Взвешивание на весах Вестфаля-Мора Весы Вестфаля-Мора (рис.2) представляют собой разновидность ареометра с постоянным объемом.

Рис.2. Весы Вестфаля-Мора

Весы Вестфаля-Мора состоят из вращающегося на призме коромысла 1 с висящим на конце его поплавком (который иногда снабжен термометром) и неподвижного штатива 2, имеющего внизу регулировочный винт 3, а наверху неподвижное острие 4. Коромысло состоит из двух частей или плеч: одно из них более короткое и широкое, другое более длинное и тонкое, разделенное на 10 делений, к последнему делению которого на тонкой платиновой нити подвешен стеклянный поплавок. Вес поплавка подобран таким, чтобы он точно уравновешивал коромысло в воздухе. Прибор снабжен пятью разновесами 10 – 14. Каждый из двух больших имеет вес, точно равный весу воды при температуре 20°С, вытесняемой поплавком. Вес трех малых разновесов в 10, 100, 1000 раз меньше веса большого разновеса. При погружении поплавка в испытуемую жидкость равновесие, установленное в воздухе, нарушается, и его восстанавливают навешиванием разновесов на плечо с подвешенным поплавком. Пользуясь весами Вестфаля-Мора, можно определять плотности как меньше, так и больше единицы. Данный метод позволяет определить значение , которое пересчитывают в по формуле (9).

Метод взвешенных капель

При определении плотности способом взвешенных капель капли исследуемого нефтепродукта вводят в смесь каких-либо жидкостей, причем плотность смеси подбирают таким образом, чтобы она оказалось равной плотности нефтепродукта, что узнается по безразличному равновесию капель последнего (рис.3). Данный способ особенно пригоден в случае очень малого количества продукта.

Рис. 3. Прибор для определения плотности

Методом взвешенных капель

В качестве жидкостей обычно пользуются водными растворами спирта, а также растворами и . Растворы спирта применяются для нефтепродуктов плотностью меньше единицы, а растворы солей – для нефтепродуктов плотностью больше единицы. Выдавив из конца стеклянной трубки 2 несколько капель жидкости, начинают аккуратно добавлять в раствор соответствующую жидкость до достижения каплями безразличного равновесия. Плотность полученных водных растворов можно определить пикнометром или весами Вестфаля-Мора. Аналогичным образом определяют плотность твердых нефтепродуктов. Отличие состоит в том, что вместо капель используются шарики нефтепродукта диаметром 5-6 мм.

Пикнометрический метод

Этот метод один из самых точных способов определения плотности нефтепродуктов. Он основан на измерении массы определенного объема нефтепродукта, которую относят к массе воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. Точность его может быть доведена до 0.0001, причем при помощи пикнометров (рис. 4) можно определять плотность любых нефтепродуктов, начиная от легчайших бензиновых фракций и кончая твердыми битумами. Преимуществом метода является также небольшое количество требуемого нефтепродукта (1-20мл.), тогда как при определении плотности ареометром необходимо около 0.5 л. продукта, при определении весами Вестфаля-Мора - около 100 мл.

Рис. 4. Пикнометр с меткой

Существует много различных систем пикнометров, но принцип их действия остается неизменным. Каждый пикнометр должен иметь тщательно установленное водное число, т.е. массу воды в объеме пикнометра при температуре 20ºС. Для определения водного числа пикнометр тщательно промывают хромовой смесью, спиртом и дистиллированной водой, просушивают и взвешивают на аналитических весах с точностью до 0.0002 г. После этого пикнометр наполняют при помощи пипетки дистиллированной водой, помещают в термостат при температуре 20.0 ± 0.1ºС и выдерживают около 30 мин. Когда уровень воды в шейке пикнометра перестанет изменяться, отбирают избыток воды, шейку внутри вытирают и взвешивают с точностью до 0.0002 г. Уровень воды отсчитывают по верхнему краю мениска. Водное число m вычисляют по формуле:

где - масса пикнометра с водой; - масса пустого пикнометра, г.

Затем сухой, чистый пикнометр, промытый и высушенный описанным выше способом, осторожно наполняют (при помощи пипетки) испытуемым продуктом (с некоторым избытком), стараясь не замазать стенок, и выдерживают в термостате при температуре 20.0 ± 0.1ºС до тех пор, пока мениск продукта не перестанет изменяться. Избыток продукта отбирают фильтровальной бумагой и, тщательно протерев пикнометр, взвешивают на аналитических весах с точностью до 0.0002 г.

«Видимую» плотность ' испытуемого нефтепродукта вычисляют по формуле:

(1)

где - масса пикнометра с нефтепродуктом; - масса пустого пикнометра, - водное число пикнометра, г.

В случае определения плотности твердых нефтепродуктов, плавящихся при температурах около 100ºС, используют пикнометр Гинтля, который заполняют примерно до половины мелкими кусочками продукта. Затем, пикнометр с продуктом помещают в термостат с температурой 80-100ºС для удаления воздуха и полного расплавления продукта. После нагрева пикнометр с продуктом охлаждают в термостате до температуры, близкой к 20ºС, и взвешивают с точностью до 0.0002 г. Затем пикнометр с продуктом заполняют дистиллированной водой и выдерживают в термостате при температуре 20ºС до тех пор, пока уровень воды не перестанет изменяться. После чего пикнометр, взвешивают на аналитических весах. «Видимую» плотность ' испытуемого нефтепродукта вычисляют по формуле:

(2)

где - масса пикнометра с нефтепродуктом и водой, г. «Видимую» плотность ' пересчитывают в плотность по формуле

(3)

где 0.99823 - значение плотности воды при 20^оС; 0.0012 - значение плотности воздуха при 20^оС и атмосферном давлении; ' - «видимая» плотность, определенная на весах Вестфаля-Мора или пикнометром; t - температура нефтепродукта при определении плотности; - поправка на изменение плотности (табл.1).