⛽ Dichte mit Aräometer (Hydrometry)
Laborbestimmung der Dichte von Rohöl und flüssigen Erdölprodukten mit Aräometermethode bei 15°C.
Übersicht
Die Dichte ist einer der grundlegendsten physikalischen Parameter von Erdölprodukten, der im Handel, in der Logistik, Qualitätskontrolle und Produktcharakterisierung weit verbreitet ist. Die Dichte bei 15°C ist die Standardreferenztemperatur für Erdölprodukte in Europa (in den USA werden 60°F = 15,56°C verwendet).
Die Aräometermethode (PN-EN ISO 3675) ist ein klassisches, einfaches und weit verbreitetes Verfahren zur Dichtemessung mittels Glasaräometer. Ein Aräometer ist eine dünne Glasröhre mit Gewicht im unteren Teil und Skala im oberen Teil, das in die Testflüssigkeit eingetaucht wird. Die Eintauchtiefe des Aräometers hängt von der Flüssigkeitsdichte ab — je höher die Dichte, desto geringer das Eintauchen.
Die Messung wird in einem Messzylinder nach Bringen der Probe auf eine bestimmte Temperatur (vorzugsweise 15°C) durchgeführt. Das Ablesen der Aräometerskala erfordert Meniskuskorrektur (für transparente Flüssigkeiten Ablesung am unteren Meniskuspunkt, für undurchsichtige — am oberen Punkt). Wenn die Messung bei anderer Temperatur als 15°C durchgeführt wurde, wird das Ergebnis auf Dichte bei 15°C unter Verwendung von Umrechnungstabellen (ASTM D1250 / IP 200) umgerechnet.
Die Dichte ist ein Schlüsselparameter in Kraftstoffspezifikationen: Benzin 720–775 kg/m³, Dieselkraftstoff 820–845 kg/m³ (nach PN-EN 590), Rohöl 780–1000 kg/m³. Sie dient auch zur Umrechnung von Volumen in Masse und umgekehrt bei Handels- und Logistikoperationen — jeder Kraftstofftransport erfordert Dichtemessung.
Prinzip der Methode
Die Testprobe wird auf eine Temperatur nahe 15°C gebracht und in einen Messzylinder geeigneten Durchmessers gegossen. Das Aräometer, ebenfalls auf ungefähre Probentemperatur gebracht, wird vorsichtig in den Zylinder mit Probe gesenkt und darf frei schwimmen. Nach Stabilisierung der Aräometerposition (ca. 1–2 min) wird der Dichtewert auf der Graduierungsskala am Punkt des Meniskuskontakts mit dem Aräometerschaft abgelesen. Gleichzeitig wird die Probentemperatur mit einem Thermometer mit 0,5°C Genauigkeit gemessen. Der abgelesene Dichtewert wird auf 15°C Temperatur unter Verwendung von ASTM-Tabellen oder Korrekturfaktoren korrigiert.
Anwendungen
- Qualitätskontrolle flüssiger Kraftstoffe (Benzin, Diesel, LPG) nach PN-EN 228 und PN-EN 590
- Rohöl- und Erdölprodukthandel — Volumen-Masse-Umrechnung
- Qualitätsüberwachung in Kraftstoffterminals und Raffinerien
- Klassifizierung und Identifizierung von Erdölprodukten
- Rohölprüfung — API-Dichtebestimmung
- Qualitätskontrolle von Schmier-, Grund- und Industrieölen
- Eignungsprüfungen (PT) in Erdöllaboratorien
- Schnelle Kraftstoffkontrolle an Tankstellen und in Lagern
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Referenztemperatur | 15°C (Europa) / 60°F (USA) |
| Benzindichte | 720–775 kg/m³ (nach PN-EN 228) |
| Dieselkraftstoffdichte | 820–845 kg/m³ (nach PN-EN 590) |
| Aräometergenauigkeit | 0,5 kg/m³ (Klasse 0) / 1,0 kg/m³ (Klasse 1) |
| Wiederholbarkeit | 0,5 kg/m³ |
| Reproduzierbarkeit | 1,0 kg/m³ |
Norm
- Normnummer
- PN-EN ISO 3675:1998
- Titel (PL)
- Ropa naftowa i ciekle przetwory naftowe — Laboratoryjne oznaczanie gestosci — Metoda areometryczna
- Title (EN)
- Crude petroleum and liquid petroleum products — Laboratory determination of density — Hydrometer method
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Probenvorbereitung
Probe auf Temperatur nahe 15°C bringen. Für viskose Proben ist höhere Temperatur zulässig (aufzeichnen!). Vorsichtig mischen, Belüftung vermeiden.
2. Aräometerauswahl
Aräometer mit Bereich passend zur erwarteten Probendichte auswählen. Aräometer sollte sauber und trocken sein.
3. Zylinderfüllung
Probe in sauberen Messzylinder gießen. Bis zu Niveau füllen, das freies Aräometereintauchen ermöglicht (ca. 3/4 Volumen).
4. Aräometereinführung
Aräometer vorsichtig in Zylinder mit Probe senken. Nicht plötzlich loslassen — Aräometer sollte glatt eintauchen ohne Bodenberührung.
5. Stabilisierung
Warten bis Aräometer seine Position stabilisiert und aufhört zu schwanken (1–2 Minuten). Aräometer sollte Zylinderwände nicht berühren.
6. Dichteablesung
Für transparente Flüssigkeiten: Skala am unteren Meniskuspunkt ablesen (Sichtlinie auf Meniskusniveau). Für undurchsichtige: Ablesung am oberen Meniskuspunkt.
7. Temperaturmessung
Sofort nach Dichteablesung Probentemperatur im Zylinder messen. Mit 0,5°C Genauigkeit aufzeichnen.
8. Temperaturkorrektur
Dichte auf 15°C Temperatur unter Verwendung von ASTM D1250 Tabellen oder Korrekturfaktoren für gegebenen Produkttyp umrechnen.
9. Messungswiederholung
Zweite Bestimmung durchführen. Differenz zwischen zwei Ergebnissen sollte Wiederholbarkeit (0,5 kg/m³) nicht überschreiten.
10. Aräometerreinigung
Aräometer mit Testbenzin und Aceton waschen. Trocknen und in Schutzbox aufbewahren. Graduierten Schaft nicht mit Fingern berühren.
11. Ergebnisberichterstattung
Dichte in kg/m³ mit 0,1 kg/m³ Genauigkeit angeben, auf 15°C bezogen. Messtemperatur und angewandte Korrektur beifügen.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Glasaräometer (Set) | Ludwig Schneider, Alla France — Bereiche 600–1100 kg/m³, Kl. 0 oder 1 | 150–500 PLN / Stk. |
| Messzylinder (Hydrometry) | Glaszylinder d = 50 mm, h = 400 mm, Borosilikatglas oder PP | 50–200 PLN |
| Laborthermometer | Flüssigkeits- oder Pt100-Thermometer, Bereich -20 bis +50°C, Genauigkeit 0,5°C | 100–800 PLN |
| Thermostatbad | Julabo CORIO, Huber, Lauda — zur Thermostatisierung von Proben bei 15°C | 5.000–15.000 PLN |
| Automatisches Densitometer (Option) | Anton Paar DMA 4100 M, DMA 4500 M (Schwingungsmethode) | 50.000–120.000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Testbenzin | 8032-32-4 | Zum Reinigen von Aräometern und Zylindern nach Messung |
| Aceton | 67-64-1 | Zum Abschlussspülen und Schnelltrocknen von Aräometern |
| Destilliertes Wasser (Dichte-CRM) | 7732-18-5 | Dichtestandard (998,203 kg/m³ bei 20°C) zur Aräometerverifizierung |
| Referenzdichteflüssigkeit | — | Zertifizierter Dichtestandard (z.B. Paragon Scientific) zur Kalibrierung |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Erdölprodukte — leicht entzündlich (Benzin, Naphtha), fernab von Zündquellen arbeiten
- Kohlenwasserstoffdämpfe — giftig beim Einatmen, unter Abzug arbeiten
- Glasaräometer — zerbrechlich, Schnittverletzungsgefahr bei Bruch
- Kraftstoffkontakt mit Haut vermeiden — Nitrilhandschuhe verwenden
- Schutzbrille und Laborkittel erforderlich