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摘要：本文根據(jù)GB4472-84和GB/T338-92通過測定同一試樣在不同溫度下的密度的實際數(shù)據(jù)的分析論述了在甲醇密度測定中溫度對其的影響。
關鍵詞：密度、溫度、密度計、線性關系
前言：密度是表征物質(zhì)特性的物理量。在科學技術大力發(fā)展的今天，對密度的測量幾乎涉及到每個部門，應用相當廣泛 ，它不僅與半成品、成品的數(shù)量與質(zhì)量控制、檢測有關，而且對加強及提高生產(chǎn)過程的計量管理水平、促進科學研究及國內(nèi)外貿(mào)易的發(fā)展密切相關，因而不論從技術或經(jīng)濟觀點上，密度計量測試都是必不可少的。而在我廠生產(chǎn)的產(chǎn)品甲醇的質(zhì)量指標中，由于密度是貿(mào)易結算的主要指標，所以有著重要的意義。本文就溫度對甲醇密度測定的影響進行論述。
正文：按GB4472-84《化工產(chǎn)品密度、相對密度測定通則》中2.3.3的規(guī)定和GB/T338-92《工業(yè)甲醇》，在常溫下進行測定。密度計的視值范圍為0.750～0.800g/cm3。在15～35℃的溫度范圍內(nèi)，試樣密度的溫度校正系數(shù)K值為0.00093 g/cm3℃。
兩次平行測定結果的差值不大于0.0005 g/cm3。
密度指的是單位體積內(nèi)流體的質(zhì)量，以ρ表示．在流體內(nèi)任意取微小體積V，該體積內(nèi)包含的流體質(zhì)量為m，則其平均密度為ρ=m/V．
常用測定密度的方法有密度瓶法、天平法、韋氏天平法、密度計法和密度儀法。
試驗原理：我們現(xiàn)在測定甲醇密度采用的是密度計法，它是利用浮力來測定樣品的密度。它的原理是阿基米德原理，測定時將密度計沉入液體中，當密度計所排開液體的質(zhì)量等于其本身的質(zhì)量時，則密度計處于平衡狀態(tài)，漂浮與液體中。液體的密度越大浮力越大，密度計露出液面部分也越多；反之，液體的密度小，浮力也小，密度計露出液面部分也越少。
試驗步驟：我們所使用的密度計是必須經(jīng)過校準檢驗合格的。測定方法如下：使待測試樣處于規(guī)定溫度，將試樣注入清潔、干燥的量筒內(nèi)，不得有氣泡，待溫度穩(wěn)定后，將清潔干燥的密度計緩緩的放入試樣中，其下端應距離量筒底2cm以上，不能與筒壁接觸，由于干管上多余的液體會影響讀數(shù)，在密度計干管液面以上部分應盡量減少殘留液,用溫度計作垂直旋轉(zhuǎn)運動攪拌試樣，使整個量筒中試樣的密度和溫度達到均勻。待密度計在量筒中穩(wěn)定后讀出密度計彎月面下緣的刻度（標有讀彎月面上緣刻度的密度計除外）以及此時試樣的溫度。
為了保證測定數(shù)據(jù)的準確性，在整個試驗期間，環(huán)境溫度變化應不大于±2℃。當環(huán)境溫度變化大于±2℃時應使用恒溫浴，以避免溫度變化太大。記錄溫度變化接近到0.1℃.把密度計放在液體中，達到平衡位置時放開，讓密度計自由的漂浮，要注意避免弄濕液面以上的干管。在放置時，要輕輕轉(zhuǎn)動一下密度計，使它能在離開量筒壁的地方靜止下來自由漂浮，要有充分的時間讓密度計靜止。讀數(shù)時，先使眼睛稍低于液面，再慢慢的升到表面，先看到一個不正的橢圓，然后變成一條與密度計刻度相切的直線，密度計讀數(shù)為液面下彎月面與密度計刻度相切的那一點，讀到最接近刻度間隔的1/5。
由于密度計的準確讀數(shù)是在規(guī)定的溫度下標定的。在其他溫度下的刻度讀數(shù)僅是密度計的讀數(shù)（稱視密度）。而不是在該溫度下的密度。
常溫t（℃）下試樣的密度ρt（g/cm3）按下式進行計算：
ρt=ρt′+ρt′α(t-20)
式中：ρt′----試樣在t（℃）時密度計的讀數(shù)值，g/cm3；
α-------密度計的玻璃膨脹系數(shù)，一般為0.000025；
20-------密度計的標準溫度，℃；
t--------測定時的溫度，℃。
常溫t（℃）下試樣的密度換算為20℃時的密度ρ20（g/cm3）按下式進行計算：
ρ20=ρt + k(t-20)
式中：k----試樣密度的溫度校正系數(shù)，可根據(jù)查表或由不同液態(tài)化工產(chǎn)品實測求得。
試樣水分含量為0.003%時（同一試樣），各溫度下的密度值如下：
|
溫度（℃） |
視密度（g/cm3） |
校正后密度(g/m3) |
|
15.0 |
0.7959 |
0.7915 |
|
15.5 |
0.7955 |
0.7915 |
|
16.0 |
0.7948 |
0.7915 |
|
16.5 |
0.7943 |
0.7915 |
|
17.0 |
0.7939 |
0.7915 |
|
17.5 |
0.7935 |
0.7915 |
|
18.0 |
0.7930 |
0.7915 |
|
19.5 |
0.7916 |
0.7915 |
|
20.0 |
0.7912 |
0.7915 |
|
21.0 |
0.7902 |
0.7915 |
|
23.0 |
0.7885 |
0.7915 |
|
24.0 |
0.7876 |
0.7915 |
|
25.0 |
0.7869 |
0.7915 |
|
27.0 |
0.7848 |
0.7915 |
|
28.0 |
0.7840 |
0.7915 |
|
29.0 |
0.7830 |
0.7915 |
|
30.0 |
0.7820 |
0.7915 |
|
溫度（℃） |
視密度（g/cm3） |
校正后密度(g/m3) |
|
30.0 |
0.7820 |
0.7915 |
|
30.5 |
0.7818 |
0.7915 |
|
31.0 |
0.7813 |
0.7916 |
|
31.5 |
0.7807 |
0.7916 |
|
32.0 |
0.7803 |
0.7916 |
|
33.0 |
0.7795 |
0.7916 |
|
34.0 |
0.7786 |
0.7917 |
|
35.0 |
0.7777 |
0.7918 |
|
溫度（℃） |
視密度（g/cm3） |
校正后密度(g/m3) |
|
35.0 |
0.7777 |
0.7918 |
|
36.0 |
0.7769 |
0.7919 |
|
36.5 |
0.7765 |
0.7919 |
|
37.0 |
0.7762 |
0.7920 |
|
38.0 |
0.7753 |
0.7921 |
|
39.0 |
0.7746 |
0.7922 |
|
40.0 |
0.7737 |
0.7922 |
將以上數(shù)據(jù)綜合成以下一張總圖以更清楚的觀察結果的規(guī)律性：
根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以看出：如圖一所示在10～15℃，結果有偏離且無規(guī)律性。圖二所示，溫度在規(guī)定范圍內(nèi)測定,密度隨溫度的變化可近似的看作直線關系。圖三所示,在30～35℃時結果數(shù)據(jù)偏大,但仍在允許誤差范圍內(nèi)。圖四所示,在35～40℃時結果偏離太大。溫度較低時，試樣不易均衡。由于甲醇閃點較低，屬于易揮發(fā)物，溫度較高時，揮發(fā)較為劇烈，使試樣中水分含量變大，水的密度與甲醇密度相差較大，會直接影響測量結果，使結果偏大。故在測量時根據(jù)氣候、溫度的變化注意調(diào)節(jié)樣品的溫度。另外，注意液面以上的密度計管桿所沾試液不得超過兩個分度值，因為桿體上多余的液體會影響所得讀數(shù)。除此之外，還受最小分度值及測試人員視力的限制其準確度不能太高。
結論：溫度對甲醇密度測定的影響是非常大的。在標準規(guī)定的范圍內(nèi)同一試樣的密度基本上呈直線，溫度過低及溫度過高時則偏離此直線。一般要求測定的溫度是15-35℃，但是甲醇的揮發(fā)點比較低，所以平時測量時溫度不宜太高，一般保持在20℃左右，環(huán)境溫度變化應不大于±2℃，記錄溫度變化接近到0.1℃。
甲醇屬于中度危害毒物，對呼吸道及胃腸道黏膜有刺激作用。對血管神經(jīng)有毒作用，引起血管痙攣，形成瘀血或出血。對視神經(jīng)和視網(wǎng)膜有特殊的選擇作用，使視網(wǎng)膜因缺乏營養(yǎng)而壞死。我們在測定中應該注意對自身的保護，測定甲醇試樣時，因為甲醇對眼睛傷害較大且為不可逆轉(zhuǎn)性傷害。作分析時應該戴好防護眼鏡和手套,有條件的話可以佩帶防毒面具。另外分析時應注意所使用的密度計量筒中應干燥清潔，避免試樣飛濺，減少揮發(fā)。把裝有試樣的量筒垂直的放在沒有空氣流動的地方。
