierzy gęstość w stopniach

C/ mierzy gęstość w stopniach

umownych /

umownych /

o

o

L/ i stosuje się go do

L/ i stosuje się go do

pomiaru gęstości mleka. Stopnie L

pomiaru gęstości mleka. Stopnie L

odpowiadają drugiemu i trzeciemu

odpowiadają drugiemu i trzeciemu

miejscu po przecinku np. 1,0356 g/cm

miejscu po przecinku np. 1,0356 g/cm

3

3

odpowiada 35,6

odpowiada 35,6

o

o

L

L



Oechslego jest stosowany w

Oechslego jest stosowany w

winiarstwie do pomiaru gęstości

winiarstwie do pomiaru gęstości

moszczu gronowego. Wyskalowany

moszczu gronowego. Wyskalowany

jest w stopniach Oe, które

jest w stopniach Oe, które

odpowiadają jednostkom trzeciego

odpowiadają jednostkom trzeciego

miejsca po przecinku gęstości w

miejsca po przecinku gęstości w

g/cm

g/cm

3

3

d = 1,007 g/cm

d = 1,007 g/cm

3

3

= 7

= 7

o

o

Oe

Oe

2/ areometry procentowe

2/ areometry procentowe



Ballinga

lub

Brixa

Ballinga

lub

Brixa

,

zwane

,

zwane

cukromierzami. Mierzą gęstość w skali

cukromierzami. Mierzą gęstość w skali

umownej, a mianowicie wskazują

umownej, a mianowicie wskazują

stężenie

sacharozy

w

roztworze

stężenie

sacharozy

w

roztworze

wodnym w procentach wagowych.

wodnym w procentach wagowych.

Przy

pomiarze

gęstości

soków

Przy

pomiarze

gęstości

soków

owocowych, zacierów i brzeczek

owocowych, zacierów i brzeczek

wskazują

przyblizoną

zawartość

wskazują

przyblizoną

zawartość

ekstraktu

ekstraktu

Stopnie Ballinga /

Stopnie Ballinga /

o

o

Blg/ używane są w

Blg/ używane są w

przemyśle owocowo-warzywnym i

przemyśle owocowo-warzywnym i

fermentacyjnym, natomiast Brixa

fermentacyjnym, natomiast Brixa

/

/

o

o

Bx/ w przemyśle cukrowiniczym.

Bx/ w przemyśle cukrowiniczym.



Alkoholomierze

Alkoholomierze

służą do pomiaru

służą do pomiaru

zawartości alkoholu etylowego w

zawartości alkoholu etylowego w

wodnym roztworze. Wyskalowane są

wodnym roztworze. Wyskalowane są

w

stopniach

w

stopniach

Trallesa

Trallesa

/

/

o

o

Tr/

Tr/

odpowiadające zawartości etanolu w

odpowiadające zawartości etanolu w

procentach objętościowych lub w

procentach objętościowych lub w

stopniach

stopniach

Richtera

Richtera

/

/

o

o

R/,

które

R/,

które

wyrażają procenty wagowe etanolu.

wyrażają procenty wagowe etanolu.



Areometry wyskalowane w skali

Areometry wyskalowane w skali

umownej Baum

umownej Baum

é

é

go /

go /

o

o

Be/, wskazujące

Be/, wskazujące

w przybliżeniu procentową zawartość

w przybliżeniu procentową zawartość

NaCl w roztworze wodnym.

NaCl w roztworze wodnym.

Przeliczenie stopni n =

Przeliczenie stopni n =

o

o

Be dokonuje

Be dokonuje

się według wzoru:

się według wzoru:

d = 144,3/(144,3-n)

d = 144,3/(144,3-n)

15

15

Dla cieczy lżejszych od wody wartość n się dodaje

Metody piknometryczne

Metody piknometryczne



Zasada pomiaru polega na

Zasada pomiaru polega na

porównaniu masy tej samej objętości

porównaniu masy tej samej objętości

cieczy o nieznanej gęstości z masa

cieczy o nieznanej gęstości z masa

wody o tej samej objętości i

wody o tej samej objętości i

temperaturze

temperaturze

d = (m

d = (m

1

1

-m)/(m

-m)/(m

2

2

-m)

-m)

m

m

1

1

– masa piknometru z badana

– masa piknometru z badana

próbką /g/

próbką /g/

m

m

2

2

– masa piknometru z wodą /g/

– masa piknometru z wodą /g/

m – masa piknometru samego

m – masa piknometru samego



Piknometry mogą mieć różne kształty i

Piknometry mogą mieć różne kształty i

różną objętość /10, 20, 50 cm

różną objętość /10, 20, 50 cm

3

3

/. Im

/. Im

objętość piknometru większa tym pomiar

objętość piknometru większa tym pomiar

dokładniejszy.

Dokładność

pomiaru

dokładniejszy.

Dokładność

pomiaru

wynosi 10

wynosi 10

-7

-7



Piknometrem

oznacza

się

gęstość

Piknometrem

oznacza

się

gęstość

względną i aby ją przeliczyć na gęstość

względną i aby ją przeliczyć na gęstość

rzeczywistą należy otrzymana wartość

rzeczywistą należy otrzymana wartość

pomnożyć przez gęstość wody w

pomnożyć przez gęstość wody w

temperaturze pomiaru

temperaturze pomiaru



Pomiary piknometrem powinny być

Pomiary piknometrem powinny być

wykonane w stałej temperaturze

wykonane w stałej temperaturze

Metody przy użyciu wago

Metody przy użyciu wago

hydrostatycznej

hydrostatycznej



Metoda opiera się na prawie

Metoda opiera się na prawie

Archimedesa, według którego na ciało

Archimedesa, według którego na ciało

zanurzone w cieczy działa parcie

zanurzone w cieczy działa parcie

pionowe w górę, różne ciężarowi

pionowe w górę, różne ciężarowi

wypartej wody. Stąd gęstość można

wypartej wody. Stąd gęstość można

wyrazić wzorem:

wyrazić wzorem:

G = (G

G = (G

o

o

-G

-G

c

c

) / (g * v) kg/m

) / (g * v) kg/m

3

3

G

G

o

o

– ciężar ciała w powietrzu /N/

– ciężar ciała w powietrzu /N/

G

G

c

c

– ciężar ciała w cieczy /N/

– ciężar ciała w cieczy /N/

g – przyspieszenie ziemskie /m/s

g – przyspieszenie ziemskie /m/s

2

2

/

/

v – objetość ciała /m

v – objetość ciała /m

3

3

/

/

Rodzaje wagi hydrostatycznej

Rodzaje wagi hydrostatycznej



Westphala-Mohra

Westphala-Mohra



Parowa /oznaczanie

Parowa /oznaczanie

skrobiowości ziemniaków/

skrobiowości ziemniaków/