HYDROMETRI

En hydrometer är en noggrant kalibrerad glaskolv för att mäta densiteten i en blandning av två vätskor. Mätskalan kan antingen ge densiteten hos vätskan eller vara angiven i andra storheter beroende på användningsområde.
 
Hydrometern har oftast en bredare bottendel med en ballast av blykulor för stabilitet och för att ge rätt flytkraft. Den övre delen är smalare och innehåller graderingen för mätning. Vätskan som ska mätas hälls i en cylinder och hydrometern placeras försiktigt i vätskan så att den flyter fritt. När allt kommit balans kan värdet läsas av på skalan.
 
Archimedes princip är grunden för funktionen hos en hydrometer – om ett fast föremål placeras i en vätska påverkas det av en lyftkraft som motsvarar vikten av den undanträngda vätskan. Detta innebär att ju lägre densitet vätskan har, desto lägre flyter hydrometern. Det var troligtvis även Archimedes som uppfann hydrometern och han använde den för att ta reda på densiteten hos olika vätskor.
 

Specialiserade hydrometrar

De hydrometrar som finns till försäljning är oftast noggrant kalibrerade för en viss typ av mätningar. För att de ska fungera krävs det en enkel homogen blandning. Om blandningen består av fler än två olika vätskor går det ofta inte att mäta det vi vill med en hydrometer. Det är också viktigt att den vätska som ska mätas har rätt temperatur eftersom densiteten (volymen) är temperaturberoende. En del hydrometrar har därför en tabell för kompensering för temperaturer som ligger utanför vad hydrometern är kalibrerad för.

Batterihydrometer

Laddningsgraden hos ett blybatteri för bilar kan avgöras genom att mäta densiteten hos batterisyran (svavelsyra) och är därför ett viktigt redskap i alla bilverkstäder.

Frysskyddshydrometer

I kylsystemet i våra bilar finns det en blandning av vatten och glykol – ju mer glykol desto lägre blir frystemperaturen. Det är därför lätt att mäta vid vilken temperatur en viss blandning fryser genom att mäta densiteten.

Sockerhaltshydrometer

Vid tillverkning av vin och öl är det mycket viktigt att känna till sockerhalten före jäsningen eftersom det är detta som styr den slutliga alkoholhalten. Här har det utvecklats egna storheter som Oechsle, Brix och Baumé.

Alkoholhydrometer

Denna används för att mäta alkoholhalten i sprit. Den går inte att använda för att mäta alkoholhalten i vin eller öl eftersom dessa består av en blandning av vatten, alkohol och socker. Däremot går det utmärkt att mäta alkoholhalten i blandningar av vatten och alkohol med en för ändamålet kalibrerad hydrometer.

Principen går att lätt att visa med en enkel beräkning. Rent vatten vid 20°C och normalt lufttryck har densiteten 0,997 kg/dm3 och motsvarande siffra för ren alkohol (etanol) är 0,784 kg/dm3. Om vi då mäter densiteten hos en blandning av vatten och etanol till 0,893 kg/dm3 får vi följande beräkning:
 
0,997x + 0,784y = 0,893
 
x och y är här den procentuella andelen av respektive vätska. Vi vet då att x och y är positiva tal och att summan av dem är 1. Vi har då ett ekvationssystem där vi kan byta ut y mot  x = 1 – y. Vi får då:
 
      0,997x + 0,784(1 - x) = 0,893
=> 0,997x + 0,784 - 0,784 x = 0,893
=> 0,997x - 0,784x = 0,893 - 0,784
=> 0,213x = 0,109
 
=> = 0,109/0,213 = 0,512
 
Blandningen består alltså av 51,2% etanol. Använder man en för ändamålet kalibrerad hydrometer behöver man inte utföra denna beräkning själv, utan det är bara att läsa av skalan.

Salthaltshydrometer

Ju saltare vattnet är desto högre är densiteten. Detta är ett enkelt samband som gör att det är lätt att kalibrera en hydrometer för att mäta salthalten i havsvatten. Salthalten i havsvatten mäts normalt i promille (‰). Den normala salthalten i oceanerna är 34 ‰.

Hydrometer kalibrerad för havsvatten. Denna har också en inbyggd termometer för kompensation för kallare eller varmare förhållanden än de som hydrometern är kalibrard för. Den smala delen med skalan är inte helt enkel att läsa av.

För personer som har saltvattensakvarier som hobby finns det enkla hydrometrar för att mäta salthalten i vattnet. Dessa bygger på en visare med noga kalibrerad flytkraft som visar både densitet och salthalt i vattnet vid 25°C.

Diagram som visar förhållandet mellan salthalt och densitet hos havsvatten vid olika temperaturer. Observera att detta gäller vi ytan. Längre ner i vattenmassan påverkas densiteten av det ökande trycket.