Dichte bestimmen

Abstract

Materie mit einer Masse m nimmt immer einen gewissen Raum ein und ist insofern grundsätzlich mit einem bestimmten Volumen V verknüpft. Je nach dem eingenommenen Volumen ist die Materie unterschiedlich dicht gepackt. Die nach dem griechischen Buchstaben ρ (rho) bezeichnete Dich-te definiert man daher als ρ = m / V [Gl. 10-1] und gibt sie für feste und flüssige Körper in der SI-Einheit Kilogramm pro Kubikmeter (kg m-3) an, fallweise aber auch in Gramm pro Kubikzentime-ter (g cm-3) oder Kilogramm pro Kubidezimeter (kg dm-3). Bei Gasen drückt man sie in g L-1 aus. Gewöhnlich nimmt die Dichte mit steigender Temperatur linear ab, da sich die Körper temperaturabhängig ausdehnen. Wasser weist in dieser Hinsicht jedoch eine bemerkenswerte Anomalie auf, denn seine maximale Dichte von 1 g cm-3 erreicht es bei 3,98 °C. Es dehnt sich auch bei Abkühlung auf 0 °C aus und wird weniger dicht, wes-halb Eis auf Wasser schwimmt. Die Dichte eines Körpers entscheidet ge-nerell darüber, ob er in Wasser schwimmt. Im Unterschied zu den prak-tisch inkompressiblen Feststoffen und Flüssigkeiten ist die Dichte eines Gases außer von der Temperatur auch vom Druck abhängig. Die Dichte eines Stoffes unter Normalbedingungen ist eine substanztypische Kenn-größe. Nicht zu verwechseln ist sie mit dem spezifischen Gewicht γ (= Wichte) eines Stoffes. Darunter versteht man die Gewichtskraft F G je Vo-lumeneinheit V, die man in der Einheit N m-3 (früher kp m-3) ausdrückt: γ = F G / V = m · g / V [Gl. 10-2] Dichte und Wichte unterscheiden sich also um den Betrag der Fallbe-schleunigung g-das spezifische Gewicht ist somit im Unterschied zur Dichte ortsabhängig, weil der meist verwendete Wert g = 9,81 m s-2 nur ein Durchschnittswert ist. Vor allem die Dichtebestimmungen von Flüssigkeiten haben in der La-borpraxis insofern eine besondere Bedeutung, als sie zur Identifizierung oder zur Konzentrationsbestimmung von Stoffen benötigt werden. 10