【国家标准(GB)】 化工产品密度、相对密度测定通则

中华人民共和国国家标准
化工产品
密度、相对密度测定通则
General rule for determination of. densityand relative density for chemical productsUDC 661 :531.75
GB 4472-—84
本通则适用于一般化工产品密度、相对密度*的测定，不适用于炭黑和开孔式泡沫橡胶或塑料等特殊状态的化工产品密度、相对密度的测定。1定义、单位与符号
1.1　定义　
1.1.1固体或液体的密度：指在规定温度下单位体积物质的质量。1.1.2固体或液体的相对密度：指一定体积的物质在温度下的质量与等体积参考物质在t2温度下的质量之比，亦称密度之比（d），无量纲。dg=
一定体积物质在的质量
等体积参考物质在t2的质量
常用参考物质蒸馏水在不同温度t（℃）下的密度值见附录A。1.1.3气体的密度：指在规定的温度和压力下单位体积气体的质量。1.1.4气体的相对密度：指一定体积气体的质量与同温、同压下等体积干燥空气的质量之比，亦称密度之比（dt,p)，无量纲。
一定体积气体在t，p的质量
等体积空气在t，p的质量
于燥空气在不同温度t（℃）和不同压力P（mmHg）下的密度值见附录B。1.2单位与符号
单位与符号按GB310082《国际单位制及其应用》的规定（见下表）：摄
相对密度
单位名称
单位符号
干克每立方米k
热力学温度
千克(公斤)
立方米
开(尔文】
帕(斯卡)
或用其倍数单位，克每立方厘来（g/cm）及克每立方分米（g/dm\）无盘纲
或用其倍数单位，克（g）
或用其倍数单位，立方厘米（cm3）或用与SI并用单位，升（L）及毫升（ml）或用摄氏温度t（℃）
或用与SI暂并用的单位，毫米汞柱（mmHg）1 mmHg=133.3224pa
*我菌化T行业在过去习惯用“比重”这一名称，它系指定体积的物质在t（℃）的质量与等体积水在4℃的质量之比，这名称将逐步停止使用。国家标准局1984-06-05发布
1985-03-01实施
2测定方法
2.1一般要求
GB 4472-84
2.1.1所有仪器必须清洁，使用之前应干燥、校正。2.1.2当试样加热时，必须避免由于挥发性组分的损失而引起的误差。2.1.3为了测定结果的准确，应该在相继时间内进行试验。2.2固体密度的测定
2.2.1对试样的要求
2.2.1.1粉、粒状试样取2～5g，板、棒管状试样取1～30g。2.2.1.2成型试样应清洁，无裂缝、气泡等缺陷。2.2.1.3试样需要进行干燥处理时，处理条件要严格按产品标准规定进行。试样在试验前，应在规定室温下放置不少于2h，当试样温度与室温相差大时，应延长放2.2.1.4
置时间，以达温度均衡。
2.2.1.5试样在存放期间，应避免阳光照射，远离热源。2.2.2比重瓶法
2.2.2.1原理
把试样放进已知体积的比重瓶中，加人测定介质，试样的体积可由比重瓶体积减去测定介质的体积求得，则试样密度为试样质量与其体积之比。2.2.2.2仪器
分析天平：分度值不低于0.0001g，a.
比重瓶：25cm3（见图1、2），图1所示比重瓶在测定温度高于天平室温度时使用，b.
外7～7.5
（内中0.5~0.55）
外中39
24 ± 1
图1比重瓶
1体，2—益：3一毛细管
恒温水浴：温度控制在23±0.5℃，c.
温度计：分度值为0.5℃，
e．烧杯等。
外中10~12
外47.5~8.5
（内中0.8~1.0）
$10/13
外39±1
图2比重瓶
2.2.2.3试验条件
测定介质应纯净并不能使试样溶解、溶涨及起反应，但试样表面必须为介质所湿润，a.
测定介质一般用蒸馏水，也可选用其他介质（如二甲苯、煤油等）。b.
2.2.2.4操作步骤
GB 447284
2.2.2.4.1称空比重瓶的质量，再加人试样称量，然后注人部分测定介质，轻微振荡，试样充分湿润后，继续将比重瓶注满，试样表面和介质中不得有气泡，当以蒸馏水为测定介质时，若有悬浮或湿润不好的现象可加0.5～1滴湿润剂（如磺化油等）。2.2.2.4.2将装满测定介质和试样的比重瓶，盖严瓶盖，放人23±0.5℃水浴中，恒温30min以上（若使用图2所示比重瓶需调节液面至比重瓶刻线处），取出擦干，立即称量。2.2.2.4.3将比重瓶清洗、下燥，充满测定介质，放入恒温水浴后重复上述操作。2.2.2.5试验结果
2.2.2.5.1比重瓶的体积V（cm3）按式（1）计算：V
式中： m
空比重瓶的质量，g，
充满测定介质的比重瓶的质量，名，测定温度下测定介质的密度，g/cm。比重瓶里测定介质的体积V，（cm3）按式（2）计算：2.2.2.5.2
式中：m2
放人适量试样并充满測定介质的比重瓶质量，g，放人适量试样的比重瓶质量，g。试样的密度p（g/cm2）按式（3）计算：2.2.2.5.3
2.2.3天平法
2.2.3.1原理
用天平分别称量固体试样在空气中和在测定介质中的质量，当试样浸没于测定介质中时，其质量小于在空气中的质量，减少值为试样排开同体积测定介质的质量，试样的体积等于排开测定介质的体积。
2.2.3.2仪器
分析天平：分度值为0.0001g；
烧杯：250ml；
c．天平盘跨架：尺寸应适合于放置在天平盘和吊篮的空档中（见图3）。572
GB 4472—84
图3固体密度测定装置示意图
1－天平盘；2一跨架；3—坠，4一试样，5一烧杯；6—丝；7天乎梁臂2.2.3.3操作步骤
2.2.3.3.1称量试样在空气中的质量，2.2.3.3.2把跨架置于天平盘和吊篮的空档中，彼此不能有任何部分接触，2.2.3.3.3把盛有测定介质的烧杯置于跨架上，2.2.3.3.4将所使用的毛发丝挂在天平钩上，称其在测定介质中的质量，2.2.3.3.5将已知质量的试样，先用测定介质完全湿润其表面，然后用毛发丝将试样套好，放人温度为23土0.5℃的测定介质中，不得有气泡，试样的任何部位不得与烧杯接触，待试样与测定介质温度-致时，称其在测定介质中的质量；2.2.3.3.6当固体的密度小于1g/cm3时，则在毛发丝上另挂一个坠子，把试样坠人测定介质中进行称量，但应测定坠子及毛发丝在测定介质中的质量。2.2.3.4试验结果
试样在试验温度下的密度p（g/cm3）按式（4）计算：p-
式中：m—试样在空气中的质量，g，m2
一试样在测定介质中的质量，g，-测定介质在试验温度下的密度，g/cm3。当使用坠子时，计算公式为：
式中：mi\
试样在空气中的质量，
坠子在测定介质中的质量，g，
mi+m3-ms
试样和坠子在测定介质中的质量，g，测定介质在试验温度下的密度，g/cm3。（4）
（5）
当用蒸馏水为测定介质时，可以实测水的温度，然后根据附录A查得该温度下的实际密度代人公573
式计算。
2.8液体密度的测定
2.8.1比重瓶法
2.3.1.1原理
GB 4472—84
在同一温度下，将比重瓶用蒸馏水标定其体积，然后测定同体积试样的质量以求其密度。2.3.1.2仪器
a．分析天平：分度值为0.0001g，b.比重瓶：25～50cm3（见图1、4)，c.
恒温水浴：温度控制在20±0.1℃zd.
温度计：分度值为0.1℃。
图4比重瓶
1 体，2—毛细，3—侧孔，4—罩，5温度计2.3.1.3操作步骤
洗净并干燥比重瓶，带塞称量。a.
b．用新煮沸并冷却至约20℃的蒸馏水注满比重瓶，不得带人气泡，装好后立即浸人20±0.1℃的恒温水浴中，恒温20min以上取出，用滤纸除去溢出毛细管的水，擦于后立即称量。c．将比重瓶里的水倾出，清洗、干燥后称量。以试样代替水，同上操作，即得试样的质量。2.3.1.4试验结果
密度p（g/cm3）按式（6）计算：p
式中： m,
充满比重瓶所需试样的质量，g
一充满比重瓶所需水的质量，g
p-在20℃时蒸馏水的密度，g/cm2，（6）
A——浮力校正为pl·V。其中p,是干燥空气在20℃、760mmHg的密度；V是所取试样的体积（cm3），但般情况下，A的影响很小，可忽略不计。2.3.2韦氏天平法
2.3.2.1原理
GB 4472 --84
在水和被测试样中，分别测量“浮锤”的浮力，由游码的读数计算出试样的密度。2.3.2.2仪器
a.韦氏天平（见图5），
图5韦氏天平
1一支架，2调节器，3一指针；4一横梁，5一刀口，6一游码；7—小钩，8-细铂丝，9—游锤，.10-玻璃筒；11——调整螺丝b.恒温水浴：温度控制在20±0.1℃；c．温度计：分度值为0.1℃。
2.3.2.3操作步骤
a．将韦氏天平安装好，浮锤通过细铂丝挂在小钩上，旋转调整螺丝，使两个指针对正为止。b．向玻璃筒缓慢注人预先煮沸并冷却至约20℃的蒸馏水，将浮锤全部浸人水中，不得带人气泡，把玻璃简置于20±0.1℃的恒温水浴中，恒温20min以上，待温度一致时，通过调节天平的游码，使天平梁平衡，记录读数。
c．取出浮锤，干燥后在相同温度下，用待测的试样同样操作。2.3.2.4试验结果
密度p（g/cm3）按式（7）计算：p2
式中：,--在水中游码的读数，g/cm；p2
在被测试样中游码的读数，g/cm3，-20℃时水的密度，g/cm2。
2.3.3密度计法
2.3.3.1原理
由密度计在被测液体中达到平衡状态时所浸没的深度读出该液体的密度。2.3.3.2仪器
a，密度计：分度值为0.001g/cm3（见图6），(7）
GB 4472-84
图6密度计
1—驱体，2一颈部
b.恒温水浴：温度控制在20±0.1℃，c．玻璃量筒：250~500ml，
d．温度计：0～50℃，分度值为0.1℃。2.3.3.3操作步骤
a．在恒温（20℃）下的测定：将待测试样注人清洁、干燥的量筒内，不得有气泡，将量筒置于20℃的恒温水浴中。待温度恒定后，将清洁、干燥的密度计缓缓地放人试样中，其下端应离筒底2cm以上，不能与筒壁接触，密度计的上端露在液面外的部分所活液体不得超过2～3分度，待密度计在试样中稳定后，读出密度计弯月面下缘的刻度（标有读弯月面上缘刻度的密度计除外），即为20℃试样的密度。
在常温下的测定：按上述操作在常温下进行。b.
2.3.3.4试验结果
2.3.3.4.1常温t（℃)下测定试样的密度p（g/cm2）按式（8）计算：pt=pt+ptα(20-t)
式中：pf—试样在（C）时密度计的读数值，g/cm，576
密度计的玻璃膨胀系数，
密度计的标准温度，℃；
测定时的温度，（。
GB 4472 --84
一般为0.000025，
2.3.3.4.2常温t（℃）试样的密度换算为20℃C时的密度p20（g/cm2）按式（9）计算：P20=pt + k (t 20)
一试样密度的温度校正系数，可根据查表或由不同液态化工产品实测求得。式中：-
2.4气体密度的测定
2.4.1比重瓶法
2.4.1.1原理
用蒸馏水校正过体积的比重瓶，分别测定充满试样和充满干燥空气的比重瓶质量，以求出试样的密度。
2.4.1.2仪器
a．气体比重瓶：容量250cm3以上并保证不漏气（见图7）；*8±0.
图7‘气体比重瓶
1-真空活塞2一真空活塞，3一毛细管：4主体b.
干燥管：容量大小根据需要选择，内装的干燥剂由气体特性决定，分析天平：负荷200g，分度值为0.0001g。负荷500g，分度值为0.001g（校正比重瓶体积用）；d.
水银气压计：分度值为0.4mmHg，温度计：分度值为0.1℃。
2.4.1.3比重瓶体积的校正
比重瓶的体积应该一年校正一次；a.
GB 4472-84
校正方法：将缓慢通过干燥管的洁净空气充入比重瓶，测定它在室温和大气压下的质量m1。h
再充满新煮沸并冷却至室温的蒸馏水，然后擦十并用滤纸除净1、2两个活塞口上的水，渊定其质量m2。记录大气压P,*（mmHg）和室温t，**（℃)。2.4.1.4操作步骤
a、测比空气轻的气体（气体取样装置见图8）：5
图8气体比重瓶法密度测定取样装置图1一真空活塞，2真空活寒，3一测定瓶；4一充气瓶，5一干燥管将干燥的、已校正的比重瓶（简称测定瓶）与另一类似的取样用比重瓶（简称充气瓶）相连，使前者的侧管与后者的直管连接，在充气瓶的侧管上接一一个干燥管。在保证正压的情况下，通过干燥管徐徐通人试样，充分置换，待两个比重瓶都充满试样后，立即关闭测定瓶的活塞1和充气瓶的活塞2。当两个比重瓶达到天平室温度时，迅速打开充气瓶的活塞2，待瓶内气压与大气压平衡时，立即关闭测定瓶的活塞2，拆下充气瓶，称量测定瓶（m3）。b．测比空气重的气体（气体取样装置见图9）：图9气体比重瓶法密度测定取样装置图1—真空活塞，2-真空活塞，3一测定瓶：4一充气瓶：5—干燥管将干燥管与充气瓶的直管连接，测定瓶的直管与充气瓶的侧管连接。经干燥管通人试样进行充分*大气压应准确测量至0.4mmHg。+*天平室温度应准确测载垒0.1C。578
GB4472—84
置换，待两个比重瓶都充满试样后，立即关闭测定瓶的活塞2和充气瓶的活塞1。当两个比重瓶达到天平室室温时，迅速打开充气瓶的活塞1，使瓶内气压与大气压平衡，立即关闭测定瓶的活塞1，拆下充气瓶，称量测定瓶（m3）。b．用干燥、洁净的空气充分置换测定瓶中的气体，待测定瓶达到室温和大气压后，称量测定瓶(m)。
c．记录大气压P2（mmHg）和室温t2（℃)。2.4.1.5试验结果
2.4.1.5.1比重瓶体积V（dm3）按式（10）计算：V
式中： mi--
m2 - m
(p。pa）×1000
充满空气的比重瓶在室温t（℃）和大气压Pl（mmHg）下的质量，g，装满蒸馏水的比重瓶在室温t1（℃）下的质量，g，在室温t：（℃）下蒸馏水的密度（见附录A），g/cm2；在室温t，（℃）和大气压P，（mmHg）下的空气密度（见附录B），g/cm2。(10)
2.4.1.5.2测定试样在标准状态（0℃，760mmHg）下的密度p（g/dm2）按式（11）计算：p=
m3 - (m4 -A)
A=V.k×1.2928
式中：m3-充满试样的比重瓶在室温t2（℃）和大气压P，（mmHg）下的质量，g一充满空气的比重瓶在室温t2（℃）和大气压P2（mmHg）下的质量，gma
一比重瓶内的空气在室温t2（℃）和大气压P（mmHg）下的质量，克；-比重瓶的体积，dm2，
k——把气体体积换算成标准状态下的系数（见附录C)；1.2928—干燥空气在标准状态下的密度，g/dm。2.4.2气体流出法（扩散法）*
2.4.2.1原理
在同温、同压下，等体积的气体流过锐孔的时间和气体密度的平方根成正比。2.4.2.2仪器
a．气体扩散计（见图10)；
*如果要求更准确的结果，则应采用比重瓶法。(11)
GB 4472-84
图10气体扩散计
反扣螺母
橡皮垫圈
1一下部刻线，2—支柱，3一外部圆形容器，4内部玻璃圆管，5一温度计，6一上部刻线，7—带衬套的盖子， 8叉式金鼠管，9阀门，10-阀门，11喷嘴b．温度计：0~50℃，分度值为0.1℃，c．秒表：分度值为0.1s。
2.4.2.3操作步骤*
把蒸馏水充入外部圆筒3，打开阀门9，水进人玻璃内管4，待水温稳定后，从门9处压a.
人空气至下部刻线1，停留数分钟，打开阀门10，气体由“喷嘴”流出，水面上升，记录水面从刻线1上升至刻线6所需的时间，准确到0.1s，重复2或3次。b．将空气排尽，并用试样充分置换后，在相同条件下，重复上述操作，测定试样流出时间。2.4.2.4试验结果
2.4.2.4.1一般情况下，气体相对密度d按式（13）计算：d=
式中：——试样平均流出时间，S3t,—空气平均流出时间，s。
*易燃、易燥、有毒的气体应在通风橱内测定。580
（13)
GB 4472-84www.bzxz.net
2.4.2.4.2若空气和试样被水蒸气饱和，卿干燥气体的相对密度d按式（14）计算：d
式中：P——测定时外部大气压，mm，0.627×P
P+P2-P
2×13.546
P,-测定温度下的饱和水蒸气压（见附录D)，mmHg；P,-
一两刻线（1、6）之间水位差造成的平均压力，mmHgt水位差高度，mm，
水银的相对密度。
2.4.2.4.3被测气体密度p（g/dm）按式（16）计算：p=dx1.2928
式中：1.2928
干燥空气在标准状态下的密度，g/dm。(14)
2.5精密度
2.5.1测定方法精密度可根据GB4471一84《化工产品试验精密度室间试验确定重复性与再现性》确定，
2.5.2测定结果为两次测定值的平均值，两次测定值之差必须符合精密度要求。2.6试验报告
报告产品密度或相对密度时必须使用上述规定的单位与符号。报告固体和液体密度时，需注明温度，例如：P,，报告气体密度时，还应注明压力，例如：Pt，P;报告固体和液体相对密度时，必须同时注明t，（℃）和t2（℃），例如d20或d20，报告气体相对密度时，必须同时注明温度和压力，例如：dt,p。
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