中华人民共和国国家
化工产品
密度、相对密度测定通则
UDC 圈1:531.75
CB4472一84
General rule for determination of. density
and relative density for chemical products
本通则适用于一般化工产品密度、相对密度*的测定。不适用于炭黑和开孔式泡沫橡胶或塑料等
特殊状态的化工产品密度、相对密度的测定。
1 定义、单位与符号
1.1
1.1.1
1.1.2
定义
固体或液体的密度:指在规定温度下单位体积物质的质量。
固体或液体的相对密度:
的质量之比,亦称密度之比(d',,'),
指一定体积的物质在t,温度下的质量与等体积参考物质在12温度下
无量纲。
。,,_ 一定体积物质在t,的质量 __
u , 一 ~-1二二布于石二二二二二二二丁诬三二二二; 11王 三 蔽舀
寺体)M,, }-丐粉腆仕h则加Iff
常用参考物质蒸馏水在不同温度t(℃)下的密度值见附录r1,
1.1.3 气体的密度:指在视定的温度和压力下单位体积气体的质量。
1.1.4 气体的相对密度:指一定体积气体的质量与同温 、同压下等体积干燥空气的质量之比,亦称
密度之比 (山.v),无量纲。
一定体积气体在t, P的质量
等体积空气在t, P的质量
千燥空气在不同温度t(℃)和不同压力P (mm Hg)下的密度值见附录B,
1.2 单位与符号
单位与符号按G B 3100-82《国际单位制及其应用》的规定 (见下
):
fit I二二 单位名称 wqj 注 释1丁 E
密度 户 千克每立方米k g/ M3或用其倍数单位,克每立方厘米魄/ c m')及克每立方分米(geld.')
d 无量纲相xl捞t E
质最 m 千克(公斤) kg 或用其倍数单位,克(g)
体积 犷 立方米 m3 或用其倍数单位,立方厘米(cm3)或用与S1并用单位,升(L)及毫升(ml)
热力3显度 T 开〔尔文〕 K 或用摄氏温度t(℃)
压力 尸 帕〔斯卡) Pa 或用与Si暂并用的单位,毫米汞柱 (mmHg )
1 mmHg二133.3224pa
诊我国化r行业在过去习惯用“比重”这一名称,它系指一定体积的物质在t(℃)的质量与等体积水在4℃的
质量之比,这一名称将逐步停止使用。
国家标准局1984一06一05发布 1985一0。一01实施
GB 4472一84
2 测定方法
2.1 一般要求
2.1.,所有仪器必须清洁,使用之前应千燥、校正。
2.1.2 当试样加热时,必须避免由于挥发性组分的损失而引起的误差。
2.1.3 为了测定结果的准确,应该在相继时间内进行试验。
2.2 固体密度的测定
2.2.1 对试样的要求
2.2.1.1粉、粒状试样取2~5g;板、棒管状试样取1一30g,
2.2.1.2成型试样应清洁,无裂缝、气泡等缺陷。
2.2.1.3 试样需要进行干燥处理时,处理条件要严格按产品标准规定进行。
2.2.1.‘试样在试验前,应在规定室温下放置不少于2 h,当试样温度与室温相差大时,应延长放
置时间,以达温度均衡。
2.2.1.5试样在存放期间,应避免阳光照射,远离热源。
2.2.2 比重瓶法
2.2.2.1 原理
把试样放进已知体积的比重瓶中,加人测定介质,试样的体积可由比重瓶体积减去测定介质的体
积求得,则试样密度为试样质量与其体积之比。
2.2.之.2 仪器
a.分析天平:分度值不低于。.0001g;
b.比重瓶:25 C M3(见图1、2),图1所示比重瓶在测定温度高于天平室温度时使用;
外砂10-12
里
图 1 比重瓶
1一Y休。2一蔽。3一仁细i`"
c 恒温水浴:温度控制在23士0.5 0C,
图 2 比重瓶
d.温度计:分度值为0.5"C;
e.烧杯等。
2.2.2.3 试验条件
:.测定介质应纯净并,lt}能使试样溶解、溶涨及起反应,但试样表面必须为介质所湿润,
b.测定介质一般用a馏水,也可选用其他介质 (如二甲苯、煤油等)
2.2.2.4 操作步骤
GB 4472一84
2.2.2.4.1称空比重瓶的质a,再加人试样称量,然后注人部分测定介质,轻微振荡,试样充分湿
润后,继续将比重瓶注满,试样表面和介质中不得有气泡,当以蒸馏水为测定介质时,若有悬浮或湿
润不好的现象可加0.5一1滴湿润剂 (如磺化油等)。
2.2.2.4.2 将装满测定介质和试样的比重瓶,盖严瓶盖,放人23士0.5℃水浴中,恒温30min以上
(若使用图2所示比重瓶需调节液面至比重瓶刻线处),取出擦千,立即称量。
2.2.2.4.3
2.2.2.5
2.2.2.5.1
将比重瓶清洗、千燥,充满测定介质,放人恒温水浴后重复上述操作。
试验结果
比重瓶的体积V (cm,)按式 (1)计算:
优1一爪
二二 一 .........-........⋯ ⋯
PC
式中:阴— 空比重瓶的质量,9:
m,— 充满测定介质的比重瓶的质量
Pu- 测定温度下测定介质的密度,
2.2.2.5. 2 比重瓶里测定介质的体积V,
, g;
g/cmso
( cm3)按式 (2)计算:
Vl= mZ一爪3
PO
(7.)
式巾:川2 放入适量试样并充满测定介质的比重瓶质量,g;
2.2.2.5.3
放人适量试样的比重瓶质量,go
试样的密度P (g/cm,)按式 (3) 计算:
川s一优
V一V,
(3)
22.3 天平法
2.2.3.t 原理
用天平分别称量固体试样在空气中和在测定介质中的质量,当试样浸没于测定介质中时,其质量
小于在空气中的质量,减少值为试样排开同体积测定介质的质量,试样的体积等于排开测定介质的体
积。
2.2.S.2 仪器
a.分析天平:分度值为0.0001 K;
b.烧杯:250m1;
c.天平盘跨架;尺寸应适合于放置在夭平盘和吊渡的星渡档中(见图3)0
GB 4472一 4
图
4一天中盘,z一跨架书s
2.2.3.3 操作步骤
兰二固体密度测定装置示意图r,4一试样;5一烧杯;s一吊“:7一天平梁竹
2.2.3.3.1
2.2.3.3.2
称量试样在空气中的质量;
把跨架置于天平盘和吊篮的空档中,彼此不能有任何部分接触,
2.2-3-3.3把盛有测定介质的烧杯置于跨架上,
2.2.3.3.4将所使用的毛发丝挂在天平钩上,称其在测定介质中的质量;
2.2.8.8.5将已知质量的试样,先用测定介质完全湿润其表面,然后用毛发丝将试样套好,放人温
度为23 t 0.5℃的测定介质中,不得有气泡,试样的任何部位不得与烧杯接触,待试样与测定介质温度
一致时,称其在测定介质中的质量;
2.2.3.3二 当固体的密度小于lg/cm“时,则在毛发丝上另挂一个坠子,把试样坠人测定介质中进
行称量,但应测定坠子及毛发丝在测定介质中的质量。
2.2.3.4 试验结果
试样在试验温度下的密度P (g/cm,)按式 (4)计算:
p二一r^i"Po .................................⋯⋯(4)
附4一阴2
式中
式中
:二1— 试样在空气中的质量,9,
二2— 试样在测定介质中的质量,9,
Po— 测定介质在试验温度下的密度,g/cm',
当使用坠子时,计算公式为:
二一‘mi"Po-一一 ...........................⋯⋯ (5)
巾1+附,一优‘
:m,- 试样在空气中的质量,自
二3— 坠子在测定介质中的质量,9。
m4— 试样和坠子在测定介质中的质量,9,
P o- 测定介质在试验温度下的密度,g/cm3o
当用蒸馏水为测定介质时,可以实测水的温度,然后根据附录A查得该温度下的实际密度代人公
GB 4472一 121
式计算。
2.3 液体密度的洲定
2.吕.1 比,瓶法
2.3.1.1 原理
在同一温度下,将比重瓶用燕馏水标定其体积,然后测定同体积试样的质量以求其密度。
2.3.1.2 仪器
s.分析天平:分度值为0.0001g;
b.比重瓶:25一50cm3(见图1、4)s
c.恒温水浴:温度控制在20士0.1℃,
d.温度计:分度值为0.1 C,
图
t一1:休,z一毛细怜二
比重瓶
一侧孔,4一罩.5一温度计
2.3.1.3 操作步骤
e.洗净并干燥比重瓶,带塞称量。
b.用新煮沸并冷却至约20℃的蒸馏水注满比重瓶,不得带人气泡,装好后立即浸人20 1。.1℃
的恒温水浴中,恒温20min以上取出,用滤纸除去溢出毛细管的水,擦干后立即称量。
c.将比重瓶里的水倾出,清洗、干燥后称量。以试样代替水,同上操作,即得试样的质量。
2.3.1.4 试验结果
密度p (g/cm3)按式(6)计算:
P= xp。····················...······⋯⋯ (6)
?
??
式中:二,— 充满比重瓶所需试样的质量,9,
m2— 充满比重瓶所需水的质量,9,
Po— 在20℃时蒸馏水的密度,g/cMI;
A- 浮力校正为pl·v。其中P,是千燥空气在200C, 760mmHg的密度,v是所取试样的体
积 ((Cm3);但一般情况下,A的影响很小,可忽略不计。
2.3.2 韦氏天平法
2.3.2.1 原理
GB 4472一84
在水和被测试样中,分别测量“浮锤”的浮力,由游码的读数计算出试样的密度。
2.3.2.2 仪器
a.韦氏天平 (见图5);
图 5 韦氏天平
l一支架;2一调节器,3一指针;a一横梁,5一刀口;s一游码,
7一小钩,8一细铂丝:9一游锤;10一玻璃筒;11一调格螺丝
b.恒温水浴:温度控制在20士。.1℃,
c.温度计:分度值为0.1 0C ,
2.3.2.3 操作步骤
a.将韦氏天平安装好,浮锤通过细铂丝挂在小钩上,旋转调整螺丝,使两个指针对正为止。
b.向玻璃筒缓慢注人预先煮沸并冷却至约20℃的蒸馏水,将浮锤全部浸人水中,不得带人气泡,
把玻璃筒置于20士0.1℃的恒温水浴中,恒温20 mi n以上,待温度一致时,通过调节天平的游码,使天
平梁平衡,记录读数。
c.取出浮锤,干燥后在相同温度下,用待测的试样同样操作。
2.3.2.4 试验结果
密度P (g/c-,)按式 (7)计算:
pZ、 _ ___1二、
P二— 入Po .⋯ ’·⋯ ⋯ ’.⋯ ’····,·,.···,··,·一 、口I
P i
式中:Pi— 在水中游码的读数,g/cm';
P2— 在被测试样中游码的读数,g/cm3;
p o- 20℃时水的密度,g/cm3.
2.3.3 密度计法
2.3.3.1 原理
由密度计在被测液休中达到平衡状态时所浸没的深度读出该液体的密度。
2.3.3.2 仪器
a.密度计:分度值为0.001g/cm3(见图6);
GB 4472一84
图 6密度计
1一躯休。2 -sN部
b.恒温水浴:温度控制在20士0.1 'Cs
c·玻璃量筒;250一500 m I。
d.温度计:0 -500C,分度值为0.1 'C,
2.3.3.3操作步骤
a.在恒温 (20`C)下的测定:将待测试样注人清洁、干燥的量筒内,不得有气泡,将量筒置于
20℃的恒温水浴中。待温度恒定后,将清洁、干燥的密度计缓缓地放人试样中,其下端应离筒底2cm
以匕 不能与筒壁接触,密度计的上端露在液面外的部分所沾液体不得超过2一3分度,待密度计在
试样中稳定后,读出密度计弯月面下缘的刻度 (标有读弯月面七缘刻度的密度计除外),即为20'C试
样的密度。
b. 存常温下的测定:按 卜述操作在常温下进行。
2.3.3.4 试验结果
2.3.3.4.1 常温t(℃吓测定试样的密度P, (g/cm')按式 (8)计算:
P,二川+斌·a (20一t) ·.....·...·..·............⋯⋯ (8)
式中:川— 试样在t(℃)时密度计的读数值,g/Cm3s
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a— 密度计的玻璃膨胀系数,一般为0.000025;
20— 密度计的标准温度,℃;
t— 测定时的温度,Vo
2.3.3.4.2 常温I(C)试样的密度换算为20℃时的密度P20 (g"cm2)按式 (9)计算:
P20= Pr+k (t一20) ······························⋯⋯ (9)
式中:k— 试样密度的温度校正系数,可根据查表或由不同液态化工:产品实测求得。
2.4 气体密度的测定
2.4.1 比重瓶法
2.4.1.1 原理
用燕馏水校if.过体积的比重瓶,分别A9定充满试样和充满F燥空气的比重瓶质量,以求出试样的
密度。
2.4.1.2 仪器
a.气体比重瓶:容量250 c m“以上并保证不漏气(见图7)3
图7气体比重瓶
1一真空活塞;2一真空活塞‘3一毛细管。a一r休
b. 于燥管:容量大小根据需要选择,内装的干燥剂由气休特性决定;
c.分析天平:负荷200g,分度值为0.0001g。负荷500 g,分度值为0.001g(校正比重瓶体积用);
d.水银气压计:分度值为0.4 mmHg,
e.温度计:分度流为0.1℃。
2.4.1.3 比重翻长积的校IF
a. 比重#W.一体积应该 一年校正一次;
GB 4472一84
二 校正方法:将缓慢通过干燥管的洁净空气充人比重瓶,测定它在室温和大气压下的质1 mia
再充满新煮沸并冷却至室温的蒸馏水,然后擦于并用7纸除净1、2两个活塞口上的水,测定其质III
m2。记录大气压p, * (m-Hg)和室温rl**('C)o
2.4.1.4 操作步骤
二 测比空气轻的气体 (气体取样装置见图8):
图 8气体比重瓶法密度测定取样装置图
1一真空活塞,2一真空活塞;3一测定瓶,卜 充气瓶,5一千燥管
将干燥的、已校正的比重瓶(简称测定肋 与另一类似的取样用比重瓶(简称充气瓶)相连,使
前者的侧管与后者的直管连接,在充气瓶的侧管上接一个干燥管。在保证正压的情况下,通过干燥管
徐徐通人试样,充分置换,待两个比重瓶都充满试样后,立即关闭测定瓶的活塞1和充气瓶的活塞2,
当两个比重瓶达到天平室温度时,迅速打开充气瓶的活塞2,待瓶内气压与大气压平衡时,立即关闭
测定瓶的活塞2,拆下充气瓶,称量测定瓶(-3)-
b.测比空气重的气体 (气体取样装置见图9):
图 9 气体比重瓶法密度测定取样装置图
1一真空活塞;2一真今活塞‘3一测定瓶;4一充气瓶;5一卜燥管
将干燥管与充气瓶的直管连接,测定瓶的直管与充气瓶的侧管连接。经千燥管通人试样进行充分
大气压应准确测址至0.4 m.Hgo
夭平室温度应准确测鼠至0.1{。
GB 4472一 4
置换,待两个比重瓶都充满试样后,立即关闭测定瓶的活塞2和充气瓶的活塞1。当两个比重瓶达到
天平宝室温时,迅速打开充气瓶的活塞1,使瓶内气压与大气压平衡,叙即关闭测定瓶的话塞1,拆
下充气瓶,称量测定瓶 (。3)。
卜 用干燥、洁净的空气充分置换测定瓶中的气体,待测定瓶达到室温和大气压后,称量测定瓶
(Ma).
c.记录大气压P2 (mmHg)和室温t2(℃)。
2.4.1.5 试验结果
2.4.1.5.1比重瓶体积V (dm3)按式 (10)计算:
V=一一一m兰三m,一一一 ⋯。.........⋯⋯。.。...⋯⋯(10)
(Po一pa) x 1000
式中:m,— 充满空气的比重瓶在室温t,(℃)和大气压p, (mmHg)下的质量,9;
m2— 装满蒸馏水的比重瓶在室温t,(℃)下的质量,g;
Po— 在室温t,(℃)下蒸馏水的密度 (见附录A),g/cm3;
Pa— 在室温t,(℃)和大气压P, (mmHg)下的空气密度 (见附录B), g/cm'o
2.4.1.5.2 测定试样在标准状态 (0℃,760 mmHg)下的密度p (g/dmo)按式 (11)计算:
m3一(优4一A) m3一md
V 。k 二一币井丁k一一
+1.2928·.....⋯⋯,二。.(11)
A二V。k x 1.2928 (12)
?
?式中:二3— 充满试样的比重瓶在室温tZ
m,— 充满空气的比重瓶在室温tZ
(℃)和大气压P2 (mmHg)下的质量,
(℃)和大气压P2 (mmHg)下的质量,
A— 比重瓶内的空气在室温t2(℃)和大气压P2 (mmHg)下的质量,克,
V— 比重瓶的体积,dm3,
k
1.2928
把气体体积换算成标准状态下的系数 (
干燥空气在标准状态下的密度,g/dma
见附录C);
2.4.2 气体流出法 (扩散法)申
2.4.2.1 原理
在同温、
2.4.2.2
同压下,等体积的气体流过锐孔的时间和气体密度的平方根成正比。
仪器
a. 气体扩散计 (见图10);
。如果要求史准确的结果,则应采用比重瓶法。
GB 4472一84
反扣姆母
椒皮垫圈
图 10气体扩散计
l一下部刻线t 2一支柱,3一外部图形容器,9一内部玻璃圆管,s一温度计;s一匕部刻线.
7一带衬套的盖子.a一叉式金属管i9一阀门书10-阀门,11一喷嘴
b.温度计:0一50'C,分度值为0.10C,
c. 秒表:分度值为。.1s。
2.4.2.3 操作步骤*
a.把蒸馏水充人外部圆筒3,打开阀门9,水进人玻璃内管4,待水温稳定后,从阀门9处压
人空气至下部刻线1,停留数分钟,打开阀门10,气体由“喷嘴”流出,水面上升,记录水面从刻线
1上升至刻线6所需的时间,准确到OAS,重复2或3次。
b.将空气排尽,并用试样充分置换后,在相同条件下,重复上述操作,测定试样流出时间。
2.‘.2.4 4聆结奥
2.4.2.4.1一般情况下,气体相对密度d按式
d=
(13)计算:
r2 ⋯。.。,..一。.,..⋯⋯,.⋯ (13)
式中:了— 试样平均流出时间,5;
r、— 空气平均流出时间,5。
。易燃、易塌、有毒的气体应在通风橱内测定。
GB 4472一84
2.4.2.4.2 若空气和试样被水蒸气饱和,则干燥气体的相对密度d按式 (14)计算:
0.627 x P,
尸+尸2一尸1 1) (14)
_ h
尸2=」一一二一,弋二一二:丁-~
乙 x 1J.J 匀4
(15)
式中: P-~一测定时外部大气压,m m;
P,- 测定温度下的饱和水蒸气压(见附录D), mmHg;
P2— 两刻线(1、6)之间水位差造成的平均压力,mmHg,
h— 水位差高度,mm,
13.546~一 水银的相对密度。
2.4.2.4.3被测气体密度p (g/dml)按式(16)计算:
p=dx1.2928.............. ............................... (16)
式中:1.2928— 千燥空气在标准状态下的密度,g/dm'o
2.5 精密度
2.5.1测定方法精密度可根据G B 4471-84《化L产品试验精密度 室间试验确定重复性与再现
性》确定;
2.5.2测定结果为两次测定值的平均值,两次测定值之差必须符合精密度要求。
2.6 试验
报告产品密度或相对密度时必须使用L述规定的单位与符号。报告固体和液体密度时,需注明温
度,例如:p,;报告气体密度时,
注明 t,(℃)和t2(.C),例如d
d, r.
还应注明压力,例如
::或‘:。。
:pt,,,报告固体和液体相对密度时,必须同时
报告气体相对密度时,必须同时注明温度和压力,例如;
GB 4472一84
附 录 A
蒸馏水密度表
(补充件)
kg/m3
(℃) 0.0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
999.8396
999.8985
999.9399
999.9642
999.9720
999.9637
999.9399
999.9011
999.8477
999.7801
999.6987
999.6039
999.4961
999.3756
999.2427
999.0977
998.9410
998.7728
998.5934
998.4030
998.2019
997.9902
997.7683
997.5363
997.2944
997.0429
996.7818
996.5113
996.2316
995.9430
995.6454
995.3391
995.0243
994.7010
994.3694
994.0296
993.6819
993.3263
992.9629
992.5920
992.2136
999.8463
999,9035
999.9431
999.9657
999.9718
999.9620
999.9367
999.8964
999.8416
999.7726
999.6898
999.5937
999.4846
999.3628
999.2287
999.0826
998.9247
998.7553
998.5748
998.3833
998, 1812
997.9685
997.7456
997.5126
997.2697
997.0172
996.7551
996.4837
996.2032
995.9136
995.6152
995.3080
994.9923
994.6682
994.3358
993.9952
993.6467
993.2903
992.9261
992.5545
999.8528
999.9082
999.9461
999.9670
999.9716
999,9602
999.9334
999.8916
999.8353
999.7649
999.6808
999.5834
999.4730
999.3500
999.2146
999.0673
998.9083
998,7378
998.5562
998.3636
998.1604
997.9467
997.7227
997.4887
997.2449
996.9914
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-
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、、
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??
?
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?
注:本表摘自PTB-MITTEILUNGEN6'71, P.414a
582
GB 4472一84
附 录 B
干燥空气密度表
(补充件)
密度\
(kg了m3)
压力
,( mm Hg)
600 605 610 615 620
温度
(℃)
2
3
4
5
6
7
8
g
10
I1
12
13
14
15
I6
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
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583
GB 4472一84
续表
密I}x、\if,”(kg。,)义mmt9e)
62弓 630 63 64 645
温度
(〔)
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.05931308
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:: 1.0274144531.023839843
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{{
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1..03278244
1.029'226328
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0.9883920978
??
?
?
??
?
?
??
?
??
?
?
584
GB 447E一84
续表
代 650 655 660 665 670
0
I
2
3
4
5
6
7
8
9
10
II
12
13
14
15
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