JIS K 0061:2001 化学製品の密度及び比重測定方法 | ページ 2

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6.2   固体の密度及び比重の測定方法の種類 固体の密度及び比重の測定方法の種類は,表2による。
                             表2 固体の密度及び比重測定方法の種類
        測定方法      項目番号                          特徴(参考)
  天びん法               8.1   試料を,空気中及び密度が既知の液体中で,天びんを用いて,質量及び浮力を
                               測定し,これらから密度を求める。
                               高精度な測定ができ,かなり大きな試料にも適用できるが,微粉末には不適当
                               である。
  比重瓶法               8.2   比重瓶(ピクノメータ)を用いる。
                               完全な脱気と,液体の選択に注意を払う必要がある。
                               ルシャテリエ比重瓶法などがある。
  ルシャテリエ比重瓶法  8.2.1  ルシャテリエ比重瓶を用いる。
                               規定した精度の体積目盛をもち,投入した試料の体積が直読できる。操作が簡
                               便。測定精度は,0.01g/cm3のけたまでである。粒径が数mm以下の粒状試料
                               及び粉末試料用である。試料の実質の体積として,29ml以上を必要とする。
  その他の比重瓶法      8.2.2  液体の測定に用いる比重瓶のうち,次に示すものは,固体の測定にも用いる。
                               1) ワードン形比重瓶 瓶容量50ml。粒径が数mm以下の粒状品及び粉末に
                                  適用できる。
                               2) ゲーリュサック形温度計付き比重瓶 瓶容量25ml,50ml及び100ml。粒
                                  径が数mm以下の粒状品及び粉末に適用できる。
                               3) ハーバート形比重瓶 瓶容量約25ml。瓶の開口径が約22mlと大きいので,
                                  粒径の大きな試料にも適用できる。
  密度こうばい管法       8.3   密度こうばい管,すなわち,目盛付きのガラス管内に,上部から下部に向かっ
                               て連続直線的に密度が増加する液柱を作製したものを用いる。試料を密度こう
                               ばい管に投入し,それが浮遊静止した目盛位置と,標準フロートで作成した校
                               正曲線とから,試料の密度を読み取る。
                               密度こうばい管の作製と管理には注意を要する。試料を多数測定するのに適す
                               る。
6.3   気体の密度及び比重の測定方法の種類 気体の密度及び比重の測定方法の種類は,表3による。
                             表3 気体の密度及び比重測定方法の種類
        測定方法      項目番号                          特徴(参考)
  比重瓶法(デュマ法)   9.1   比重瓶としてコック付きのガラス球を用いる。
                               比重瓶の容積を校正した後,それに入れた試料の質量を量り,密度を求める。
                               操作はやや煩雑である。
                               厳密な密度の校正を省略し,同一条件下で同一の比重瓶に入れた試料と乾燥空
                               気の質量の比から比重を求め,密度に換算することができる。
  流出法(ブンゼンシー   9.2   “等温等圧の気体が同一条件の下で,細孔を通して流出する速度は,その気体
  リング法)                   の密度の平方根に逆比例する”というグラハム (Graham) の法則に基づくブン
                               ゼンシーリング比重計を用いる方法である。
                               本法は,測定時の温度及び圧力条件は規定せず,同一温度及び同一圧力におい
                               て空気の比重を1としたときの,試料の比重を求める方法である。
                               正確には,比重瓶法を用いるのが望ましい。
7. 液体の密度及び比重の測定方法 液体の密度及び比重の測定は,試料の量,性状などに応じて次のい
ずれかの方法による。
7.1   浮ひょう法

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7.1.1  要旨 液体中に浮かべた浮ひょうの目盛を読み取り,その液体の密度又は比重を求める。密度又は
比重を直読でき(11)構造が簡単ではあるが,小数点以下4けたまでの高い精度が得られる。さらに,ほとん
どの液体に用いることができる。
  なお,測定に必要な試料量は250500mlである。
    注(11) 浮ひょうの目盛を定めた基準の温度と,測定温度が異なる場合は温度補正が必要である。
7.1.2  装置及び器具 装置及び器具は,次による。
a) 浮ひょう JIS B 7525表1に規定するL50シリーズの浮ひょうで,密度を0.600g/cm3から2.000g/cm3
    の範囲において測定できるもの,又はJIS B 7525附属書4比重浮ひょうに規定する大形19本組で,
    比重を0.700から1.850の範囲において測定できるもので,ともに器差(12)が既知のものを用いる。
      浮ひょうの一例を図1に示し,浮ひょうの規格例を表4に示す。
    注(12) 器差とは,計量器固有の誤差で,計量値から真実の値を減じた値で次の式で表すことができる。
            器差=計量値−真実の値
    備考1. 密度 (15℃) で目盛られた浮ひょうで,器差が既知のものを用いてもよい。
         2. 器差の求め方,校正された密度浮ひょう又は比重浮ひょうとの比較で次の式による。
                        E=R− (Rs−e)
                      ここに,     E :  器差
                                   R :  用いる浮ひょうの示度
                                  Rs :  校正された浮ひょうの示度
                                   e :  校正された浮ひょうの器差
         3. 測定精度を0.001のけたまで必要としないときは,器差を求めなくともよい。
                                     表4 浮ひょうの規格例
                                           JIS B 7525
                         浮ひょうの種類    L50シリーズ   大形19本組
                         全長 (mm)         335以下       295305
                         けい部の直径 (mm) 4.0以上       4.25.8
                         胴部の直径 (mm)   2337          2025
                         目量              0.0005        0.001
                         長目盛線          0.005ごと     0.005ごと
                         目盛数字          0.005ごと     0.1ごと
                         目盛部の長さ (mm) 125以上       120145
                         備考 例示以外に目星0.000 2,0.002の浮ひょうがある。
                                      図1 浮ひょうの一例

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b) 温度計 JIS B 7410に規定するSG42又はSG44。
c) シリンダ 流し出し口付きガラス製で,内径は浮ひょうの最大直径より25mm以上大きく,高さは浮
    ひょうをシリンダに入れた場合,浮ひょうの下端がシリンダの底から25mm以上の位置にくるものを
    用いる。
    備考 JIS K 2839の図35に規定するI形用ガラス製シリンダ又は透明プラスチック製シリンダ。透明
          プラスチック製シリンダは,試料の性状に影響を及ぼさないものでなければならない。
d) 恒温水槽 シリンダに入れた試料を20.0±0.1℃に保持できるもの。
e) かきまぜ棒 試料に侵されず,その性状に影響を及ぼさない材質を用い,シリンダ中の試料の密度又
    は比重を一様にするために十分にかき混ぜることのできるものを用いる。
7.1.3  操作 操作は,次による。
a) 気泡が入らないように試料をシリンダに取り,恒温水槽中に保持してかきまぜ棒で試料を上下にかき
    混ぜた後,温度計を全浸没(13)にして試料の温度を測る。
b) 試料の温度が20.0±0.1℃になったら,あらかじめ20℃近くに保った清浄な(14)浮ひょうを静かに試料
    中に入れて静止させた後,約2目盛だけ液中に沈めて手を離す(15)。
    注(13) 水銀球部の下端から水銀柱頂部(温度指示部)までの水銀部全部を試料に浸す。
      (14) 浮ひょうは,中性洗剤で洗い,ジエチルエーテル,エタノールなどを含ませた布又は紙でけい
          部をぬぐったものを用いる。けい部が汚れていると表面張力の影響で示度が変わる。
            また,けい部は上端を手でつまみ,目盛部分には手を触れてはならない。
      (15) 手を離すときに,浮ひょうを少し回転させるとシリンダ内壁に触れずに静止することができる。
c) 目盛の読み方は,浮ひょうが静止した後,上縁視定の浮ひょうはメニスカスの上縁において細分目盛
    (目量)の1/5まで読み取り記録する。水平面視定の浮ひょうは,メニスカスの下縁において細分目
    盛(目量)の1/5まで読み取り記録する。浮ひょうの目盛の読み方を,図2に示す。
    備考1. 水平面視定の浮ひょうで,透明な液体の密度又は比重を測定するときは,目を試料面のわず
            か下方から静かに上げていくときに,最初長円形に見えた試料面がついに直線になったとき
            に読み取る。
         2. 水平面視定の浮ひょうで,不透明試料の密度又は比重を測定するときは,試料面メニスカス
            の上縁において目盛を読み,これにあらかじめ求めた補正値を用いて下縁相当値を計算する。
                                  図2 浮ひょうの目盛の読み方
7.1.4  計算 密度 (20℃),比重 (20/20℃) は,次によって小数点以下4けたまで求める。ただし,測定
精度を0.001のけたまで必要としないときは,器差の補正を省略してもよい。
  器差の補正は,浮ひょうの示度から器差を減じる。

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a) 密度 (20℃) で目盛られた浮ひょうを用いて密度 (20℃) を求める場合は,次の式によって算出する。
                        D=D20−E
                      ここに,     D :  密度 (20℃) (g/cm3)
                                  D20 :  密度 (20℃) で目盛られた浮ひょうの示度 (g/cm3)
                                    E :  器差
b) 密度 (15℃) で目盛られた浮ひょうを用いて密度 (20℃) を求める場合は,次の式によって算出する。
                        D=0.999 88 (D15−E)
                      ここに,     D :  密度 (20℃) (g/cm3)
                                  D15 :  密度 (15℃) で目盛られた浮ひょうの示度 (g/cm3)
                                   E :  器差
c) 比重 (15/4℃) で目盛られた浮ひょうを用いて密度 (20℃) を求める場合は,次の式によって算出する。
                        D=0.999 84 (S15−E)
                      ここに,     D :  密度 (20℃) (g/cm3)
                                  S15 :  比重 (15/4℃) で目盛られた浮ひょうの示度
                                   E :  器差
d) 密度 (20℃) から比重 (20/20℃) を求める場合は,次の式によって算出する。
                        S=D/0.998 20
                      ここに,      S :  比重 (20/20℃)
                                    D :  密度 (20℃) (g/cm3)
    備考 浮ひょう法によって得たS又はDの値に対する空気の浮力の影響は,液面上に出ているけい部
          の体積と同体積の空気の質量だけであるので,通常無視することができる。
7.2   比重瓶法
7.2.1  要旨 比重瓶に試料を満たし,恒温水槽で規定温度における体積に調整した後,比重瓶内の試料の
質量を量る。次に,同じ比重瓶を用いて同温度,同体積における水の質量を量り,その質量で試料の質量
を除した値に水の密度を乗じることによって測定温度における試料の密度を求める。
  この方法は,密度測定の基本原理に従ったもので,小数点以下4けたまでの高い精度が得られるが,操
作はやや煩雑である。

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7.2.2  装置及び器具 装置及び器具は,次による。
a) 比重瓶
  1) ワードン形比重瓶 JIS R 3503の図61に規定するもの。図3に示す。
             備考1. 容量は,約50ml。
                 2. 容量表示,メモ用スペースは,砂目又は焼付けを施す。
                 3. 質量は,栓,キャップを含めて35g以下とする。
                 4. ワードン形比重瓶の呼び方は,名称による。
                     例 ワードン形比重瓶
                                  図3 ワードン形比重瓶50ml

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