Определение содержания сухих веществ ареометром

Принцип действия ареометра основан на законе Архимеда, согласно которому тело, погруженное в жидкость, теряет в массе столько, сколько весит объем вытесненной им жидкости. Ареометр, погруженный в жидкость, находится в состоянии равновесия тогда, когда его масса m и масса вытесненной им жидкости m₁ будут равны: m = m₁.

m₁ = V · d, (7)

где V – объем вытесненной жидкости;

d – относительная плотность вытесненной жидкости.

При одной и той же массе ареометра глубина погружения его в жидкость и, следовательно, вытесненный объем зависят только от плотности исследуемого раствора. Чем она больше, тем меньше погружается ареометр, и наоборот.

Ареометр представляет собой стеклянный цилиндрический сосуд, запаянный с обоих концов. Нижняя утолщенная часть прибора заполнена дробью, чтобы ареометр плавал строго в вертикальном положении. В верхней части ареометра имеется шкала с делениями. Шкалы ареометров градуируются в зависимости от назначения приборов.

Ареометры общего назначения предназначены для измерения плотности жидкости при температуре 20⁰С в пределах от 700 до 2000 кг/м³ с точностью до ± 1×10³. Такие ареометры получили название денсиметров. В практике используют набор денсиметров, с помощью которых определяют плотность различных жидкостей тяжелее и легче воды (кислот, щелочей, растворов солей).

В бродильной промышленности применяются ареометры, шкалы которых градуированы при температуре 20⁰С по растворам чистой сахарозы. Такие ареометры называют сахаромерами. Сахаромеры градуированы так, что в чистых водных растворах они показывают массовый процент растворенного сахара, т.е. количество сахара в 100 г раствора. В нечистых сахарных растворах (например, в пивном сусле) они показывают видимое содержание сухих веществ в массовых процентах (рисунок 3).

Рисунок 3 – Сахаромер

Ход определения. Определение содержания сухих веществ сахаромером проводят следующим образом. В цилиндр по стенкам во избежание образования пены наливают исследуемый раствор, дают постоять некоторое время до полного освобождения от выделяющихся пузырьков воздуха. Цилиндр с исследуемым раствором должен быть установлен вертикально. Целесообразно для ареометрирования устанавливать цилиндр на подставку с винтами и с их помощью придавать ему строго вертикальное положение. Затем в раствор погружают чистый, сухой ареометр таким образом, чтобы он свободно плавал, не соприкасаясь со стенками цилиндра.

Сахаромер берут за верхний конец шейки, выше шкалы, погружают его осторожно. После того как сахаромер установится на определенном делении, его следует легким толчком принудительно погрузить глубже на 2-3 мм и оставить на 2-3 мин, пока он не придет в состояние равновесия. Когда уровень жидкости в цилиндре будет строго горизонтальным и колебания жидкости прекратятся, проводят отсчет показаний сахаромера.

Показания отсчитывают по нижнему мениску; при исследовании темных растворов отсчет ведут по верхнему мениску. Глаз наблюдателя должен находиться точно на уровне мениска. Одновременно с отсчетом показаний сахаромера отмечают температуру и, если она отличается от 20⁰С, вводят поправку (таблица 2). Сахаромер после употребления надо промыть водой и поместить для хранения в футляр или широкую стеклянную банку, наполненную водой и имеющую на дне слой песка, предохраняющие его от ударов.

Таблица 2 – Поправки на температуру к показаниям сахаромера