Densitetsblandningar

Skol-Kemi sidorna är fortfarande under utveckling.
Kontakta mig (Svante Åberg) om du har önskemål om något särskilt recept som inte finns på våra sidor.

Densitetsblandningar

Det kan finnas anledning att beräkna hur en lösning med given densitet ska blandas. Till exempel identifieras plaster med hjälp av flytprov i lösningar med olika densitet.

Nedan följer recept på beredning av lösningar med densiteter över 1 g·cm-3 (1.00 - 1,24 med NaCl) och under 1 g·cm-3 (1,00 - 0,81 med T-sprit).

Densiteter över 1 g·cm-3 med natriumklorid och vatten

S = salinitet (vikts-% NaCl)
D = densitet (g·cm-3 eller kg·dm-3)

Referens: Lange's Handbook of Chemistry, 13th ed., p 10-77.

Beräkna saliniteten (för given densitet)
När densiteten är känd kan saliniteten beräknas med formeln

S = s1·(D-1) - s2·(D-1)2 där

s1 = 139
s2 = 48

Formeln gäller för upp till densiteten 1,23 g·cm-3.
Maximala felet hos beräknad salinitet är 0,1 vikts-% eller mindre.

Exempel: Du vill bereda en natriumkloridlösning med densiteten 1,10 g·cm-3.
S = 139·0,10 - 48·0,102 = 13,9 - 0,48 = 13,42 vikts-% NaCl.

För att bereda 100 g lösning med densiteten 1,10 g·cm-3 tar du
13,4 g NaCl
och resten vatten upp till 100 g, dvs
100-13,4 = 86,6 ml vatten (86,6 ml vatten väger 86,6 g).

Beräkna densiteten (för given salinitet)
När saliniteten är känd kan densiteten beräknas med formeln

D = d0 + S/d1 + S2/d2 där

d0 = 1
d1 = 140
d2 = 45000

Formeln gäller för upp till 30 vikts-% NaCl.
Maximala felet hos beräknad densitet är mindre än ±1 i 3:e decimalen.

Exempel: I världshaven är salthalten ungefär 3,5 %.
Om man antar att det bara är natriumklorid i vattnet så blir densiteten
D = 1 + 3,5/140 + 3,52/45000 = 1,025 g·cm-3

densitet
(g/ml)		NaCl
(% w/w)		 densitet
(g/ml)		NaCl
(% w/w)		 densitet
(g/ml)		NaCl
(% w/w)
1,000,043 1,1013,457 1,2025,909
1,011,427 1,1114,746 1,2127,101
1,022,803 1,1216,025 1,2228,283
1,034,168 1,1317,294 1,2329,456
1,045,524 1,1418,553   
1,056,870 1,1519,803   
1,068,207 1,1621,044   
1,079,534 1,1722,274   
1,0810,851 1,1823,495   
1,0912,159 1,1924,707   


Densiteter under 1 g·cm-3 med etanol och vatten vid 20 °C

Referens: Handbook of Chemistry and Physics

Tabellen nedan anger antal ml etanollösning, t.ex. T-röd, som ska spädas med vatten till 100 ml för att få önskad densitet. T-röd innehåller normalt 95 volyms-% etanol (blå kolumn).

Exempel: För at bereda etanollösning med densiteten 0,90 g/ml ur 95%-ig T-röd tar du 59,04 ml T-röd och späder med vatten till 100 ml.

densitet
(g/ml)		EtOH
90%		EtOH
91%		EtOH
92%		EtOH
93%		EtOH
94%		EtOH
95%		EtOH
96%		EtOH
97%		EtOH
98%		EtOH
99%		EtOH
100%
0,80------99,8599,1098,3697,6496,93
0,81--99,3598,5597,7797,0096,2595,5294,8194,1293,44
0,8297,0696,2595,4694,6993,9393,2092,4891,7891,0990,4389,78
0,8392,9592,1791,4190,6789,9589,2588,5687,8987,2386,6085,97
0,8488,7087,9687,2486,5385,8485,1784,5183,8783,2582,6482,05
0,8584,3483,6482,9582,2881,6280,9880,3679,7579,1678,5878,01
0,8679,8779,2078,5577,9177,2976,6976,1075,5274,9674,4173,87
0,8775,3174,6974,0773,4772,8972,3271,7671,2270,6970,1769,66
0,8870,7470,1469,5769,0068,4667,9267,4066,8966,3965,9065,43
0,8966,1265,5765,0364,5063,9963,4963,0062,5262,0561,6061,16
0,9061,4960,9760,4759,9859,5059,0458,5858,1457,7157,2856,87
0,9156,7356,2555,7955,3454,9054,4754,0553,6453,2452,8552,47
0,9251,8751,4351,0150,6050,1949,8049,4249,0448,6848,3247,97
0,9346,8846,4846,1045,7345,3645,0144,6644,3243,9943,6743,36
0,9441,5541,2140,8740,5440,2139,9039,5939,2939,0038,7138,44
0,9535,8735,5735,2834,9934,7134,4434,1833,9233,6733,4233,18
0,9629,4729,2328,9928,7528,5228,3028,0827,8727,6627,4627,26
0,9721,9521,7621,5821,4121,2421,0720,9120,7520,6020,4520,30
0,9813,6613,5413,4313,3213,2213,1113,0112,9112,8212,7212,63
0,996,196,136,086,035,995,945,895,855,815,765,72


Om du är osäker på vilken koncentrationen av etanol är i din T-röd så kan du bestämma volym-% etanol ur densiteten. Densiteten mäter du genom att väga en mätkolv med och utan T-röd och dividera med volymen.
densitet
(g/ml)		0,81940,81670,81390,81110,80830,80550,80260,79970,79670,79380,7908
etanol
(% v/v)		90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%

För att underlätta beräkningen finns det ett färdigt kalkylark för Excel som du kan ladda ned.