Mettler Toledo Density determination kit For AE balances Operating Instruction

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

2 METTLER TOLEDO 33360 + 210260

LEERSEITE

33360

210260

Density Determination of Liquids

Dichtebestimmung von Flüssigkeiten

Détermination de la masse volumique de liquides

Determinación de densidades de liquidos

Determinazione della densità dei liquidi

La page charge ...

METTLER TOLEDO 33360 + 210260 15

Accessoires pour la détermination de la masse volumique

des solides et des liquides à l'aide de balances électroniques METTLER TOLEDO

à plateau supérieur ayant un diamètre de 80 et 130 mm.

- de solides. Accessoires 33360.

- de liquides. Accessoires 33360 + corps de déplacement 210260.

1. Définition de la masse volumique

- des solides et des liquides à l'aide de balances électroniques METTLER TOLEDO à plateau supérieur ayant

un diamètre de 80 et 130 mm.

La masse volumique ρ d'un corps homogène est le rapport entre sa masse (m) et son volume (V) ou encore la

masse d'une unité de volume de ce corps:

m [g] ρ = masse volumique

ρ = m = masse

V [cm

3

] V = volume

Suivant la norme allemande DIN 1305, la notion de "poids" peut être utilisée à la place de la masse (m).

2. Principe de la détermination de la masse volumique

Suivant le principe d'Archimède, tout corps plongé dans un liquide en équilibre subit de la part de ce liquide une

poussée verticale orientée de bas en haut égale au poids du liquide déplacé. La grandeur recherchée peut être

déterminée à l'aide de ce principe. Le procédé diffère un peu suivant qu'il s'agit de liquides ou de solides:

La masse volumique d'un liquide est déterminée à l'aide d'un plongeur de volume connu. Pour cela, il faut

peser ce plongeur d'abord dans l'air, puis plongé dans le liquide. A partir de ces deux pesées (en grammes), la

masse volumique de liquide ρ

1

se calcule de la manière suivante:

A

s

- B

s

ρ

1

=+ L

s

ρ

1

= masse volumique du liquide à examiner

V

s

à la température T donnée

A

s

= poids du plongeur dans l'air

B

s

= poids du plongeur dans le liquide

ou simplement V

s

= volume du plongeur

L

s

= poussée de l'air par ml du plongeur (correction de

A

s

ou P

s

): environ + 0,001 g/ ml; voir aussi sous 3.2,

P

s

Poussée de l'air

ρ

1

=+ L

s

P

s

= poussée du liquide sur le plongeur

V

s

(au lieu de A

s

- B

s

): donnée directement par les

balances électroniques METTLER TOLEDO, voir

sous 4.1

La masse volumique d'un solide est déterminée à l'aide d'un liquide (liquide auxiliaire) de masse volumique

connue. Pour cela, il faut peser le solide d'abord dans l'air, puis plongé dans ce liquide. A partir de ces deux

pesées (en grammes ou en carats), la masse volumique de solide ρ

2

se calcule de la manière suivante:

A

ρ

2

=• ρ

o

ρ

2

= masse volumique du solide

A - B A = poids du solide dans l'air

B = poids du solide plongé dans le

ou simplement liquide auxiliaire

ρ

o

= masse volumique du liquide auxiliaire

A à la température T donnée

ρ

2

=• ρ

o

P = poussée du liquide auxiliaire sur le solide

P (au lieu de A - B): donnée directement par les

balances électroniques METTLER TOLEDO, voir

sous 4.2

Pour les solides, la poussée de l'air n'est généralement pas prise en considération. Si nécessaire, comme dans

le premier cas, une correction d'environ + 0,001 g/ cm

3

peut être apportée au résultat ρ

2

; voir aussi sous 3.2,

Poussée de l'air.

16 METTLER TOLEDO 33360 + 210260

3. Précision de la détermination de la masse volumique

La prise en considération de facteurs susceptibles d'influencer le résultat se fait toujours en fonction de la

précision recherchée. La présentation détaillée suivante doit permettre une évaluation quantitative de ces

facteurs.

3.1 Température

La variation de la masse volumique des solides due à la variation de la température est généralement si faible

que pour la détermination de la masse volumique leur température est sans importance (ceci est aussi valable

pour le plongeur).

Par contre, la variation de la masse volumique des liquides est de l'ordre de grandeur de 0,1 … 1 %o par °C,

et peut donc déjà apparaître dans le troisième chiffre après la virgule.

Examples de variation Eau distillée: environ 1 %o par 5 °C

de la masse volumique: Carbures d'hydrogène et alcools: environ 1 %o par 1 °C

Il faut noter que cette variation de la masse volumique des liquides se répercute aussi sur le résultat de la

détermination de la masse volumique des solides, parce que le volume de ces derniers est déterminé à l'aide

d'un liquide auxiliaire dans lequel ils sont plongés. Aussi faut-il toujours tenir compte de la température du liquide

si une précision supérieure à 1 % est désirée!

Table de la masse volumique de l'eau distillée:

(d'après "Handbook of Chemistry and Physics", 66th Ed. 1985-1986, F4-F5)

La masse volumique d'autres liquides à la temperature T est à rechercher dans les tables correspondantes.

Température (°C) Masse volumique Température (°C) Masse volumique

(g/ ml) (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 17

3.2 Poussée de l'air

1 cm

3

d'air pèse, suivant son état, environ 1 … 1,2 mg. Un corps, quand il est pesé dans l'air, subit donc par cm

3

de son volume une poussée de cette valeur. Cela signifie que pour une masse volumique autour de 1 (1 g/ cm

3

),

une erreur d'environ 1 %o est faite en ne tenant pas compte de la poussée de l'air. C'est pourquoi il faut en tenir

compte si le résultat est demandé avec une précision de 3 (ou 4) chiffres après la virgule:

La masse volumique exacte est environ 0,001 g/ cm

3

plus grande que celle calculée.

La façon de calculer la masse volumique des liquides (division par 10 ml, correspondants au volume du plongeur)

fait que, déjà pour un poids donné en trois décimales, le résultat soit donné en quatre décimales. C'est pourquoi

il est judicieux dans ce cas d'effectuer systématiquement la correction due à la poussée de l'air.

3.3 Tolérance du volume du plongeur

Législation allemande relative aux instruments de mesure: EO 13-4 paragraphe 9.21

Le volume du plongeur, y compris la moitié inférieure du fil de suspension, doit être ajusté de façon que, lors de

la détermination de la masse volumique de l'eau à 20 °C, il puisse se produire, au maximum, une erreur de ±

0,0005 g/ cm

3

pour un dispositif plongeur de 30 g.

3.4 Profondeur d'immersion du plongeur ou du porte-pierre

Le plongeur est attaché à un fil de platine de diamètre 0,2 mm. Ce fil subit dans l'eau une poussée d'environ 0,3

mg par 10 mm de longueur immergée.

Si le liquide se trouve 10 mm au-dessus de l'anneau du plongeur, environ 20 mm de fil sont immergés. Pour une

masse volumique proche de 1, il résulte de ce fait une poussée d'environ 0,6 mg. Mais comme on divise encore

par 10 ml, cette source d'erreur devient parfaitement négligeable.

Le porte-pierre se compose dans sa partie immersible d'un fil de diamètre 0,8 mm qui subit, pour une masse

volumique du liquide proche de 1, une poussée d'environ 5 mg par 10 mm de longueur immergée. Comme le

porte-pierre est également immergé lors de la pesée dans l'air du solide et que sa profondeur d'immersion malgré

la différence de poids, ne change pas sur les balances électroniques, la poussée du liquide sur le porte-pierre

reste constante et n'entre donc pas en considération. Condition: Ne pas changer le niveau du liquide. (Le

changement du niveau du liquide dû à l'immersion du solide est le plus souvent négligeable: un volume de solide

d'1 cm

3

fait monter le niveau du liquide de 0,5 mm, ce qui provoque une poussée d'environ 0,15 mg, c'est à dire

une erreur de la masse volumique d'environ 0,15 mg/ cm

3

).

3.5 Tension superficielle du liquide

L'adhésion du liquide sur le fil de suspension crée une augmentation de poids fictive. Dans le cas du plongeur

(diamètre du fil 0,2 mm) et de l'eau, cette force est environ 1 mg; en utilisant des agents mouillants ou des liquides

organiques, elle peut être réduite à 0,3 mg. Mais dans ce cas aussi, il faut encore diviser par 10 ml, de telle manière

que l'erreur de la masse volumique résultante atteint au maximum 0,0001 g/ ml.

Le diamètre du fil étant plus grand, il se crée sur le porte-pierre dans l'eau une force pouvant atteindre 3 mg. Dans

ce cas aussi, comme dans le paragraphe 3.4, une influence sur le résultat est pratiquement exclue, car le porte-

pierre est immergé lors des deux pesées (A et B). Si une grande précision est désirée, il serait néanmoins

préférable, par précaution, de réduire la tension superficielle (voir aussi sous 3.6).

18 METTLER TOLEDO 33360 + 210260

3.6 Bulles d'air

Particulièrement dans un liquide peu mouillant, comme par exemple de l'eau pure, il est possible qu'il reste

accroché au solide, plongeur ou porte-pierre immergé des bulles d'air qui exercent une poussée pouvant modifier

le résultat. Une bulle d'1 mm de diamètre exerce une poussée de 0,5 mg, mais une bulle de 2 mm de diamètre

en exerce une atteignant déjà 4 mg.

Mesures de précaution:

- Dégraisser au solvant les solides y résistant.

- Nettoyer régulièrement le porte-pierre et le plongeur, ne pas les toucher avec les mains.

- Secouer un peu le porte-pierre lors de sa première immersion dans le liquide, avant de l'accrocher à l'étrier,

pour éliminer les bulles d'air.

- Utiliser des agents mouillants ou des solvants organiques comme liquide auxiliaire, (par ex. Photo-Flo de

Kodak, Pervitro 75% 72409). La variation de la masse volumique de l'eau distillée, due à l'apport d'agent

mouillant, est insignifiante; si par exemple à 150 ml d'eau est ajouté 0,1 ml d'agent mouillant de masse

volumique 1,2 g/ ml, la masse volumique globale change de 0,0001 g/ ml.

3.7 Corps poreux

En règle générale, lors de l'immersion d'un corps poreux, l'air n'est pas chassé en totalité par le liquide; de ce

fait, il y a une source d'erreur. La masse volumique d'un corps poreux ne peut donc être définie que d'une manière

approximative.

METTLER TOLEDO 33360 + 210260 19

4. Détermination des masses volumiques

Disposition:

1 Plateau de la balance METTLER TOLEDO

2 Etrier, placé sur le plateau

3 Vis de fixation de l'étrier sur le plateau

4 Pont, placé au travers du plateau et reposant sur le bâti

de la balance. Attention: Le plateau 1 et l'étrier 2 ne

doivent pas toucher le pont!

5 Bécher de 250 ml, posé sur le pont

6 Plongeur ou porte-pierre

7 Coupelle de suspension à l'étrier 2

Le plongeur ou le porte-pierre doit pendre librement au

centre du bécher. Attention: La première pesée s'effec-

tue à sec!

8 Thermomètre

Les différentes pièces sont à nouveau décrites à la page 33

(liste des pièces de rechange).

Indications:

- Il est recommandé de vérifier le calibrage.

- Consultez, avec le texte ci-après, les instructions abrégées en images qui sont jointes à cette description.

4.1 Détermination de la masse volumique des liquides

- Utiliser le corps de déplacement 210260 + les accessoires de détermination de la masse volumique de

liquides 33360.

- Poser le bécher vide sur le pont 4, centré sous la suspension 7; placer le thermomètre dans le bécher.

- Suspendre le plongeur 6 sans qu'il touche le bécher ou le thermomètre.

- Tarer la balance. Affichage: exactement zéro.

- Verser le liquide à examiner dans le bécher jusqu'à 10 mm au-dessus de l'anneau de fixation du plongeur.

Aucune bulle d'air ne doit rester accrochée au plongeur; si nécessaire, les enlever avec un petit pinceau.

- Sur l'affichage de la balance apparaît (avec un signe négatif) la poussée P

s

sur le plongeur. Diviser cette

donnée de la balance par 10, puis y ajouter 0,001 g/ ml. Le résultat est la masse volumique p

1

[g/ ml]

recherchée du liquide à la température T (à relever).

P

s

P

s

[g]

ρ

1

=+ L

s

= + 0,001 g/ ml à T °C (P

s

= A

s

- B

s

)

V

s

10 ml

S'il faut renoncer à la donnée directe de la poussée, P

s

sera déterminé par deux pesées distinctes: A

s

= plongeur

dans l'air; B

s

= plongeur dans le liquide. Marche à suivre: comme ci-dessus, mais il faut tarer avant de suspendre

le plongeur. Le plongeur étant suspendu, la balance donne A

s

et, après avoir versé le liquide (sans tarage

supplémentaire!), B

s

.

Exemple avec affichage de la poussée: Détermination de la masse volumique de l'acétone.

7,898 g

Valeurs mesurées: P

s

= 7,898 g ρ

1

+ 0,001 g/ ml = 0,7908 g/ ml à 20 °C

T = 20 °C 10 ml

La masse volumique de l'acétone vérifiée est de 0,7908 g/ ml à 20 °C.

20 METTLER TOLEDO 33360 + 210260

4.2 Détermination de la masse volumique des solides

- Utiliser les accessoires de détermination de la masse volumique de solides (= porte-pierre 6) 33360.

- Verser dans le bécher assez de liquide auxiliaire pour que le solide, une fois déposé dans le panier, soit

recouvert par au moins 1 cm de liquide. Placer le thermomètre dans le bécher. Poser le bécher sur le pont

4, centré sous la suspension 7.

- Suspendre le porte-pierre (faire attention aux bulles d'air, surtout sur le panier).

- Tarer. Affichage: exactement zéro.

- Poser le solide sec dans la coupelle supérieure du porte-pierre, noter le poids indiqué (en grammes ou carats).

C'est le poids A du solide dans l'air.

- Tarer à nouveau (le solide étant dans la coupelle). Affichage: exactement zéro.

- Sortir le solide de la coupelle et le déposer plus bas dans le panier (dans le liquide). Sur l'affichage de la

balance apparaît (avec un signe négatif) la poussée P sur le solide.

Diviser la première valeur affichée A par la deuxième P, puis multiplier ce résultat intermédiaire par la masse

volumique ρ

o

du liquide auxiliaire (à la température T).

Ce résultat final est la masse volumique ρ

o

recherchée du solide. Les unités correspondent à celles utilisées

pour la masse volumique ρ

o

du liquide auxiliaire, par exemple g/ cm

3

(identique à g/ ml).

A A [g] Comme les unités de A et P s'annulent, les pesées

ρ

2

=• ρ

o

=• ρ

o

[g/ cm

3

] peuvent se faire tout aussi bien en carats qu'en

P P [g] grammes: le résultat ρ

2

a toujours les unités de ρ

o

.

S'il faut renoncer à la donnée directe de la poussée, P sera déterminé par A - B: B sera indiqué à la place de P

sur l'affichage de la balance, si après l'affichage du poids A, le tarage n'est pas effectué du tout ou alors effectué

en ayant préalablement enlevé le solide.

Example avec affichage de la poussée: Détermination de la masse volumique d'une monnaie à l'aide d'eau

distillée.

Valeurs mesurées: 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 monnaie a une masse volumique de 8,93 g/ cm

3

.

La page charge ...

34 METTLER TOLEDO 33360 + 210260

For fast, reliable and efficient determination of density of solid, porous or fluid substances we also recommend

the METTLER TOLEDO LabWare "Density".

Für schnelle, einfache und zuverlässige Dichtebestimmung von festen, porösen und flüssigen Stoffen verwenden

Sie auch die METTLER TOLEDO LabWare "Dichte".

Pour une détermination rapide, simple et fiable de la masse volumique de solides poreux ou de liquides, utilisez

également le METTLER TOLEDO LabWare "Masse volumique".

Para una determinación rápida, sencilla y fiable de densidades de sustancias sólidas, porosas y líquidas, utilice

también el LabWare METTLER TOLEDO "Densidad".

Per una determinazione rapida, semplice ed affidabile della densità di sostanze solide, porose e di liquidi

impiegate anche il METTLER TOLEDO LabWare "Densità".

METTLER TOLEDO 33360 + 210260 35

LEERSEITE

36 METTLER TOLEDO 33360 + 210260

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METTLER TOLEDO Service assures the quality, measuring accuracy and preserva-

tion of value of all METTLER TOLEDO products for years to come.

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Mettler-Toledo GmbH, Laboratory & Weighing Technologies, CH-8606 Greifensee, Switzerland

Phone +41-1-944 22 11, Fax +41-1-944 30 60, Internet: http://www.mt.com

Subject to technical changes and to the availability

of the accessories supplied with the instruments.

Technische Änderungen und Änderungen im

Lieferumfang des Zubehörs vorbehalten.

Sous réserve de modifications techniques

et de disponibilité des accessoires.

Reservadas las modificaciones técnicas

y la disponibilidad de los accesorios.

Con riserva di apportare modifiche tecniche

e di disponibilità degli accessori.

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