Een van de basistermen die in veel natuurwetenschappen worden gebruikt, is dichtheid, een fysieke eigenschap die wordt gedefinieerd als de massa van een object gedeeld door zijn volume. Dit betekent dat om de dichtheid te meten, u normaal gesproken de massa en het volume van een object afzonderlijk moet meten en vervolgens de dichtheid moet berekenen door de massa te delen door het volume. Om massa en volume te meten, hebt u verschillende basislaboratoriuminstrumenten nodig.
Schaal
Massa is een van de gemakkelijkst te verkrijgen metingen. Gebruik een weegschaal of elektronische balans om het gewicht of de massa van het object te bepalen. Deze meting wordt meestal weergegeven in ounces of grammen voor respectievelijk Engelse en metrische systemen. Weeg bij het meten van de massa van een vloeistof eerst de container en tarreer de weegschaal voordat u de vloeistof toevoegt.
Maatcilinder
De meest nauwkeurige manier om het volume van een object te bepalen, vooral in het geval van een onregelmatig gevormd object, is door het in water onder te dompelen en de hoeveelheid water te meten die het verplaatst. Een maatcilinder die groot genoeg is om zowel het object te bevatten als voldoende water om het volledig onder te dompelen, is het beste gereedschap voor deze klus. Een maatcilinder kan u ook het volume van een vloeistof vertellen door deze eenvoudig in een lege cilinder te gieten. Gebruik geen beker om het volume te bepalen, aangezien de schaal op de zijkant van een beker minder nauwkeurig kan zijn dan die op een maatcilinder, die speciaal is ontworpen om te meten.
Dichtheid berekenen
Nadat u de massa en het volume van een object hebt gemeten, vindt u de dichtheid met een eenvoudige berekening. Deel de massa door het volume om de dichtheid te krijgen. Je meet bijvoorbeeld een hoeveelheid zuiver water af in een maatcilinder en ziet dat het 11,5 ml is. Je plaatst een plastic weegschaal op een weegschaal en ontdekt dat de massa 3,2 gram is. Als je het water toevoegt, komt het totaal op 14,7 gram. Trek de massa van het gerecht van het totaal af om de massa van het water alleen te krijgen:
14,7 - 3,2 = 11,5 \tekst{ gram}
Verdeel 11,5 gram door 11,5 ml om de dichtheid te krijgen, 1,0 gram per ml.
Hydrometer
Dichtheid is moeilijk direct en nauwkeurig te meten, omdat het afhankelijk is van twee afzonderlijke eigenschappen, massa en volume. Dichtheid komt echter in het spel met vloeistoffen en drijven, omdat een dichter object altijd in een minder dichte vloeistof zal zinken en op een vloeistof met een grotere dichtheid zal drijven. Een hydrometer is een speciaal apparaat dat wordt gebruikt om de dichtheid van vloeistoffen te bepalen. In plaats van het volume in een maatcilinder te meten en vervolgens de vloeistof te wegen om de massa te bepalen (en, of natuurlijk, door het gewicht van de container af te trekken), zal een hydrometer op een ander niveau in een vloeistof drijven op basis van zijn dichtheid. Verschillende hydrometers gebruiken verschillende schalen voor het meten van de dichtheid, dus volg alle instructies en meet zorgvuldig.
De waarde van dichtheid
Nu je de dichtheid hebt bepaald, wat kun je ermee doen? Het is een intrinsieke eigenschap van een stof, wat betekent dat elke hoeveelheid puur lood dezelfde dichtheid heeft, of je nu een ton of een paar deeltjes hebt; hetzelfde geldt voor elke zuivere stof. Veel stoffen hebben een bekende, gepubliceerde waarde voor dichtheid die kan fungeren als een "vingerafdruk", waardoor u een onbekende stof kunt identificeren door de dichtheid ervan te vinden. Het zal u ook vertellen of een object is gemaakt van een zuivere stof of dat het een mengsel is. Een beroemd verhaal schrijft de Griekse filosoof Archimedes toe, die ontdekte dat de kroon van een koning niet puur goud was; hij berekende de dichtheid van de kroon en ontdekte dat deze minder was dan die van goud.