SIVILARDA YOĞUNLUK ÖLÇÜMÜ

Sıvılarda yoğunluk ölçümü için kullanılan dalıcı ve yüzücü aletler “areometre’‟olarak adlandırılır. Areometrelerin temel ilkesi, sıvının kaldırma kuvvetinin sıvı yoğunluğu ile doğru orantılı olmasıdır. Sıvı içine daldırılarak kullanılır.

Areometreler doğrudan yoğunluğu verecek şekilde işaretlenebildikleri gibi Bome (Baumé), alkol yüzdesi, süt yoğunluğu vb. de derecelendirilebilirler. Bu durumda, bomemetre, alkolimetre, laktodansimetre gibi isimler alırlar. Areometrelerin esası, aynı cismin yüzdüğü bütün sıvılarda aynı ağırlıktaki sıvı ile yer değiştirmesi ilkesine dayanır. Yer değiştiren sıvının ağırlığı hacmine ve yoğunluğuna bağlıdır.

Bazı sıvıların özkütleleri:

MADDE	ÖZKÜTLE
Civa	13,60
Sülfürik Asit	1,84
Karbon tetraklorür	1.60
Su	1.00
Zeytinyağı	0.90
Benzen	0.88
Benzin	0.879
Aseton	0.792
Asetik Asit	0.79
Etilalkol	0.78
Eter	0.71

Aynı yüzücü cismin iki sıvıda yer değiştirtiği hacimlere V1 ve V2; sıvıların yoğunluklarına ise d1 ve d2 dersek;

Aynı yüzücü cisimle değişik sıvıların yer değiştiren hacmi, sıvıların yoğunlukları ile ters orantılıdır. Eğer yüzücü cismin üst tarafında belirli çapta bir silindir oluşursa yer değiştiren hacimler cismin batış derinliği ile orantılıdır.

Bu temel prensipten yola çıkılarak çeşitli areometreler geliştirilmiştir. Areometre ile çalışırken dikkat edilmesi gereken kurallar vardır.

• Areometrenin skalası kontrol edilerek taksimatların neye denk geldiğini belirlemek gerekir.
• Kullanılacak areometrenin tamamen kuru ve temiz olması gerekmektedir.
• Sıcaklık düzeltmesi yapılacağından areometrenin ayar edildiği sıcaklık üzerinden okunarak kaydedilmelidir.
• Sıvının koyulacağı silindirin hacmi areometreye uygun olmalıdır.
• Areometre, kabın çeperlerine çarpmadan serbestçe yüzebilmelidir.

Bazı areometrelerde okumada kolaylık sağlamak için virgülden önceki kısımlar atılarak skalaya virgülden sonraki kısım eklenmiştir. Yani skaladan 30 değeri okunursa yoğunluk 1,030 a, 5 okunursa bu da 1.005 değerine denk gelmektedir.

Dansimetre ile Yoğunluk Ölçme

Yoğunluk ölçümleri için uygulamada yaygın olarak kullanılan araçlardır. Sıvının özgül ağırlığını doğrudan verir. Genellikle kapalı bir cam tüpten oluşmuştur. Tüpün alt kısmı, aracın dik durması ve gerekli ağırlığın sağlanması amacıyla içerisinde saçma veya cıva bulunan bir kürecik şeklindedir. Üst kısmı da üzerinde yoğunluk ve bazılarında da sıcaklık göstergesi bulunan bir cam borudan oluşmuştur. Bir sıvı içinde dengede duran dansimetrenin sıvı yüzeyine rastlayan bölüm çizgisi karşısında okunan sayı o sıvının yoğunluğunu verir.

Bomemetre ile Yoğunluk Ölçme

Sabit ağırlıklı bir yoğunluk ölçerdir. 1961 yılında Baume tarafından tasarlanmıştır. Taksimatı gelişigüzel seçilmiş olan bu araç ve birim herhangi bir çözeltinin derişiminin belirlenmesinde kullanılmaktadır.

Bome areometresi yoğunluk ve şekere göre değil de %10‟luk tuzlu suya göre kalibre edilmiştir. Sudan ağır sıvılara ait olan bome areometrelerinin 15 oC‟deki suda battığı yer (0), % 10‟luk tuz çözeltisinde battığı yere 10 koyularak kalibrasyonu yapılmıştır. Areometrelerde skala 0-10 arasında eşit olarak bölünmüştür ve her bir çizgi % 1 tuza (NaCl) denk gelecek şekilde ayarlanmıştır.

Bome areometresi çözeltideki g/100 g olarak tuz (NaCl) miktarını ifade eder. Aynı zamanda sanayide şekerli sıvıların, tuzlu çözeltilerin ve çeşitli çözeltilerin yoğunluğunun ölçülmesinde de kullanılır. En fazla şıra ve şarapçılıkta kullanılır.

Bomemetre ile yoğunluk ölçmek için: Ölçümde çeşitli cetveller hazırlanmıştır. Cetvel olmadığı zaman bome derecesi 1,9 ile çarpılarak kuru madde, 1,8 ile çarpılarak % şeker miktarı bulunur. Yoğunluk hesaplamasında ise sıcaklık 15/4 0C‟de 144,3; Sıcaklık 15/15 0C‟de ise 146,3 katsayıları kullanılarak aşağıdaki şekilde hesaplanır.

Alkolimetre ile Yoğunluk Ölçme

Alkol ve su karışımında ağırlık ve hacim olarak % alkol miktarını verir. Alkol tayininde kullanılan areometreler genellikle % hacim gösterenler olup 15,56 0C‟ye göre kalibre edilmiştir. Sıcak düzeltme faktörü beher derecesi için 0,18‟dir. Yalnız bu sıcaklık düzeltmesi 15,5 0C‟ye yakın olan sıcaklıklarda yapılmalıdır.

Alkolimetrede rakamlar diğer areometrelerin aksine aşağıdan yukarı doğru yükseldiğinden sıcaklık düzeltmesi diğer areometrelerin tersine yapılır. Yani çözelti sıcaklığı aerometre kalibrasyon sıcaklığından yüksekse sıcaklık düzeltmesi bulunan değerden çıkarılır. Eğer daha düşükse bulunan değere eklenir

Alkolimetre ile ölçüm yapmak için;

1. Alkolimetre ve dereceli silindir temizlenir, kurutulur.
2. Damıtma balonuna 100 ml örnek konur. İçine derişik NaOH çözeltisi katılarak ortamın alkali olması sağlanır.  
3. Köpürmeyi önlemek için balona birkaç parça parafin veya az miktarda tannik asit konur.
4. Yaklaşık 3/4 kısmı damıtılır.
5. Damıtma ürünü saf su ile 100 mƖ‟ye tamamlanır.
6. Hazırlanan ürün dereceli silindire konur.
7. Alkolimetre silindirin içine yavaşça daldırılır.
8. Dikey salınım durduktan sonra okuma yapılır.

Alkolimetrede rakamlar diğer areometrelerin aksine yukarıdan aşağıya küçüldüğü için okumada buna dikkat edilmelidir. Alkolimetre ile 20 0C‟de yoğunluk ölçümü yapıldığında yoğunluğa karşılık gelen alkol hacim miktarı düzenlenmiş olan çizelgelerden bulunur.

Laktodansimetre ile Yoğunluk Ölçme

Camdan yapılmış özel şekilli bir araçtır. Laktodansimetreler sadece süt yoğunluğu ölçümünde kullanılır. Sütün yoğunluğu (cinsi ne olursa olsun) 1,02 – 1,04 arası değişir. Bu nedenle bu tip dansimetreler üzerinde sadece 20, 30, 35 gibi sayıları gösteren işaretler bulunur. Okunan değer süt yoğunluğunun (1,0)‟dan sonraki kesirli kısmıdır. Örneğin; dansimetreden 35 sayısı okunursa süt yoğunluğu 1,035 olarak belirlenmiş olur.

Laktodansimetre ile yoğunluk tayini:

• Sıcaklığı 15 °C‟ye getirilen süt örneği iyice karıştırılarak homojen hâle getirildikten sonra, köpürtülmeden çapı 3-4 cm olan dereceli silindire veya cam tüpe boşaltılır.
• Kuru ve temiz laktodansimetre sap kısmından tutularak süte yavaş yavaş daldırılır.
• Laktodansimetre süte 30 rakamına kadar daldırıldıktan sonra serbest bırakılır.
• Laktodansimetrenin inip çıkması durunca göz süt düzeyine getirilerek okuma yapılır. Eğer laktodansimetrenin üzerinde termometre varsa sütün sıcaklığı bu termometreden, termometresiz ise sütün sıcaklığı ayrı bir termometre ile belirlenir.  
• Okuma sırasında sütün sıcaklığı 15 °C ise laktodansimetrede okunan değer alınır ve buna 1000 eklenip elde edilen değer 1000‟e bölünerek sütün yoğunluğu bulunur.

Piknometre ile Sıvıların Yoğunluğunu Ölçmek

Piknometreler küçük, hafif ve genelde camdan yapılmış kaplardır. Aynı hacimdeki su ve sıvının, aynı sıcaklıktaki ağırlıklarının oranı özgül ağırlığı verir. Özgül ağırlık tayini için çeşitli piknometreler bulunmaktadır.

Piknometre ve Çeşitleri: Sanayide sık kullanılan piknometler boot tipi piknometreler ve reischauer tipi piknometrelerdir.

Boot Tipi Piknometreler: Bunlar kapaklı olup kapağın içinde bir kapiler boru vardır. Ayrıca üzerinde bir de muhafaza kapağı olur. Bunların büyük bir kısmı çift cidarlıdır. İki cidar arasındaki hava alınmıştır. Bu nedenle de özgül ağırlığı tayin edilecek sıvı, istenilen sıcaklık derecesine getirildikten sonra piknometreye koyularak bu sıcaklık muhafaza edilebilir.

Reischauer Tipi Piknometreler: Bu tip piknometreler şekilde de görüldüğü gibi geniş bir gövde ile ince uzun boyun kısmından ibaret olup boyun kısmının ortasında bir çizgi vardır.  Standart reischauer tipi piknometreler boyun kısmı 65-85 mm, yüksekliği ise 140-160 mm, boyun iç çapı 2,5-3,5 mm‟dir. İşaret çizgisi, boynun yukardan 25-35 mm aşağısındadır. Su kapasitesi 20ºC de 48-50 gramdır.