Плотность - это масса вещества в единице объема (удельная масса).

Плотность - одна из важнейших физических констант, на основа­нии которой можно судить о свежести масла и о преобладании в нем той или иной групп соединений.

Плотность большинства эфирных масел колеблется в пределах от 0,830 до 1,090.

Величина плотности зависит от химического состава эфирных ма­сел, от способа получения, продолжительности хранения и других фак­торов, а также от температуры.

Определение плотности эфирного масла проводится двумя методами - ареометрическим и пикнометрическим. Более точным является пикнометрический, позволяющий определять плотность с точностью до чет­вертого десятичного знака. При определении плотности с помощью аре­ометров результаты определения выражают с точностью до третьего де­сятичного знака.

Во всех случаях необходимо указывать температуру, при которой проводились измерения. За стандартную принята температура 20 °С. Если плотность определяется при иной температуре, то для ее вычис­ления пользуются формулой

d²⁰ = d^t + α (t - 20), (2.1)

где d^t - плотность при температуре t °С;

α - температурный коэффициент расширения эфирных масел;

α = 0,00075 для большинства эфирных масел в интервале от 10 до 30 °С.

2.1.2 Пикнометрический метод

Этим методом определяют так называемую относительную плотность отношение массы эфирного масла m_э.м.²⁰ к массе такого же объема воды m_в.²⁰.

m_э.м.²⁰ / m_в.²⁰ (2.2)

Обычно определение ведется при температуре 20 °С. Иногда определяют , т.е. отношение массы эфирного масла при температуре 20 °С к массе такого же объема воды при температуре 4 °С. Для перехода от и наоборот поль­зуются формулами

= 0,99823, (2.3)

= 1,00177 (2.4)

Для определения плотности служат пикнометры разнообразной фор­мы и размеров; для эфирных масел чаще всего используют стеклянные пикнометры ПЖ-2 (пикнометры Реньо).

2.1.2.1 Аппаратура и реактивы

Весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

Пикнометры ПЖ-2.

Термометр.

Термостат или водяная баня.

Бумага фильтровальная.

Вода дистиллированная.

Спирт этиловый ректификованный.

Эфир этиловый.

2.1.2.2 Проведение анализа

Пустой пикнометр, тщательно вымытый и высушенный до постоянной массы, взвешивают на аналитических весах. Затем с помощью пипетки или воронки пикнометр осторожно заполняют выше метки дистиллирован­ной водой и погружают на 10-20 минут в термостат с температурой 20 °С и погрешностью не более 0,1 °С. Термометр должен быть выверен и иметь деления 0,1-0,2 °С, так как даже незначительные отклонения от строго определенной температуры влекут за собой ошибку.

После того, как вода в пикнометре приобретает температуру воды в термостате и уровень воды в шейке пикнометра перестанет изменять­ся, удаляют избыток воды сверх метки капилляром или свернутой в тру­бочку полоской фильтровальной бумаги, устанавливая нижний мениск воды на уровне метки, и вновь пикнометр погружают в термостат. Че­рез 8-10 мин, проверив положение мениска воды по отношению к мет­ке, вынимают пикнометр, обтирают его снаружи досуха, протирают внутри горло фильтровальной бумагой, выдерживают на чашке аналити­ческих весов 20 мин и взвешивают. После взвешивания пикнометр осво­бождают от воды, сушат, наполняют исследуемым маслом и выполняют те же операции, что и с дистиллированной водой. После работы пикнометр ополаскивают последовательно спиртом и эфиром и сушат продуванием воздуха.

2.1.2.3 Обработка результатов

Плотность эфирного масла определяют по формуле

= , (2.5)

где m₀ - масса пустого пикнометра, г;

m₁ - масса пикнометра с водой, г;

m₂- масса пикнометра с эфирным маслом, г.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допустимые расхождения между которы­ми не должны превышать 0,001.

2.1.3 Ареометрический метод

Определение плотности при помощи ареометров основано на законе Архимеда, согласно которому тело погружается в жидкость до тех пор, пока вес вытесненной им жидкости не будет равен весу этого тела.

Следовательно, ареометр погружается в жидкость до определенной глу­бины, соответствующей установившемуся равновесию между весом арео­метра и силой, стремящейся вытолкнуть ареометр из жидкости. Чем больше плотность жидкости, тем меньший объем ее необходимо вытес­нить для установления равновесия и, следовательно, тем меньше бу­дет погружаться ареометр. Степень погружения ареометра определяют по шкале, нанесенной на шейке ареометра.

Наиболее распространены стандартные ареометры, градуированные при температуре 20 °С и непосредственно показывающие плотность.

Температурная поправка для них ± 0,0002 на каждый градус отклонения от 20 °С. Если температура измеряемой жидкости ниже

20 °С, рассчи­танную поправку вычитают из показаний ареометра, если выше - при­бавляют.

2.1.3.1 Аппаратура

Ареометры общего назначения с ценой деления 0,001 г/см³.

Термометр.

Термостат или водяная баня.

Цилиндр стеклянный для ареометров.

2.1.3.2 Проведение анализа

Исследуемую жидкость осторожно, по стенке, без вспенивания на­ливают в чистый, сухой цилиндр и выдерживают в термостате при тем­пературе (20±1) °С до установления заданной температуры в жидкости. Чистый и досуха вытертый ареометр осторожно опускают в жидкость.

Ареометр должен плавать в середине цилиндра, не касаясь сте­нок. Отсчет показателя производят по нижнему мениску жидкости. Гла­за при отсчете должны находиться на одном уровне с поверхностью жидкости в цилиндре. Одновременно замеряют температуру исследуемой жидкости, которая должна быть (20±1) °С.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,001 г/см³.

2.1.3.3 Задание

Определить плотность предложенных для работы эфирных масел пикнометрическим и ареометрическим методами.

Сравните полученные результаты с нормативными показателями и сделайте выводы о свежести масел и о содержании основных компонен­тов эфирных масел.