Ареометр представляет собой инструмент для измерения относительной плотности различных жидкостей. Ареометры обычно калибруются и оснащаются одной или несколькими шкалами. Главная задача ареометра – показать удельный вес какого-то растворённого вещества. Относительную плотность раствора показывает место совпадения уровня жидкости с риской на шкале прибора.
Выглядит ареометр как градуированная трубка из бесцветного прозрачного стекла в виде цилиндрического стержня и расширенной колбочки на одном конце. В колбе находится ртуть или свинцовая дробь для того, чтобы полая стеклянная трубка сохраняла в рабочей жидкости вертикальное положение, т.е. плавала, как поплавок. Этот прибор находит широкое применение и в быту, и в производстве.
Виноделы используют ареометр для проверки количества сахара в виноградном соке, а затем - для определения количества алкоголя, который образовался из сахара. Аквариумисты используют ареометр для измерения плотности солёной воды в своих морских аквариумах. Это жизненно важно для морских рыбок, им требуется строго определенная концентрация соли в воде. Автомобилисты используют ареометры для замера плотности электролита в аккумуляторных батареях. Это важно контролировать, чтобы машина всегда заводилась без проблем, особенно зимой.
На производстве в самых разных отраслях ареометры применяются для контроля рабочих жидкостей и качества произведенной продукции, если она представляет собой какие-то растворы.
Классификация ареометров
Большинство ареометров, бытовых или лабораторных, внешне похожи. Одни предназначены для тестирования различных жидкостей, другие – только определенных. Назначение прибора определяет его калибровку. Классифицируются плотномеры по:
- Веществу, содержание которого в растворе измеряется. К ним относятся спиртометры, солемеры, лактометры, сахарометры и т.д.
- По назначению: общие или специализированные.
- По градуировке, т.е. по тому, какие единицы измерения нанесены на шкалу. плотности или концентрации. Единицы измерения могут быть весовыми или объемными.
- По типу прибора: классический вариант или электронный. К последним относятся плотномеры, рефрактометры и т.д.
Электронные приборы, которые имеют шкалу и прозрачную призму, называются рефрактометрами. Их цель - измерять преломление светового луча и по нему определять плотность жидкости. Другая разновидность электронных систем отличается щупом на конце. Цифровой дисплей есть лишь в самых современных и дорогих моделях. А в изделиях попроще есть окуляр, в который рассматривают нарисованную шкалу и определяют результат измерения. Также существуют модели электронных ареометров, имеющие встроенные системы терморегуляции или термокомпенсации.
Однако, из-за высокой стоимости электронных приборов, которая доходит до 100-кратной, такие высокотехнологичные приборы используют лишь на больших химических и пищевых заводах. Т.е. в местах, где нужно быстро определять качество жидкостей на конвейере, причем контроль должен быть постоянным.
Ареометры разделяются по классу точности. Концентрации веществ определяются в диапазоне от 0,1 до 2%. А шкала плотности идёт с ценой деления от 0, 0005 до 0,02 граммов на сантиметр кубический.
Есть специализированные ареометры:
- Алкоголеметр (алкотестер) - для измерения процентного содержания алкоголя в жидкости.
- Лактометр — для определения жирности молока.
- Сахарометр — тестирует концентрацию сахара.
- Аккумуляторный ареометр — замеряет плотность электролита.
- Тестер антифриза — анализирует плотность охлаждающей жидкости.
- Ацидометр — определяет концентрацию кислоты.
- Солемер — измеряет концентрацию соли.
- Уринометр — показывает плотность мочи.
- Баркометр — используется для определения дубильных веществ в растворах для вычинки кож…
В специализированных ареометрах применяются специфические шкалы для измерения строго определенных веществ. Самые распространенные из таких шкал:
- API-гравитация повсеместно используется в нефтяной промышленности.
- Шкала Baume используется в промышленной химии и фармакологии.
- Шкала Брикса - в производстве фруктовых соков и сахара.
- Шкала Oechsle - для тестирования виноградного сусла в виноделии.
- Шкала Платона хорошо известна пивоварам.
- Шкала Twaddell применялась в промышленном производстве отбеливателей и красителей…
Принцип работы ареометра
Все типы ареометров работают на общем физическом законе. Внутри герметично запаянной стеклянной трубки прибора находится шкала. Она расположена таким образом, что уровень жидкости, в которой плавает ареометр, показывает, во сколько раз эта жидкость тяжелее или легче воды. Т.е. прибор показывает удельный вес исследуемой жидкости.
Работа любого ареометра основана на принципе Архимеда, его ещё называют принципом флотации. Согласно данному физическому закону любое твердое вещество, попавшее в жидкость, будет поддерживаться силой, равной массе вытесненной жидкости. Таким образом, в жидкие среды с низкой плотностью ареометры погружаются сильнее. А в жидкости с высокой плотностью — слабо.
Как пользоваться ареометром
Зная принцип работы ареометра, становится понятно, как пользоваться им в быту или в лаборатории. Прибор для получения нужных показаний нужно опустить в рабочую жидкость. Для этого испытуемую жидкость наливают в цилиндрический сосуд из прозрачного бесцветного стекла. Затем в него аккуратно погружают ареометр, утяжелённой колбочкой вниз, до тех пор, пока он не начнет свободно плавать. Плотность измеряемой жидкости будет равна значению на шкале прибора, которое находится на одном уровне с жидкостью в которую он погружен.
Рабочая жидкость должна быть без примесей, а стеклянный сосуд и сам ареометр должны быть чисто вымыты. Чтобы точно снять показания прибора, нужно подождать, когда он успокоится и замрёт на месте. Нужно убедиться, что прибор находится во взвешенном состоянии и не прилип к стенкам сосуда. Только после этого можно считывать показание шкалы, с которым совпадает уровень исследуемой жидкости.
Для точного анализа есть несколько советов. Наиболее точен прибор, когда температура рабочего образца составляет 20-30 градусов Цельсия. К каждому прибору прилагается таблица температурных поправок, которые нужно обязательно учитывать для получения точной концентрации искомого вещества. Все стандартные измерения сводятся (пересчитываются) к показателю при 20 градусах Цельсия.
В лабораторных условиях используются специальные стеклянные цилиндры. В домашних же условиях нужно позаботиться о том, чтобы столбика рабочей жидкости было достаточно для свободного плавания прибора. Ареометр не должен касаться ни стенок, ни дна сосуда.
Никаких трещин и сколов на трубке не допускается. На показание прибора может повлиять наличие газа в рабочей жидкости. Например, углекислый газ от брожения серьёзно искажает показания, поэтому игристые жидкости перед измерением нужно дегазировать.
Если Вы еще не знали, как такой лабораторный прибор, как ареометр, может облегчить Вашу жизнь, то на нашем сайте в разделе Ареометры вы можете выбрать и купить ареометр для различных бытовых или лабораторных нужд!
