Плотность сахара и соли: таблица, свойства и применение

Плотность - важная характеристика вещества. От нее зависит многое: как вещество будет храниться, транспортироваться, как его можно использовать. Многие считают, что соль и сахар очень похожи. Но если сравнить их плотность, окажется, что они сильно отличаются.

Определение плотности вещества

Плотность - это отношение массы вещества к занимаемому им объему. Чем больше масса у вещества в единице объема, тем выше его плотность.

Различают истинную, насыпную и объемную плотность. Давайте разберемся в этих понятиях подробнее.

• Истинная плотность. Истинная или удельная плотность - это отношение массы вещества к объему, который занимает только само вещество, без учета пор и пустот.
• Насыпная плотность. Насыпная, или кажущаяся плотность учитывает не только объем частиц вещества, но и объем пустот между ними при сыпучем состоянии.
• Объемная плотность. Средняя плотность объекта, состоящего из макроскопических частиц, гранул или волокон материала и из окружающей среды, то есть масса единицы объема материала в насыпном состоянии вместе с порами и пустотами.

Как измеряют плотность соли и сахара

Плотность сыпучих веществ, к которым относятся соль и сахар, измеряют с помощью специальных приборов - пикнометров и ареометров.

Истинная плотность соли составляет 2165 кг/м3. А у сахара она равна 1600 кг/м3. Из этого видно, что соль имеет более высокую плотность, чем сахар. В чем причина?

Это связано с различиями в химическом строении этих веществ. Соль состоит из ионов натрия и хлора, которые имеют бóльшую массу, чем атомы в молекулах сахара.

Зависимость плотности от структуры вещества

Чем плотнее упакованы частицы в единице объема, тем выше плотность. А ионное строение позволяет соли иметь очень плотную кристаллическую решетку.

В то же время молекулы сахаров имеют сложное строение и не могут быть упакованы столь же плотно, что и простые ионы хлора и натрия в соли.

Насыпная и объемная плотность

Хотя соль обладает более высокой истинной плотностью, ее насыпная плотность оказывается ниже, чем у сахара. Посмотрим на числа:

• Насыпная плотность сахар-песок: 850 кг/м3
• Насыпная плотность поваренной соли: 1200-1500 кг/м3

Такой результат может показаться неожиданным. В чем тут дело?

Влияние размера частиц

Насыпная плотность зависит от размера частиц сыпучего вещества. Чем мельче порошок, тем меньше пустот между частицами и выше насыпная плотность.

Крупные кристаллы соли и сахара имеют разный размер, поэтому и насыпная плотность получается разная, даже при одинаковой истинной плотности частиц.

Из таблицы видно, что при меньшей истинной плотности насыпная плотность у сахара выше, чем у соли. Это связано с размером и формой кристаллов.

Практическое применение данных о плотности

Знание о различиях в плотности соли и сахара важно на практике.

Хранение и транспортировка

Благодаря более высокой насыпной плотности, в одном объеме хранилища или транспорта можно перевезти больше сахара, чем соли.

Применение в пищевой промышленности

При производстве продуктов питания плотность используется для точного дозирования ингредиентов - соли и сахара. Чем выше плотность, тем больше вес определенного объема вещества и тем меньше его надо брать для получения нужной массы.

Таким образом, одинаковый объем соли и сахара будет иметь разный вес. Это важно учитывать при выработке продукции.

В целом, знание плотности позволяет оптимизировать многие технологические процессы с использованием соли и сахара.

Дополнительные свойства и характеристики

Помимо плотности, соль и сахар отличаются по ряду других параметров.

• Тепло- и электропроводность. Благодаря ионному строению, соль является хорошим проводником электрического тока и тепла. А в молекулах сахара электроны локализованы, поэтому сахар не проводит электричество и плохо проводит тепло.
• Внешний вид и структура. Визуально соль и сахар похожи - это кристаллические вещества белого цвета. Но под микроскопом хорошо видны различия в строении кристаллов. У соли кристаллы имеют правильную кубическую форму, а у сахара - сложную неправильную форму с большим количеством граней.
• Химический состав. Соль представляет собой химическое соединение натрия и хлора с формулой NaCl. А сахар - сложное органическое вещество, в его состав входит углерод, водород и кислород.

Таблица плотностей разных видов соли и сахара

Таблица плотности соли:

Таблица плотности сахара:

Как видно из таблицы, у разбавленных водных растворов плотность ниже, чем у кристаллических веществ. Но и в растворах соль имеет бóльшую плотность, чем сахар той же концентрации.

Влияние температуры на свойства соли и сахара

Температура оказывает заметное влияние на различные характеристики соли и сахара.

Изменение растворимости

Повышение температуры приводит к росту растворимости соли и сахара в воде. Но эти процессы протекают по-разному.

Растворимость соли увеличивается линейно. А растворимость сахара с температурой повышается нелинейно, с резким скачком около 80°C.

Плавление

Еще одно важное отличие - температура плавления. У соли она составляет 801°C, а сахар плавится при гораздо более низкой температуре 160-188°C.

Поэтому при нагревании соль сохраняет кристаллическое строение гораздо дольше, чем сахар.

Изменение окраски

Под воздействием высокой температуры сахар приобретает коричневый цвет в результате карамелизации и горения.

А соль остается бесцветной даже при нагревании до температуры плавления. Это важно учитывать при кулинарной обработке и хранении пищевых продуктов.

Применение соли и сахара в промышленности

Знания об особенностях соли и сахара активно используются в различных отраслях промышленности.

• Пищевая промышленность. В пищевой промышленности учитывают различия в свойствах соли и сахара при производстве продуктов, термической обработке и хранении.
• Химическая промышленность. В химической промышленности соль и сахар служат сырьем для получения различных веществ и материалов.