3.1　密度的测定

密度是物质的一个重要的物理常数。利用密度的测定可以区分化学组成相类似而密度不同的液体化合物，可以鉴定液体化合物的纯度以及定量分析溶液的浓度。由于测定密度比较麻烦，也不易准确测定，因而常采用测定相对密度予以代替。

相对密度是指一定体积的某物质在一定温度时（20℃）的质量与同体积4℃纯水质量的比值，通常用来表示。其测定方法有密度计法、密度瓶法两种。

3.1.1　密度计法

密度计以前称为比重计，用密度计测定液体的相对密度是比较方便的。根据使用范围的不同，密度计的大小和形状有所不同（图3-1），基本上可分为两大类：一类用于测定相对密度大于1的液体的密度，叫作重表；另一类用于测定相对密度小于1的液体的密度，习惯上叫作比轻计或轻表。密度计是基于浮力原理，其上部细管内有刻度标签表示相对密度，下端球体内装有水银或铅粒。将密度计放入液体样品中即可直接读出其相对密度，该法操作简便迅速，适用于大量且准确度要求不高的测量。

测定液体相对密度时，要将被测液体盛放在有一定高度和一定直径的量筒内，装入的液体不要太满，但应能将密度计浮起。然后把密度计擦干净，用手拿住其上端，轻轻地插入量筒，用手扶住使其缓缓上升，直至稳定地浮在液体之中停止不动。不要使密度计与容器壁接触，密度计也不可突然放入液体内，以防密度计与量筒底相碰而受损。读数时，眼睛视线应与液面在同一个水平位置上，注意视线要与弯月面最低处相切。测定相对密度的同时还应测定液体的温度。

将密度计读数及温度读数记下后，即得试验温度时的相对密度。也可由下列公式换算成20℃时该液体的相对密度：

　　（3-1）

式中　t——试验时的温度，℃；

γ——相对密度的温度校正系数。

油品相对密度的平均温度校正系数见表3-1。

测定完毕，应将密度计洗干净，用干净柔软的布小心擦干，轻轻放回密度计筒内，以备下次再用。

3.1.2　密度瓶法

密度瓶法适用于液体有机试剂的相对密度的测定。主体的容积一般为15～25mL，侧管的尖端呈毛细管状，温度计的分度位为0.1℃（图3-2）。

测量时将清洁干燥的密度瓶精确称量至0.001g，其质量为m₁，再用已知密度的液体（如水）充满密度瓶，装上温度计（瓶中应无气泡），置于恒温槽内，10min钟后取出，将瓶中液面调至密度瓶刻度线处，擦干瓶外壁，称量得到已知液体在测定温度时（由于液体的体积与温度有关，必须使密度瓶在恒温槽内恒温，偏差为±0.03℃）的质量，倒去已知液体，将瓶干燥，倒入待测液体，恒温10min，用同法测得待测液体在测定温度时的质量为m₂。

在测定质量时，每个数据都应重复测定两次以上，平行误差应小于0.0004。

试液相对密度（）按下式计算：

　　（3-2）

式中　m₁——密度瓶的质量，g；

m₂——密度瓶及样品的质量，g；

m₃——密度瓶及水的质量，g；

0.99823——将20℃时的相对密度（）换算为时的系数，即水在20℃时的密度。

因为液体的密度随温度的变化而变化，所以在测定液体的相对密度时，必须注意控制恒温水浴的温度，使其准确到0.1℃，并最好与室温相近。对于恒温水浴中的水样及样品，要在其温度恒定后再进行测定。