DETERMINAZIONE DELLA DENSITÀ DI SOLIDI
È una delle analisi più comuni soprattutto a scopo didattico nelle discipline di scienze, fisica e chimica.
Viene eseguita anche a livello industriale in associazione alle caratteristiche di determinati materiali, sostanze e miscugli che talvolta risultano direttamente influenzate dalla densità.
Esistono degli strumenti chiamati densimetri che permettono di misurare la densità di soluzioni ben determinate (per esempio acqua e zucchero, acqua e alcool) ma sebbene veloci, forniscono una misura approssimativa, tanto che molti alimenti possono essere adulterati senza che si registrino variazioni significative con tale analisi.
Prerequisiti.
La determinazione della densità viene eseguita come ricordato su molti prodotti commerciali, allo scopo di determinarne la composizione approssimativa o, nel caso si conosca già la composizione, determinarne il grado di purezza.

Strumenti e sostanze.
In laboratorio saranno presenti:
  • buretta da 25 mL; cilindro da 100 mL (sensibilità 1 mL);
  • spruzzetta con acqua distillata;
  • bilancia;
  • vari campioni di sostanze solide ognuno in quattro pezzi (che vanno ordinati dal più grande al più piccolo): alluminio, ferro, ottone, piombo, zinco.
Procedimento.
Si riempie la buretta con acqua distillata fino a 15 mL effettuando una lettura corretta senza errori di parallasse. Si prende la propria quaterna di campioni e se ne pesa sulla bilancia il primo pezzo (cominciando dal più grande), vi si aggiungono in successione ordinata gli altri pezzi (il secondo più grande e via in successione ordinata) e si riportano le misure sul proprio tacquino e sulla scheda.
Si fa scivolare dolcemente il proprio pezzetto di materiale pesato (quello più grande) nella buretta, si legge la variazione di volume intervenura e si registra sul proprio tacquino e sulla scheda.
Attenzione alla presenza di bolle di aria che sono da evitare in quanto fornirebbero una lettura errata dei volumi!
Si procede aggiungendo sempre dolcemente il secondo pezzo nella buretta che andrà a posizionarsi sopra il primo pezzo già presente nella buretta. Si procede con la lettura della variazione di volume dal volume iniziale.
Si procede analogamente con il terzo pezzo della quaterna e col quarto e ultimo pezzo della serie.
Si procede svolgendo i calcoli.

Formule da applicare
Per il calcolo dei volumi
V = Viniziale-Vfinale
Si sommano ovviamente gli errori assoluti delle due misure per il calcolo dell'errore ΔV: se per esempio si usa una buretta con sensibilità 0,1 mL l'errore sul volume V sarà 0,2 mL.
Per il calcolo della densità è sufficiente calcolare il rapporto della massa sul volume utilizzando come unità dimisura i g/mL oppure i kg/m3:
d = m / V
Per il calcolo dell'errore Δ si deve operare con la somma degli errori relativi sulle masse e sui volumi quindi moltiplicare il valore ottenuto per la densità calcolata così da ottenre il calore assoluto dell'errore per la densità:
Δd = (Δm / m + ΔV / V) • d

Una maniera più corretta ma più tediosa e lenta per calcolare l'errore è quella di svolgere su ogni coppia di misure m±Δm e V±ΔV i rapporti
dmax = (m+Δm)/(V-ΔV) calcolando così la densità più alta possibile e analogamente
dmin = (m-Δm)/(V+ΔV) calcolando così la densità più bassa possibile.
Che cosa puoi osservare facendo il calcolo nelle due maniere?

Tabella
campioni  massa m (g) volume V (mL) densità d errore Δ 
1 (più grande)         
1 + 2         
1 + 2 + 3         
1 + 2 + 3 + 4