什么是静水称重法,静水称重法的操作步骤

什么是静水称重法，静水称重法的操作步骤

静水称重法是测量宝石相对密度的方法，静水称重法的原理是利用阿基米德定律计算宝石的相对密度，需要使用电子天平作为操作仪器。

相对密度是指4°C和标准大气压条件下物体的质量与等体积水的质量之比。相对密度是一个比值，它没有计量单位。在标准大气压下相对密度值与密度值相当，物体的质量即为它的密度值。

当物体形状规则时，测量物体的质量和体积，计算密度值（质量/体积），即得物体的相对密度。宝石的形状大多不规则，其密度需要根据阿基米德定律，用静水称重法获得，这也是静水称重法的优越性所在。

根据阿基米德定律的原理：当物体浸入液体中，物体受到的浮力等于其所排开液体的质量。由数学理论可知，物体在液体中所排开的液体的质量等于物体在液体中受浮力后减轻的

质量。因此，用天平称出物体在空气质量和在液体质量，两者相减即获得物体等体积液体的质量。

由此可得：

宝石的相对密度=宝石的质量/同体积液体的质量

=宝石的质量/宝石受到的浮力

=宝石的质量/（宝石的质量－宝石在液体中的质量）

=宝石在空气中的质量/(宝石在空气中的质量－宝石在液体中的质量) 相对密度与密度在数值上相当。因此可以根据以上公式的推导，通过计算宝石的相对密度来得到密度值。用数学公式表示如下：

01

p ⨯-=

m m m p 式中 P ——宝石在室温时的密度；

m ——宝石在空气中的质量； m1——宝石在液体介质中的质量；

P0——液体介质在不同温度下的密度。

常用液体介质为纯水。因为纯水的密度受到温度变化较小，在标准大气压下4°C 时水的密度为1.00g/cm3，可以忽略不计，如果用其他液体介质代替水，不可忽略不计。根据密度的定义，测试时的温度对物体的密度有一点影响。

静水称重法的实践操作准备

（1）使用环境。室内、常温、稳定的操作台。

（2）仪器要求。宝石镊子、电子天平。

（3）样品要求。干净的宝石（清洁宝石可以用专用擦布、蘸酒精的棉签或用镊子夹持宝石直接浸泡在无水酒精中进行）。

操作步骤

步骤1 用于静水称重法测量宝石相对密度的电子天平的使用准备。

准备一个烧杯支架，横跨在电子天平的测量盘上，然后把加入2/3体积蒸馏水的烧杯放在支架上，注意烧杯支架不可压在测量盘上。钢丝兜及钢丝兜支架一个，浸没在液体中，用于放置样品，以称取样品在液体中的质量。钢丝兜上端挂在钢丝兜支架上，注意钢丝兜支架放在天平测量盘上。钢丝兜在钢丝兜支架的质量不宜过大。

步骤2调试电子天平

打开电子天平的电源开关，待其稳定后按调零键，使天平归零，这时等于天平没有放置任何物品（实际上钢丝兜和钢丝兜支架已经在秤盘上）。

步骤3称取样品在空气中的质量。

用镊子夹起样品，此时天平应归零，然后将样品放在液体中的钢丝兜里，称取样品在液体中的质量，并记下读数。

将两次称取的质量数及所用液体在室温条件下的相对密度值代入公式（由于水的相对密度随温度的变化非常小，所以这种温度校正可以忽略不计），便可得到样品的相对密度值。

注意事项：

（1）此法一般用于大于1ct的样品，小于0.3ct的样品不宜用此法；多孔和多裂隙的样品，因含空气也不宜用此法。

（2）操作过程中注意烧杯支架与测量盘、钢丝兜和烧杯均不能相碰。

（3）钢丝兜与宝石浸入水中时注意消除气泡，烧杯中水不能外溅，操作过程要小心谨慎。

（4）天平要放在稳当的地方（最好是专用的操作台上），测量时周围不要有干扰。有的天平安置在玻璃罩内，称重时需要随时关好玻璃罩上的门。