الهيدروميتر (المكثاف) | طرائق قياس كثافة المحاليل وتركيزها
يعتمد مبدأ عمل الهيدرومترات على قانون الطفو لأرخميدس وهو اذا طفا جسم ما فوق سطح سائل فإن وزن الجزء المغمور من الجسم يساوي وزن السائل المزاح
ماهو الهيدروميتر ؟
عبارة عن انبوبة زجاجية طويلة مغلقة من الطرفين وتتألف من ثلاث أجزاء :
- الجزء الأول : ساق طويلة مرقمة من الاعلى للأسفل في المحاليل ذات الكثافة الأعلى من الواحد وتستخدم في المحاليل السكرية والملحية , او تكون مرقمة من الأسفل للأعلى تستخدم في المحاليل التي كثافتها اقل من الواحد وتلك تستخدم في المحاليل الكحولية والزيوت .
- الجزء الثاني : انتفاخ في وسط الانبوبة وهو مملوء بالهواء يساعد على طفو الهيدرومتر.
- الجزء الثالث : انتفاخ سفلي يحتوي كرات من الرصاص او الزئبق يعطي ثقل للهيدروميتر من اجل ان يبقى مستقر بوضع عمودي .
- قد يحتوي الهيدروميتر بداخله على ميزان حرارة لقياس درجة حرارة المحلول المقاس .
انواع الهيدروميترات
- هيدروميتر قياس تركيز المحاليل السكرية ( بالينغ ، بركس)
- هيدروميتر قياس تركيز المحاليل الملحية ( بوميه ، سالومتر)
- هيدروميتر قياس تركيز المحاليل الكحولية ( ترالز)
- هيدروميتر قياس الوزن النوعي ( الكثافة)
هيدروميترات قياس تركيز المحاليل السكرية
- هو هيدرومتر البالينغ Balling الذي عدله فيما بعد بركس Brix , واضاف اليه داخله ميزان حرارة Thermometer
- تعبر القراءة المأخوذة عن تركيز السكر في المحلول كنسبة مئوية-وزنية %
- أي كل 1درجة ( بالينغ، بركس) = 1% من السكر في 100 غ من المحلول السكري
ملاحظة :
قسم الهيدروميتر حسب التدريج من الاعلى للاسفل (على درجة حرارة 20° م)
لزيادة الدقة الى ثلاثة أنواع وهي (من 0 الى 30) ، (30 – 60) ، (60 - 90)
هيدروميترات قياس تركيز المحاليل الملحية
تشمل هيدرومترات البوميه Baume والسالومتر Salometer
البوميه : يستخدم لقياس تركيز الملح في المحاليل الملحية عأساس نسبة مئوية وزنية وهو مدرج من( 0 الى 70) على درجة حرارة 20° م , يعطي قراءات التركيز والكثافة اذ انه درج من الجهة الاخرى للساق من الاعلى للاسفل (من ١الى ٢)
ملاحظة :
ان اقصى تركيز يصل اليه المحلول الملحي هو 26.5% على درجة حرارة 25° م , وتزداد بالغليان لتصل الى 28- 29% درجة الاشباع...
ولكن لماذا درج الهيدروميتر الى 70 ° م ؟
لكي يتم استخدامه لقياس محاليل اخرى مثل المحاليل السكرية..وفي مصانع الزيوت والدهون يستخدم لقياس تركيز محاليل الصودا الكاوية اثناء عمليات التعديل للأحماض الدهنية الحرة في الزيت
السالوميتر: عبارة عن هيدرومتر يقيس تركيز المحاليل الملحية مدرج من الاعلى للاسفل (0 - 100) ( 0 يقابل الماء المقطر، 100 تقابل محلول ملحي مشبع تركيزه 26.5%)
هيدروميترات قياس تركيز المحاليل الكحولية
هو هيدرومتر ترالز وتدل قراءته على عدد الأجزاء من الكحول المطلق الموجود في الكحول كلما زاد تركيز الكحول في المحلول انخفضت كثافته ( تناسب عكسي) وحسب ما تحدثنا مسبقا انه بانخفاض الكثافة سوف يزداد انغمار الهيدرومتر كلما زاد تركيز المحاليل الكحولية لذلك نلاحظ ان الهيدرومتر مدرج من الاسفل للاعلى .
ملاحظة :
انغمار الجسم في المحلول يتناسب مع كثافة المحاليل لذلك نلاحظ بأن الجزء المغمور من الهيدروميتر في المحاليل السكرية والملحية العالية التركيز يكون اقل بسبب زيادة تركيز المواد الصلبة الذائبة والعكس صحيح .
ملاحظة :
تعتبر درجة الحرارة العامل الرئيسي المؤثر في قراءة الهيدرومتر لانه يتغير الوزن النوعي للمحاليل بتغير درجة الحرارة لذلك كان لابد من اجراء التصحيح الحراري لقراءة الهيدرومتر في حال استخدمنا في القياس درجات حرارة غير مطابقة للدرجة المطلوبة وذلك حسب معادلات معينة .
ميزات استعمال الهيدروميتر
- سهلة وسريعة لاتحتاج الى خبرة و تستخدم في كثير من العمليات التصنيعية
- خفيفة الوزن ورخيصة بالمقارنة مع جهاز الرفراكتومتر
عيوب استعمال الهيدروميتر
1- ليست ادق الطرق وتحتاج لكمية كبيرة من السائل المختبر.
2- احيانا تعطي قراءات غير دقيقة في المحاليل العالية التركيز بسبب ارتفاع لزوجة المحاليل وبالتالي عدم انغمار الهيدرومتر للمستوى الموافق للتراكيز