Relativ densitet för 3,5% NaCl-lösning?

[Claes_A]

Tänkte jag skulle kolla min gamla vipparmsmätare för densitetsmätning (salthaltsmätning) så jag vägde upp natriumklorid och gjorde en 3,5% lösning som standard. Men vad ska denna lösning ha för relativ densitet vid 25 grader C?

Google ger inte svar så enkelt som jag hade räknat med...

[mano]

Det är jag lite osäker på men om jag inte har dribblat bort mig totalt så ska en 3,65% lösning ska ha en relativ densitet om 1,025 vid 25°C (relativt sötvatten vid 20°C).

[Claes_A]

Eländes elände - jag skulle frågat först och vägt sen. Får göra en ny lösning på måndag.

[Claes_A]

Jag har googlat vidare och det jag hittar är tabeller från ingenjörshandböcker. Tyvärr var 3,5% NaCl lösning inget bra val utan jag skulle gjort en 4%-lösning. För i så fall gäller:

4% NaCl 20 grader C 1,02680

4% NaCl 25 grader C 1,02530

[mano]

Där ser man, nu kom jag på att jag hade dribblat bort mig totalt ändå, gjorde en "översättning" mellan NaCl och saltvatten som gällde för refraktionsindex i stället för densitet. Så glöm bort det jag skrev tidigare.

En fråga bara, relativ densitet innebär ju kvoten mellan ett prov och en känd referens. Referensen som vi använder är sötvatten vid 20°C, vet du vilken referens som används i den där tabellen?

Om referensen är sötvatten vid 4°C så skulle tabellen omräknad till en referens på 20°C se ut så här istället

4% NaCl 20°C 1,02861

4% NaCl 25°C 1,02711

[Claes_A]

Tyvärr har jag inget svar på vad referensen är till de siffror jag hittade på nätet. Men jag hittade en annan serie relativ densitet för olika koncentrationer NaCl vid 25 grader C. Jag plottade serien och den såg linjär och trevlig ut så jag kunde räkna fram att min standardlösning ska ge 1,0233 vid 25 grader C.

Jag har testat min gamla vipparmsmätare (Seatest) och den visar 1,0225 vid 25 grader C för standardlösningen - så även om den inte är helt exakt så tycker jag den träffade bra nära.

(Jag får hoppas serien inte använder 4-gradigt vatten som referens...)

[mano]

Nu har jag fått ordning på det här, den tabellen som du hittade för 4% lösningar var inte relativ densitet utan bara densitet. Här finns den tabell som jag har använt. Jag såg också till att plotta alla värden för 25°C och kom fram till att man kan räkna den som linjär och räknade ut att en 3,5% lösning skulle ha en densitet av 1,021755 kg/dm3. Sen letade jag upp rent vattens densitet vid 20°C som är 998.2071 kg/m3 eller 0,9982071 kg/dm3 och sen är det bara att dela den ena med den andra 1,021755 / 0,9982071 = 1,02359 vilket alltså är den relativa densiteten för en 3,5% lösning av NaCl vid 25°C relativt 20°C.

[mano]

Blev tvungen att räkna vidare lite och kom fram till att för att få en relativ densitet på 1,025 vid 25°C relativt 20°C så ska man blanda en 3,7% lösning.

[Claes_A]

Tack, men nu börjar det bli överkurs för mig inser jag... Jag hoppas du kan förklara!

Specifikt det jag inte hänger med på är varför du delar saltlösningens densiteten vid 25 grader C med rent vattens densitet vid 20 grader C. Varför just vid 20 grader C? Är det en definitionsfråga vad gäller relativ densitet eller bara en approximation för 25 grader C?

Ett annat problem jag har är att relatera beräkningarna här till hur jag beredde min standardlösning. Har jag ens en relevant standardlösning? För tydlighets skull: Jag vägde 35,00 g NaCl (analytisk kvalitet) och löste upp till en slutlig volym av 1000,0 ml vatten (analytisk kvalitet) vid rumstemperatur (låt oss säga 22 grader C). Dvs det är en vanlig vikt/volym-lösning modell standard i vilket kemiskt sammanhang som helst.

(Vem kunde tro att det här skulle vara så komplicerat?)

Jag ska läsa på: http://www.advancedaquarist.com/issues/jan2002/chemistry.htm

[mano]

Ja relativ densitet är ett riktigt bökigt begrepp, varför jag delar saltlösningens densitet med rent vattens densitet vid just 20°C är för att det är standard inom våran hobby att använda den relativa densiteten. Det innebär att 35 psu motsvarar relativ densitet på 1,025 vid 25°C eller 1,0265 vid 20°C.

Det borde vara en vikt/vikt-lösning istället för vikt/volym. Om du hade använt kallvatten (nära 4°C) så skulle det definitivt inte spelat någon roll, nu innebär det att du har blandat en 3,5078% (3,5/0,9977735) lösning istället för 3,5% vilket i sin tur innebär att den relativa densiteten blir 1,02365. Så det kanske inte spelar någon roll ändå.

[Claes_A]

Tack för all hjälp. Just nu känns den mest framkomliga vägen att blanda en ny standardlösning på 3,7% (w/w) och sedan helt enkelt göra ett streck där mätaren hamnar med denna lösning. Då vet jag att det motsvarar 35 PSU och så väljer jag det som salthalt för mitt akvarium helt enkelt.

Det här med vilken temperatur som används för vattenstandarden verkar vara rörigt minst sagt (Randy Holmes Farley):

"Unfortunately, the world of specific gravity is not as simple as described above. Different fields have apparently chosen different standard temperatures. In addition to the 3.98 °C standard, others include 20 ° C (68 °F) and 60 °F (15.6 °C). A quick look through several laboratory supply catalogs shows many examples of hydrometers using each of these two, and a few odd ones thrown in for good measure (such as 102 °F for milk). Most authors writing about marine aquaria assume that people are using the 60 °F standard, but in reality many aquarists are not, and in some cases they don’t even know what they are using. Some hobby hydrometers use other standards, with 77 °F [25 °C] being quite popular (used by Tropic Marin, for example)."

[mano]

Hoppas att jag kunde hjälpa till. När jag själv tittade mycket på salinitet så kom jag fram till att det är bäst att hålla sig borta från relativ densitet så långt det går.

Randy Holmes Farley's artiklar är verkligen grymt bra, man lär sig väldigt mycket på att läsa dom även om man glömmer bort det mesta.

[Claes_A]

Jag gjorde en ny lösning med 3,7% NaCl idag för att kalibrera min gamla vipparmsmätare "Seatest" till 1,025 relativ densitet mot vatten 20 grader C. I enlighet med den första mätningen med 3,5% NaCl-lösning så visar vipparmsmätaren ett för lågt värde. Så enligt standardlösningarna så visar mätaren ett värde ungefär -0,0015 fel relativt den faktiska (beräknade) relativa densiteten. Så här ser det ut:

NaCl konc Rel. densitet Uppmätt

3,5% 1,024 1,0225

3,7% 1,025 1,0235

Nu när jag bestämt kalibreringsavvikelsen för mätaren så tror jag mig kunna använda den till mitt akvarium.

[stigigemla]

Ni som läser detta och har refraktometer: NaCl- lösningen fungerar inte som saltvatten när det gäller brytningsindex. Magnesium påverkar mycket mer där så kalibrering med en NaCl- lösning visar för lågt värde med refraktometer.

[mano]

Bra tänkt Stig, vi har i den här tråden räknat ut hur man gör en kalibreringsvätska enbart för hydrometrar med hjälp av en NaCl-lösning. Samma beräkningar fungerar inte för refraktometrar.

[Claes_A]

Kanske vi kan spåna vidare med en kalibreringsvätska för refraktometrar också? Jag har förstått att de flesta kalibrerar mot rent vatten men det är ju en enpunktskalibrering. Kan man göra en tvåpunktskalibrering av en refraktometer med någon viss saltlösning? Kalciumklorid?

[stigigemla]

Den ena punkten bör ju vara osmosvatten. Det är ju inget som hindrar att man har NaCl lösning som den andra punkten om man bara har rätt koncentration.

[-=Mr_B=-]

Nu är jag kanske korkad, men... Varför spelar det någon roll om det är en enpunktskalibrering för en refraktometer? Det är inte som om man kan justera kurvan i alla fall. enda punkten, för många, är just osmosvatten, och en bättre referens vore ju i området runt det vi faktiskt mäter i. Om man som ren kuriosa vill ha en uppfattning om hur stor felmarginalen är när man har kalibrerat kan man ju testa mot osmosvatten efter det. Men det ger ju ingen meningsfull kalibrerings möjlighet.

B!

[stigigemla]

För många kan det vara viktigt att kunna göra om kalibreringen. Och då är det enklast att kalibrera med osmosvatten. Om man sedan skall ställa "osmospunkten" som nollpunkt eller som en aning salt eller "negativ" salthalt vet man från kalibreing med "Rätt" salthalt och koll av felvisning vid "osmospunkten". Om man sedan antecknar detta behöver man inte spara referenslösningen eller riskera att den torkar litet på grund av diffusion genom flaskan.

[mano]

Själv gör jag så att jag kalibrerar refraktometern med osmosvatten, så att den visar 0 psu för osmosvattnet. Sedan försöker jag få refraktometern att visa 36-37 psu (~36,5 psu) när jag gör mätningar i karet, detta ska enligt mina försök innebära en verkligt salthalt på ~35 psu.

P.S. Detta stämmer även väl överens med det teoretiska fel som beror på att refraktometern är byggd för att mäta NaCl-lösningar och inte havsvatten.

[stigigemla]

Har du någon referens att de vanliga refraktometrarna visar för litet eller att de är kalibrerade för NaCl- lösning. Deltec räknar jag inte här. Eftersom de säljer refraktometrar som har en annan kalibrering ser jag deras reklam som reklam.

[mano]

Jag gjorde en ny lösning med 3,7% NaCl idag för att kalibrera min gamla vipparmsmätare "Seatest" till 1,025 relativ densitet mot vatten 20 grader C. I enlighet med den första mätningen med 3,5% NaCl-lösning så visar vipparmsmätaren ett för lågt värde. Så enligt standardlösningarna så visar mätaren ett värde ungefär -0,0015 fel relativt den faktiska (beräknade) relativa densiteten. Så här ser det ut:

NaCl konc Rel. densitet Uppmätt

3,5% 1,024 1,0225

3,7% 1,025 1,0235

Nu när jag bestämt kalibreringsavvikelsen för mätaren så tror jag mig kunna använda den till mitt akvarium.

Claes jag kom precis på en sak som jag inte har tänkt på, vet inte om det är något som du har tyckt varit självklart och därför inte fallit i samma fälla men jag tyckte att det var värt att skriva ändå.

Hur blandar du en lösning på 3,7%, genom att blanda 37g NaCl i en viss mängd vatten gissar jag, antagligen 1000g vatten, vilket leder till att salthalten blir 37g/(1000g+37g) = 3,568% och inte 3,7% som det var meningen. För att få en 3,7% lösning så måste man istället blanda 37g NaCl i 1000g-37g = 963g vatten vilket gör att salthalten blir 37g/(963g+37g) = 3,7%.

[Claes_A]

Nä då, kemirutinen sitter i ryggmärgen från jobbet så jag blandar 37 g till en slutlig total volym om 1000 ml. Skillnaden mellan viktprocent och vikt-per-volymprocent var så liten så jag gick på det senare av bekvämlighetsskäl.

Ändrat 23 juni 2010 av Claes_A

[mano]

Då så, då är det bara såna klantar som jag som bara har räknat på saker inför en tentor och inte regelbundet i jobbet som klantat till en beräkning i tråden. Lyckligtvis så är den tilltrasslade beräkningen ganska oviktig, det är beräkningen om hur mycket fel det blir att använda 1 liter vatten (vid 22°C) istället för 1kg vatten.

[Claes_A]

Och så här ett ett tal veckor senare så råkar jag hitta en artikel från 2004 där Randy Holmes-Farley redan systematiskt gått igenom hur man gör kaliberingsstandarder för alla möjliga metoder att mäta salthalten. Är det nåt inom akvariekemi den mannen inte utrett? Artikellänk.

Hur som helst vi fick det rätt. 3,7% (w/w) NaCl-lösning motsvarar 35 PSU densitetsmässigt.

Gör man lösningen 3,65% (w/w) så fungerar den som en refraktiv standard motsvarande 35 PSU.