DETERMINAREA DETERMINAREA DENSITDENSITĂŢIIĂŢII

CompetenCompetenţa 14.2: Efectuează analize fizico-ţa 14.2: Efectuează analize fizico-chimicechimice

COMPETENŢE DERIVATECOMPETENŢE DERIVATE Elevii vor fi capabili:Elevii vor fi capabili: SSă dă definească noţiunile de densitate efinească noţiunile de densitate absolută şi densitate relativăabsolută şi densitate relativă

SSă dă denumească metodele de determinare a enumească metodele de determinare a densităţii produselor alimentaredensităţii produselor alimentare

SSă descrie ă descrie areometrul, picnometrul areometrul, picnometrul şşi i balanţa Mohr-Westphalbalanţa Mohr-Westphal

Să explice principiile teoretice la Să explice principiile teoretice la determinarea densităţii cu areometrul, cu determinarea densităţii cu areometrul, cu picnometrul picnometrul şşi cu balanţa Mohr-Westphali cu balanţa Mohr-Westphal

SSă parcurgă etapele de lucru la ă parcurgă etapele de lucru la determinarea densităţii cu densimetrul, cu determinarea densităţii cu densimetrul, cu picnometrul şpicnometrul şi cu balanţa Mohr-Westphali cu balanţa Mohr-Westphal

SSă calculeze densitatea relativăă calculeze densitatea relativă SSă ră respecte normele de securitate şi especte normele de securitate şi sănătate în muncă şi de P.S.I. specifice sănătate în muncă şi de P.S.I. specifice analizelor analizelor

DensitateaDensitatea sau sau masa unităţii de masa unităţii de volumvolum este o proprietate este o proprietate caracteristică în special caracteristică în special pentru alimentepentru alimente lichide ca: lichide ca: ulei, lapte etc. şi poartă ulei, lapte etc. şi poartă numele de numele de densitate absolutădensitate absolută (ρ). (ρ).Densitatea absolutDensitatea absolută ă aa unui corp unui corp sausau masa specificmasa specificăă, notată cu , notată cu ρρ, este , este definită ca raportul dintre masa sa definită ca raportul dintre masa sa (m) şi volumul său (V).(m) şi volumul său (V).

Vm

3mkg

SI

În practică densitatea se În practică densitatea se determină determină şişi prin metode prin metode comparative în raport cu comparative în raport cu masa specifică a apei şi se masa specifică a apei şi se foloseşte noţiunea de foloseşte noţiunea de densitate relativă.densitate relativă.Densitatea relativăDensitatea relativă (d) (d) reprezintă reprezintă raportul dintre masa unui volum de raportul dintre masa unui volum de substanţă de analizat şi masa substanţă de analizat şi masa aceluiaşi volum de apă, luate la aceluiaşi volum de apă, luate la aceeaşi temperatură.aceeaşi temperatură.Densitatea relativă este o Densitatea relativă este o mărime mărime adimensionalăadimensională..

Densitatea produselor alimentare lichide Densitatea produselor alimentare lichide poate fi determinată prin diferite metode:poate fi determinată prin diferite metode:

1.1. ccu areometrul sau densimetrulu areometrul sau densimetrul

2. c2. cu picnometrulu picnometrul

3. c3. cu balanu balanţţa Mohr - a Mohr - WestphalWestphal

A) DETERMINAREA A) DETERMINAREA DENSITĂŢII CU AREOMETRULDENSITĂŢII CU AREOMETRUL

Principiul metodei:Principiul metodei:Metoda se bazează pe Metoda se bazează pe legea lui Arhimedelegea lui Arhimede, care , care exprimă proporţionalitatea forţei ce împinge un exprimă proporţionalitatea forţei ce împinge un corp, scufundat într-un lichid, cu masa volumului corp, scufundat într-un lichid, cu masa volumului de lichid dezlocuit.de lichid dezlocuit.AreometreleAreometrele sunt nişte plutitoare confecţionate sunt nişte plutitoare confecţionate din sticlă. Partea inferioară, în formă de sferă sau din sticlă. Partea inferioară, în formă de sferă sau pară, conţine o cantitate de mercur sau alice de pară, conţine o cantitate de mercur sau alice de plumb, o contragreutate pentru a menţine plumb, o contragreutate pentru a menţine areometrul în poziţia verticală în timpul plutirii.areometrul în poziţia verticală în timpul plutirii.

1 – corp plutitor din 1 – corp plutitor din sticlă de formă cilindricăsticlă de formă cilindrică2 – rezervor cu mercur sau 2 – rezervor cu mercur sau alice de plumbalice de plumb3 – tija cu scală gradat3 – tija cu scală gradată ă pentru citirea densităţii pentru citirea densităţii relativerelative

Unele areometre sunt prevăzute şi cu termometre, Unele areometre sunt prevăzute şi cu termometre, fixate în interior, care permit citirea fixate în interior, care permit citirea temperaturii lichidului în timpul determinării temperaturii lichidului în timpul determinării (termoareometre sau termodensimetre). (termoareometre sau termodensimetre). Areometrele pot fi etalonate diferit şi pot Areometrele pot fi etalonate diferit şi pot indica:indica:

densitatea lichiduluidensitatea lichidului (densimetrul, lactodensimetrul) (densimetrul, lactodensimetrul) conţinutul procentual dintr-o anumită substanţăconţinutul procentual dintr-o anumită substanţă (zaharometru, (zaharometru,

alcoolmetru)alcoolmetru) concentraţia în unităţi convenţionaleconcentraţia în unităţi convenţionale ( areometrul Baume). ( areometrul Baume).

Modul de lucru la Modul de lucru la determinarea densităţii determinarea densităţii

lapteluilapteluia)a) Turnarea laptelui într-un Turnarea laptelui într-un cilindru curat şi uscat;cilindru curat şi uscat;

b)b) Introducerea Introducerea lactodensimetrului cu lactodensimetrului cu precauţie în lapte, ţinându-l precauţie în lapte, ţinându-l cu mâna de tijă, până începe cu mâna de tijă, până începe să plutească. Nu se dă drumul să plutească. Nu se dă drumul areometrului brusc în lichid areometrului brusc în lichid pentru că se poate sparge dacă pentru că se poate sparge dacă greutatea lui este prea mare greutatea lui este prea mare şi atinge fundul cilindrului;şi atinge fundul cilindrului;

c)c) Cilindrul cu lactodensimetrul Cilindrul cu lactodensimetrul introdus în lapte;introdus în lapte;

d)d) Citirea temperaturii laptelui;Citirea temperaturii laptelui;e)e) Citirea densităţii pe scala Citirea densităţii pe scala

gradată, în dreptul nivelului gradată, în dreptul nivelului lichidului din cilindru.lichidului din cilindru.

După determinare areometrul se spală, se şterge şi După determinare areometrul se spală, se şterge şi se aşează în tocul său.se aşează în tocul său.Temperatura lichidului de analizat trebuie să fie Temperatura lichidului de analizat trebuie să fie de 20de 20°°C. În caz contrar se aplică o corecţie de C. În caz contrar se aplică o corecţie de temperatură.temperatură.

BB) DETERMINAREA DENSITĂŢII ) DETERMINAREA DENSITĂŢII CU PICNOMETRULCU PICNOMETRUL

Cea mai precisă metodă de Cea mai precisă metodă de determinare a densităţii este determinare a densităţii este cea în care se foloseşte cea în care se foloseşte picnometrul.picnometrul.Principiul metodei:Principiul metodei:Metoda se bazează pe determinarea Metoda se bazează pe determinarea masei unui volum exact măsurat din masei unui volum exact măsurat din lichidul de analizat.lichidul de analizat.

PicnometrulPicnometrul este un vas de sticlă cu este un vas de sticlă cu un volum determinat pentru o anumită un volum determinat pentru o anumită temperatură, având un dop rodat temperatură, având un dop rodat prevăzut cu o deschidere capilară, care prevăzut cu o deschidere capilară, care permite umplerea completă a permite umplerea completă a picnometrului cu lichid.picnometrului cu lichid.Picnometrele pot avea diferite forme şi Picnometrele pot avea diferite forme şi capacităţi cuprinse între 2 – 250mcapacităţi cuprinse între 2 – 250mll. Unele . Unele picnometre sunt prevăzute şi cu termometru. picnometre sunt prevăzute şi cu termometru. Temperatura de lucru este de 20Temperatura de lucru este de 20°°C.C.

a – picnometru simplu (cu a – picnometru simplu (cu dop prevăzut cu capilar)dop prevăzut cu capilar)

b – picnometru cu b – picnometru cu termometrutermometru

Modul de lucru la Modul de lucru la determinarea densităţii cu determinarea densităţii cu

picnometrulpicnometrul Înainte de determinare, picnometrul şi Înainte de determinare, picnometrul şi dopul său se curăţă cu amestec dopul său se curăţă cu amestec sulfocromic, se spală cu apă distilată, sulfocromic, se spală cu apă distilată, apoi cu alcool etilic şi eter etilic, apoi cu alcool etilic şi eter etilic, după care se usucă într-un curent de după care se usucă într-un curent de aer.aer.

Operaţia următoare este determinarea Operaţia următoare este determinarea cifrei de apă. cifrei de apă. Cifra de apăCifra de apă reprezintă masa volumului de reprezintă masa volumului de apă distilată, la temperatura de 20apă distilată, la temperatura de 20°°C, C, conţinut de picnometru. conţinut de picnometru.

Se cântăreşte picnometrul împreună cu Se cântăreşte picnometrul împreună cu dopul său, la balanţa analitică cu dopul său, la balanţa analitică cu precizia de 0,0002g. precizia de 0,0002g.

După aceasta se umple cu apă distilată După aceasta se umple cu apă distilată proaspăt fiartă şi răcită la 18 ... proaspăt fiartă şi răcită la 18 ... 2020°°C, evitând formarea bulelor de aer. C, evitând formarea bulelor de aer. Se şterge exteriorul cu o cârpă curată Se şterge exteriorul cu o cârpă curată şi uscată, care nu lasă scame şi se şi uscată, care nu lasă scame şi se introduce în termostat la 20introduce în termostat la 20°°C unde se C unde se ţine 30 minute. ţine 30 minute.

Se scoate picnometrul din termostat, Se scoate picnometrul din termostat, excesul de apă ieşit din tubul capilar se excesul de apă ieşit din tubul capilar se îndepărtează cu o hârtie de filtru, se îndepărtează cu o hârtie de filtru, se şterge din nou şi se cântăreşte.şterge din nou şi se cântăreşte.

Cifra de apă se calculează cu formula:Cifra de apă se calculează cu formula:Cifra de apă = m2 – m1Cifra de apă = m2 – m1m1 – masa picnometrului gol la 20oC, în gm1 – masa picnometrului gol la 20oC, în gm2 – masa picnometrului plin cu apă m2 – masa picnometrului plin cu apă distilată, la 20oC, în gdistilată, la 20oC, în g

După ce picnometrul se spală şi se usucă, După ce picnometrul se spală şi se usucă, se umple cu lichidul de analizat şi se se umple cu lichidul de analizat şi se procedează ca mai sus. procedează ca mai sus.

Calculul densităţii relative se face pe Calculul densităţii relative se face pe baza relaţiei:baza relaţiei:

m3 – masa picnometrului plin cu lichidul de m3 – masa picnometrului plin cu lichidul de analizat, la 20analizat, la 20°°C, în gC, în g

12

132020 mm

mmd

CC) DETERMINAREA DENSITĂŢII CU) DETERMINAREA DENSITĂŢII CU BALANBALANŢA MOHR-WESTPHALŢA MOHR-WESTPHAL

Densitatea la uleiuri se determină Densitatea la uleiuri se determină cu balanţa Mohr-Westphal. cu balanţa Mohr-Westphal.

Principiul metodei:Principiul metodei:Cu ajutorul balanţei se măsoară mărimea Cu ajutorul balanţei se măsoară mărimea forţei arhimedice exercitate de ulei, asupra forţei arhimedice exercitate de ulei, asupra unui plutitor cu volum constant. Echilibrând unui plutitor cu volum constant. Echilibrând această forţă cu ajutorul unor greutăţi, din această forţă cu ajutorul unor greutăţi, din mărimea valorii acestora rezultă densitatea mărimea valorii acestora rezultă densitatea uleiului în comparaţie cu apa.uleiului în comparaţie cu apa.

BALANBALANŢA MOHR-WESTPHALŢA MOHR-WESTPHAL

1 – suport1 – suport2 – tijă mobilă2 – tijă mobilă3 – şurub de fixare3 – şurub de fixare4 – pârghie cu 4 – pârghie cu braţe neegalebraţe neegale

5 – şurub de reglaj5 – şurub de reglaj

Părţi componente:Părţi componente: Cilindru din sticlăCilindru din sticlă în care se introduce proba de în care se introduce proba de

analizatanalizat PlutitorPlutitor cu termometru cu un anumit volum şi o cu termometru cu un anumit volum şi o

anumită masă. Masa plutitorului este astfel aleasă anumită masă. Masa plutitorului este astfel aleasă încât menţine balanţa în echilibru în aerîncât menţine balanţa în echilibru în aer

Balanţa cu braţe neegaleBalanţa cu braţe neegale: compusă din suportul : compusă din suportul (1), tija mobilă (2), şurubul de fixare (3), pârghie cu (1), tija mobilă (2), şurubul de fixare (3), pârghie cu braţe neegale (4), şurub de reglaj (5). Braţul lung al braţe neegale (4), şurub de reglaj (5). Braţul lung al pârghiei este divizat în 10 părţi egale. Ultima pârghiei este divizat în 10 părţi egale. Ultima diviziune a braţului lung corespunde cârligului de diviziune a braţului lung corespunde cârligului de care se atârnă plutitorul de sticlă. La capătul care se atârnă plutitorul de sticlă. La capătul braţului scurt se găseşte o contragreutate.braţului scurt se găseşte o contragreutate.

Seria de greutăţiSeria de greutăţi este formată din este formată din 4 călăreţi4 călăreţi. . Masa călăreţului cel mai mare I este egală cu masa Masa călăreţului cel mai mare I este egală cu masa apei pe care o poate dezlocui plutitorul (adică 1); apei pe care o poate dezlocui plutitorul (adică 1); ceilalţi călăreţi reprezintă subdiviziuni (0,1; 0,01; ceilalţi călăreţi reprezintă subdiviziuni (0,1; 0,01; 0,001).0,001).

Modul de lucru:Modul de lucru: Pentru determinarea densităţii unui lichid se Pentru determinarea densităţii unui lichid se procedează astfel:procedează astfel:

Se şterg părţile metalice ale aparatului şi se montează Se şterg părţile metalice ale aparatului şi se montează plutitorul şi sârma cu care acesta se suspendă se spală plutitorul şi sârma cu care acesta se suspendă se spală cu alcool etilic, eter şi se usucă. Plutitorul se cu alcool etilic, eter şi se usucă. Plutitorul se atârnă de cârligul balanţei şi apoi se echilibrează în atârnă de cârligul balanţei şi apoi se echilibrează în aer cu ajutorul şurubului de reglaj.aer cu ajutorul şurubului de reglaj.

Scufundând plutitorul în apă distilată cu temperatura Scufundând plutitorul în apă distilată cu temperatura de 20de 20°°C, balanţa se dezechilibrează. Pentru a o aduce C, balanţa se dezechilibrează. Pentru a o aduce în echilibru, se atârnă la diviziunea a 10-a călăreţul în echilibru, se atârnă la diviziunea a 10-a călăreţul cel mai mare I. Se va urmări ca plutitorul să fie cu cel mai mare I. Se va urmări ca plutitorul să fie cu minim 10mm sub nivelul lichidului.minim 10mm sub nivelul lichidului.

Pentru determinarea densităţii lichidului de analizat, Pentru determinarea densităţii lichidului de analizat, acesta se toarnă în cilindrul aparatului şi apoi se acesta se toarnă în cilindrul aparatului şi apoi se scufundă în el plutitorul şters, spălat şi uscat. scufundă în el plutitorul şters, spălat şi uscat. Balanţa se echilibrează aşezând călăreţii pe pârghia Balanţa se echilibrează aşezând călăreţii pe pârghia balanţei, în ordine descrescândă. Se notează balanţei, în ordine descrescândă. Se notează diviziunile la care sunt aşezate greutăţile, în ordinea diviziunile la care sunt aşezate greutăţile, în ordinea descrescândă a mărimii greutăţilor; dacă lipseşte descrescândă a mărimii greutăţilor; dacă lipseşte vreuna valoarea ei se notează cu zero.vreuna valoarea ei se notează cu zero.

Calcul:Calcul:

De exemplu:De exemplu: călăreţul I este la călăreţul I este la diviziunea 9, călăreţul II la diviziunea 9, călăreţul II la diviziunea 6 şi călăreţul IV la diviziunea 6 şi călăreţul IV la diviziunea 5 densitatea lichidului diviziunea 5 densitatea lichidului este: 0,9605.este: 0,9605.

La diviziunea 9, călăreţul I La diviziunea 9, călăreţul I reprezintă 1 x 0,9 = 0,9reprezintă 1 x 0,9 = 0,9

La diviziunea 6, călăreţul II La diviziunea 6, călăreţul II reprezintă 0,1 x 0,6 = 0,06reprezintă 0,1 x 0,6 = 0,06

La diviziunea 5, călăreţul IV La diviziunea 5, călăreţul IV reprezintă 0,001 x 0,5 = 0,0005.reprezintă 0,001 x 0,5 = 0,0005.

Se măsoară temperatura lichidului şi în Se măsoară temperatura lichidului şi în caz că temperatura la care s-a efectuat caz că temperatura la care s-a efectuat determinarea este diferită de 20determinarea este diferită de 20°°C, se C, se aplică o corecţie, care se calculează aplică o corecţie, care se calculează pe baza relaţiei:pe baza relaţiei:

- densitatea relativă a lichidului la - densitatea relativă a lichidului la 2020°°CC

- densitatea relativă a lichidului la t- densitatea relativă a lichidului la t°°CC- diferenţa de temperatură faţă de - diferenţa de temperatură faţă de temperatura prescrisă, în temperatura prescrisă, în °°C.C.

tdd t 00069,0202020

MulMulţumiri pentru atenţia ţumiri pentru atenţia acordatăacordată