Densidad de partículas (densidad empaquetada) - Particle density (packed density)
La densidad de partícula de un sólido o polvo particulado , es la densidad de las partículas que componen el polvo, en contraste con la densidad aparente , que mide la densidad promedio de un gran volumen de polvo en un medio específico (generalmente aire ). A veces también se refiere como densidad verdadera que contrasta con la densidad de partículas como porosidad interna. La densidad de partículas es una cantidad relativamente bien definida, ya que no depende del grado de compactación del sólido, mientras que la densidad aparente tiene valores diferentes dependiendo de si se mide en estado de sedimentación libre o compactado (densidad del grifo). Sin embargo, se encuentran disponibles una variedad de definiciones de densidad de partículas, que difieren en términos de si se incluyen poros en el volumen de partículas y si se incluyen huecos.
Medición
La medición de la densidad de partículas se puede realizar de varias formas:
Principio de Arquimedes
El polvo se coloca dentro de un picnómetro de volumen conocido y se pesa. A continuación, se llena el picnómetro con un fluido de densidad conocida, en el que el polvo no es soluble. El volumen del polvo se determina por la diferencia entre el volumen mostrado por el picnómetro y el volumen de líquido añadido (es decir, el volumen de aire desplazado). Un método similar, que no incluye el volumen de los poros, es suspender una masa conocida de partículas en cera fundida de densidad conocida, permitir que se escapen las burbujas, permitir que la cera se solidifique y luego medir el volumen y la masa de la cera / partículas. ladrillo.
También se puede usar una suspensión del polvo en un líquido de densidad conocida con un hidrómetro para medir la densidad de partículas por flotabilidad .
Otro método basado en la flotabilidad es medir el peso de la muestra en aire, y también en un líquido de densidad conocida.
También se puede preparar una columna de líquido con un gradiente de densidad: La columna debe contener un líquido de composición continuamente variable, de modo que la densidad máxima (en la parte inferior) sea mayor que la del sólido y la densidad mínima sea menor. Si se deja que una pequeña muestra de polvo se asiente en esta columna, se detendrá en el punto donde la densidad del líquido es igual a la densidad de las partículas.
Medida volumétrica
Se puede utilizar un picnómetro de gas para medir el volumen de una muestra de polvo. Una muestra de masa conocida se carga en una cámara de volumen conocido que está conectada por una válvula cerrada a un depósito de gas, también de volumen conocido, a una presión más alta que la cámara. Después de que se abre la válvula, la presión final en el sistema permite determinar el volumen total de gas mediante la aplicación de la ley de Boyle .
Un porosímetro de mercurio es un instrumento que permite determinar el volumen total de un polvo, así como el volumen de poros de diferentes tamaños: Una masa conocida de polvo se sumerge en mercurio. A presión ambiente, el mercurio no invade los espacios entre partículas ni los poros de la muestra. Al aumentar la presión, el mercurio invade los poros cada vez más pequeños, y se conoce la relación entre el diámetro de los poros y la presión. Entonces se puede generar una traza continua de presión versus volumen, lo que permite una caracterización completa de la porosidad de la muestra.