Método de Medición de Densidad y Peso especifico


Introducción
Los instrumentos de medición son utilizados para llevar un registro de las variables presente en los elementos que tengamos en estudio, La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del calculo si el objeto tiene forma geométrica o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad. Se le llama peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen.

Densidad
La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo sobre metro cúbico (kg/m3), aunque frecuente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva.
p= m/v
Donde ρ es la densidad, m es la masa y V es el volumen del cuerpo.
En física, la densidad de una sustancia, simbolizada habitualmente por la letra griega ρ, es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. Ejemplo:un objeto pequeño y pesado, como una piedra de granito o un trozo de plomo, es mas denso que un objeto grande y liviano hecho de corcho o de espuma de poliuretano.
La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades).
ρr=ρ/ρ0
Donde ρr es la densidad relativa, ρ es la densidad absoluta y ρ0 es la densidad de referencia.
Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua destilada es de 1000 kg/m3, es decir, 1 kg/L. Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de 1 atm y la temperatura de 0 °C. 

Medición de densidad
La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos. Entre los instrumentos mas comunes para la medida de densidades tenemos:
El Densímetro
Es un instrumento de medición que sirve paradeterminar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen. Normalmente, esta hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical.
Se introduce vertical y cuidadosamente en el líquido hasta que flote libre y verticalmente. A continuación, se observa en la escala graduada en el vastago del densímetro su nivel de hundimiento en el líquido; esa es la lectura de la medida de densidad del líquido. En líquidos ligeros (v.g., queroseno, gasolina, alcohol) el densímetro hundira mas que en líquidos mas densos (como agua salada, leche). De hecho, es usual tener dos instrumentos distintos: uno para los líquidos en general y otro para los líquidos poco densos, teniendo como diferencia la posición de las marcas medidas.
El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido.

El picnómetro, es un aparato que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y gases picnómetro de gas.
Balanza de Mohr-Westphal 
La balanza de Mohr es una variante de balanza hidrostatica que permite la medida precisa de la densidad de líquidos. Otra posibilidad para determinar las densidades de líquidos y gases es utilizar un instrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante.
Es una balanza de brazos desiguales que se utiliza parala determinación de densidades de líquidos. En esencia, consta de un armazón o montura ajustable en altura sobre el que se apoya una varilla segmentada en dos brazos. El brazo mas corto termina en una pesa compacta fija, provista de una aguja que debe enfrentarse con otra aguja fijada al armazón para obtener el equilibrio. Del extremo del brazo largo pende, mediante un hilo delgado y ligero, un inmerso de vidrio que suele llevar incorporado un termómetro para medir la temperatura del líquido cuya densidad se desea medir. En el brazo largo hay marcadas diez muescas, numeradas del 1 al 10. La balanza dispone de un juego de cinco jinetillos o reiters (del aleman, jinetes): dos grandes que, aunque diferentes en forma y función, tienen el mismo peso, y otros tres mas pequeños, cuyos pesos son la décima, la centésima y la milésima de aquellos, respectivamente.
Peso Específico
Se denomina peso específico de un mineral al cociente entre su peso y el peso de un volumen equivalente de agua a 4ºC (condiciones de maxima densidad del agua), siendo un valor adimensional. Por el contrario, la densidad relativa es un valor equivalente correspondiente a la masa por unidad de volumen y viene expresado en unidades tales como g/cm3. El peso específico es una propiedad intrínseca y constante para un mineral de composición química determinada y depende basicamente de dos factores:De los atomos que constituyen el mineral. Del tipo de empaquetamiento de los atomos. En los elementos isoestructurales, con idéntico tipo de empaquetamiento, los elementos de mayor peso atómico tienen mayor densidad relativa. En una serie de soluciones sólidas existe un cambio continuo de densidad relativa.
Medidas del Peso Específico
Los métodos de medida del peso específico se basan en el principio de Arquímedes y consisten en medir el peso en aire del mineral P y posteriormente el peso de dicho mineral sumergido en agua P (agua). A continuación se presenta un esquema de una balanza hidrostatica clasica.
Podremos determinar el peso específico mediante la fórmula:
PE=P/P-P (agua)
La utilización de líquidos mas densos y con menor fuerza de tensión superficial para esta medida permite realizar la determinación del peso específico de minerales con mas precisión. En este caso en la fórmula anterior hay que introducir el valor de la densidad del líquido usado:
PE=P/P-P (liq) x p (liq)
Las muestras a estudiar deberan ser homogéneas y puras, compactas y sin microgrietas o microcavidades que pudiesen contener fluidos o gases que reduzcan el peso específico a medir. Normalmente se requiere un volumen cercano a 1 cm3 de muestra. A partir de dicho principio se emplean diversos procedimientos de medida:
*La balanza de Jolly en los que se miden los pesos enfunción del alargamiento de un muelle helicoidal.

Balanza de Penfield
Es donde el peso específico se determina por la posición de pesas en el brazo derecho graduado.

La Balanza de Berman
Este es del tipo torsión, se emplea para pequeñas partículas de menos de 25 mg. Si bien las medidas son muy precisas requiere una corrección por efecto de la temperatura.

El Picnómetro
Empleado en los casos en los que no se disponga de suficiente cantidad de muestra para emplear los métodos anteriores. Consiste, basicamente, en una botella de vidrio con un tapón de ese mismo material esmerilado y atravesado por un fino orificio capilar. Se pesa inicialmente el picnómetro vacío con su tapón (P), se introduce entonces el mineral a medir y se vuelve a pesar (M). Tras rellenar completamente el recipiente con agua destilada se mide de nuevo (S) y por fin se vacía el picnómetro y se rellena únicamente con agua destilada obteniéndose el peso W
El peso específico vendra dado por:
Peso específico = (M - P) / W + (M - P) – S

El Densímetro Portatil Dma 35
Aparato portatil de medición de densidad, peso específico y concentración de las muestras y se destaca por su facilidad de manejo. El DMA 35 garantiza su completa adaptación a cualquier lugar gracias a su diseño resistente y ligero. Las cuatro versiones del producto, DMA 35, DMA 35 Tag&Log, DMA 35 Ex y DMA 35 ExPetrol, se diferencian en las interfaces de datos, el material de la carcasa y la seguridad intrínseca. Cada equipo esta especialmente diseñado para un ambito de aplicación concreto.
Facil Manejo
El diseño compacto y el bajo peso permiten efectuar mediciones con sólo una mano, mediciones sin problemas incluso con difícil accesibilidad de la muestra, pantalla LC de gran tamaño con iluminación de fondo, celda de medición con mirilla e iluminación de fondo
Resistencia
Carcasa resistente y hermética para su utilización en industrias y al aire libre, resistencia probada en cada versión del producto de las piezas en contacto con muestras comunes, versiones del producto con seguridad intrínseca (identificación de explosivos [Ex] II 2 G Ex ib IIC T4) para el uso en zonas con peligro de explosión
Eficiencia
Memoria para 100 códigos de muestras para una sencilla identificación de las mismas; Memoria para 20 métodos de medición; Memoria para 1.024 resultados de mediciones, con sello de hora y código de las muestras; Dos baterías de repuesto para un funcionamiento prolongado y seguro

Referencia
https://punchitas06.blogspot.com/
https://es.wikipedia.org/wiki/Dens%C3%ADmetro
https://www.directindustry.es/prod/anton-paar/aparatos-portatiles-de-medicion-de-densidad-peso-especifico-y-concentracion-16352-53789.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Balanza_de_Mohr-Westphal