Mettler Toledo Density determination kit for Excellence XP/XS analytical balances For Excellence XS analytical balances Istruzioni per l'uso

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Kit per la determinazione della densità per bilance analitiche XP/XS Excellence

Indice

1 Introduzione ........................................................................................................... 59

1.1 Prima d’iniziare ....................................................................................................... 59

1.2 Dotazione di fornitura, ricambi .................................................................................. 60

2 Preparazione della bilancia per le determinazioni di densità .................................... 61

3 Principio della determinazione della densità ........................................................... 62

4 Determinazione della densità di corpi solidi ............................................................ 62

4.1 Generalità ............................................................................................................... 62

4.2 Esecuzione della determinazione di densità ................................................................ 62

4.3 Miglioramento della precisione del risultato ................................................................ 65

5 Determinazione della densità di liquidi ................................................................... 65

5.1 Generalità ............................................................................................................... 65

5.2 Esecuzione della determinazione di densità ................................................................ 66

5.3 Miglioramento della precisione del risultato ................................................................ 68

6 Informazioni addizionali ......................................................................................... 68

6.1 Grandezze influenti .................................................................................................. 68

6.2 Tabella della densità dell’acqua distillata .................................................................... 70

6.3 Tabella della densità dell’etanolo ............................................................................... 71

Italiano

Kit per la determinazione della densità per bilance analitiche XP/XS Excellence

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1 Introduzione

1.1 Prima d’iniziare

Vi ringraziamo per aver acquistato il kit per la determinazione della densità per la vostra METTLER TO-

LEDO bilancia. Con l’ausilio di questo kit, vi sarà possibile impiegare la bilancia per la determinazione

della densità di corpi solidi e liquidi.

Le presenti istruzioni d’uso descrivono le modalità operative da se-

guire con il kit per la determinazione della densità. Per informazioni

circa l’uso della bilancia, rinviamo alle Istruzioni d’uso che vengono

consegnate insieme con la bilancia stessa.

Vi preghiamo prendere nota di tutte le avvertenze di sicurezza che

sono contenute nelle istruzioni d’uso della bilancia, e rispettarle

scrupolosamente.

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Kit per la determinazione della densità per bilance analitiche XP/XS Excellence

00210260

4

2

5

3

1

10

6 7 8 9

1.2 Dotazione di fornitura, ricambi

Il kit per la determinazione della densità di corpi solidi contiene i componenti che sono illustrati nel

disegno sottostante (1–9).

Per la determinazione della densità di liquidi, è necessario disporre il kit di cui sopra, e addizional-

mente del corpo da immergere di 10 ml (00210260), indicato anch’esso in figura, con il numero di

riferimento (10). Il corpo da immergere è disponibile anche in versione certificata (00210672).

11106706 Bilance XP/XS

Denominazione N.Cod.

1 Piano di supporto 111067

28

2 Staffa 11106703

3 Piatto 00

238164

4 Bicchiere Ø 80 mm 00

238167

5 Bicchiere Ø 60 mm 00

238166

6 Supporto per corpi solidi più

pesanti del liquido

00

238180

Denominazione N.Cod.

7 Supporto per corpi solidi

galleggianti

00

238181

8 Termómetro de precisión

certificata

00

238185

00238767

9 Agente bagnante 0007

2409

10 Corpo da immergere da

10 ml

00

210260

Italiano

Kit per la determinazione della densità per bilance analitiche XP/XS Excellence

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2 Preparazione della bilancia per le determinazioni di densità

Questa sezione descrive come equipaggiare la bilancia nel tempo più breve per la determinazione

della densità. Le figure in calce alla presente pagina illustrano la bilancia preparata per le misurazioni

di densità.

•

Togliere il piatto dalla camera di pesata.

• Posizionare il piano di supporto fornito (1).

Bilance XP/XS

Bilance con accessorio per la misurazione della densità montato

• Fissare la staffa (2) alla sospensione del piatto.

• Porre il piatto (3) nel piano di supporto.

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3 Principio della determinazione della densità

La densità ρ è il rapporto tra il peso

m

e il volume

V

:

L’unità di densità prescritta secondo il sistema internazionale di unità è il kg/m

3

. Tuttavia, per scopi di

laboratorio, l’unità g/cm

3

è maggiormente adatta.

Le determinazioni di densità vengono spesso eseguite secondo il «principio di Archimede», che viene

impiegato anche nel kit per la determinazione delle densità per le bilance METTLER TOLEDO. Questo

principio dice che ciascun corpo che viene immerso in un fluido è soggetto ad una spinta verso l’alto

che corrisponde al peso del volume di liquido che esso sposta.

La procedura per la determinazione della densità secondo il «principio di Archimede» è diversa a

seconda che si deva determinare la densità di corpi solidi o di liquidi.

4 Determinazione della densità di corpi solidi

4.1 Generalità

La densità di un corpo solido viene determinata con l’ausilio di un liquido la cui densità ρ

0

è nota

(quali liquidi ausiliari si impiegano per lo più acqua distillata o etanolo). Il corpo solido viene pesato

una prima volta in aria (A) e successivamente mentre si trova immerso nel liquido ausiliario (B). La

densità ρ può essere calcolata a partire dai due valori di peso misurati, come segue:

ρ =

Densità del campione

A = Peso del campione in aria

B = Peso del campione nel liquido ausiliario

ρ

0

= Densità del liquido ausiliario

ρ

L

= Densità dell’aria (0.0012 g/cm

3

)

α =

Fattore di correzione della bilancia (0.99985),

tiene conto della spinta aerost. applicata al peso di

regolazoni.

(ρ

0

- ρ

L

)+ ρ

L

Densità: ρ =

A-B

A

Volume: V =

ρ

0

- ρ

L

A-B

α

ρ =

V

m

4.

2 Esecuzione della determinazione di densità

Avvertenza: Queste istruzioni descrivono come operare con il kit per la determinazione di densità.

Illustrano la procedura per poter eseguire la determinazione di densità in modo manuale.

Per l'utilizzo della vostra bilancia XP/XS vi preghiamo di seguire attentamente le informazioni contenute

nel manuale di istruzioni fornito con la bilancia. Sono inoltre contenute tutte le informazioni per l'utilizzo

del software per la determinazione di densità integrato alla bilancia XP/XS.

Italiano

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Per la determinazione della densità di corpi solidi, impiegare il bicchiere basso (4) ed uno dei due

supporti, per corpi solidi più pesanti del liquido ausiliario (6), o per corpi solidi galleggianti (7).

Preparare la bilancia per la determinazione della densità

(installare il piano di supporto, la staffa e il piatto), come

descritto nel capitolo 2.

Applicare il termometro (8) fornito insieme con l’accessorio sul

bordo del bicchiere basso (4). Caricare il bicchiere sul piatto

e riempirlo con il liquido ausiliario (liquido la cui densità ρ

0

è

nota, per lo più acqua distillata o etanolo). Versare nel bicchiere

tanto liquido quanto è necessario per avere almeno un cm di

liquido sopra il corpo solido dopo l’immersione.

Appendere alla staffa l’adatto supporto (6) o (7) per corpi

solidi più pesanti del liquido o galleggianti (la figura qui a

fianco illustra il supporto per corpi solidi più pesanti del liquido

di riferimento).

Accertarsi che sulla porzione immersa del supporto non ade-

riscano bolle d’aria (eventuali bolle d’aria possono essere

rimosse muovendo leggermente il supporto, oppure con un

pennellino).

Chiudere le finestre del paravento, ed effettuare la detrazione

della tara.

Disporre il corpo solido in uno dei due piatti laterali sporgenti

della staffa (2). Aspettare fino a che l’indicazione di peso della

bilancia sia stabile (il controllo di stabilità si spegne) e prendere

nota del peso indicato A (peso del campione in aria).

Avvertenza

Corpi

solidi con un peso superiore a 20 g dovranno essere

caricati per la pesata in aria nel piatto previsto in corrispon-

denza dell’estremità superiore del supporto (oltre i 20 g, in

caso di pesata su un braccio si possono verificare errori di

carico laterale).

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Kit per la determinazione della densità per bilance analitiche XP/XS Excellence

Togliere il corpo solido dal piatto, chiudere la finestre del pa-

ravento, ed effettuare la detrazione della tara. Disporre dopo il

corpo solido nel supporto (6). Accertarsi che sul corpo solido

non aderiscano bolle d’aria (eventuali bolle d’aria andranno

allontanate con un pennello).

Avvertenza

In caso di corpi solidi con una densità inferiore a 1 g/cm

3

, si

deve impiegare il supporto per corpi solidi galleggianti (7),

che tiene il corpo sotto la superficie del liquido ausiliario. Se

la spinta verso l’alto applicata al corpo solido è maggiore del

peso del supporto, quest’ultimo deve essere appesantito con

un peso addizionale posto sul piatto superiore della staffa.

Dopo aver applicato il peso addizionale, effettuare la de-

trazione della tara e iniziare nouvamente l'operazione di

determinazione della densità pesando il corpo solido in aria

(A) e successivamentge nel liquido (B).

Attendere fino a che la bilancia abbia raggiunto la stabilità e

prendere nota del valore B indicato (peso del campione nel

liquido ausiliario).

Determinare ora la densità ρ del corpo solido secondo la

formula di cui sopra (capitolo 4.1).

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4.3 Miglioramento della precisione del risultato

Le seguenti indicazioni vi aiuteranno a migliorare la precisione dei risultati nella determinazione della

densità di corpi solidi.

Temperatura

In generale, i corpi solidi sono così poco sensibili alla temperatura che le corrispondenti variazioni di

densità non sono rilevanti. Tuttavia, dato che nella determinazione della densità di corpi solidi secondo il

«principio di Archimede», si lavora con un liquido, si deve tener conto della temperatura di quest’ultimo,

poiché nel caso dei liquidi la temperatura esercita un effetto maggiore e provoca variazioni di densità

dell’ordine di grandezza che vanno dallo 0.1 all1 ‰ per ºC. Variazioni di quest’ordine di grandezza

influiscono sulla terza cifra decimale del risultato.

Per ottenere risultati precisi, vi raccomandiamo di tenere sempre conto della temperatura del

liquido ausiliario in tutte le determinazioni di densità. I corrispondenti valori possono essere desunti

da un libro di tabelle. Nelle presenti Istruzioni d’uso, le tabelle relative all’acqua distillata e all’etanolo

sono presentate nella capitolo 6.

La tensione superficiale del liquido ausiliario

A causa dell’adesione del liquido ausiliario ai fili di sostegno del supporto, viene generato un aumento

apparente di peso che può giungere fino a 3 mg.

Dato che nel corso di entrambe le pesate del corpo solido (in aria e nel liquido ausiliario), il supporto è

immerso nel liquido e prima di ciascuna misura si effettua la detrazione della tara, l’effetto dell’aumento

apparente di peso può essere trascurato.

Per misure della massima precisione, impiegare qualche goccia dell’agente bagnante (9) consegnato

insieme con l’accessorio.

5 Determinazione della densità di liquidi

5.1 Generalità

La densità di un liquido viene determinata con l’ausilio di un corpo da immergere il cui volume è

noto. Il corpo da immergere viene pesato una prima volta in aria e successivamente nel liquido del

quale si deve determinare la densità. La densità ρ può essere calcolata a partire dai due valori di peso

misurati, come segue;

Una bilancia elettronica consente la determinazione della densità della “spinta ascensionale” e risp.

del “peso del liquido spostato” P (P = A–B) e conseguentemente la formula di cui sopra può essere

semplificata:

Densità: ρ =

+ ρ

L

V

A-B

α

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ρ = Densità del liquido

A = Peso del corpo da immergere in aria

B = Peso del corpo da immergere nel liquido

V = Volume del corpo da immergere

ρ

L

= Densità dell’aria (0.0012 g/cm

3

)

α =

Fattore di correzione della bilancia (0.99985),

tiene conto della spinta aerost. applicata al peso di

regolazoni.

P = Peso del liquido pastosa spostati (P = A–B).

5.2 Esecuzione della determinazione di densità

Avvertenza: Queste istruzioni descrivono come operare con il kit per la determinazione di densità.

Illustrano la procedura per poter eseguire la determinazione di densità in modo manuale. Per l'utilizzo

della vostra bilancia XP/XS, vi preghiamo di seguire attentamente le informazioni che trovate nel ma-

nuale di istruzioni fornito con la bilancia. Sono inoltre contenute tutte le informazioni per l'utilizzo del

software per la determinazione di densità integrato alla bilancia XP/XS.

Per la determinazione della densità dei liquidi, impiegare il bicchiere alto (5) e il corpo da immergere

opzionale (10).

Per la determinazione della densità preparare la bilancia (in-

stallare il piano di supporto, la staffa e il piatto) come descritto

nel capitolo 2.

Caricare il bicchiere alto (5) vuoto sul piatto della bilancia e

applicare il termometro fornito insieme con l’accessorio (8)

sul bordo del bicchiere.

ρ =

+ ρ

L

V

P

α

Italiano

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67

Appendere il corpo da immergere (10) sulla staffa e accertarsi

che esso non tocchi né il bicchiere, né il termometro.

Effettuare la detrazione della tara.

Introdurre il liquido del quale si desidera determinare la densità

nel bicchiere (fino a circa 1 cm sopra il gancio di sospensione

del corpo da immergere). Assicurarsi che al corpo immerso

non aderiscano bolle d’aria (allontanare eventuali bolle con

un pennellino).

Attendere fino a che l’indicazione di peso della bilancia raggiunge

la stabilità (il controllo di stabilità si spegne), e annotare il valore

di peso indicato P (Peso del liquido pastosa spostati).

Ora determinare la densità ρ del liquido desiderata (alla temp-

eratura indicata dal termometro) secondo la formula di cui

sopra (capitolo 5.1).

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5.3 Miglioramento della precisione del risultato

Tolleranza sul volume del corpo da immergere

Il corpo da immergere opzionale 00210260 raccomandato per la determinazione della densità di liquidi

soddisfa le prescrizioni delle norme Tedesche sui pesi e misure (EO 13–4, paragrafo 9.21). Il volume

del corpo da immergere 00210260, compresa la metà inferiore del filo di sospensione del supporto,

è aggiustato in maniera tale che nella determinazione della densità di acqua con una temperatura di

20 ºC, si ottiene un risultato che è affetto da un errore massimo di ±0.0005 g/cm

3

.

6 Informazioni addizionali

Questa capitolo fornisce informazioni circa le grandezze che possono ridurre la precisione dei risultati

di misura. Inoltre, in questa capitolo sono fornite le tabelle di densità per acqua distillata ed etanolo.

6.1 Grandezze influenti

Oltre alla temperatura, alla spinta ascensionale dell’aria e alla tensione superficiale del lquido, le

seguenti grandezze possono influenzare addizionalmente i risultati di misura:

–

Profondità d’immersione del supporto o del corpo da immergere

– Bolle d’aria

– Porosità del corpo solido

Profondità d’immersione del supporto o del corpo da immergere

Il corpo da immergere da impiegare per la determinazione della densità di liquidi è tenuto sospeso

da un filo di platino di 0.

2 mm di diametro. In acqua , il filo subisce una spinta verso l’alto di circa

0.3 mg per ogni 10 mm di profondità d’immersione.

Esempio: Se il pelo libero del liquido si trova 10 mm sopra il gancio di sospensione del corpo da

immergere, circa 40 mm del filo di sospensione sono immersi. A densità di 1, si genera pertanto una

spinta verso l’alto di 1.2 mg. Quando si effettua la divisione della spinta verso l’alto per 10 cm

3

(=

volume del corpo da immergere), l’errore sul risultato divente tuttavia trascurabile e non è necessario

effettuare la correzione.

La porzione da immergere del supporto per la determinazione della densità di corpi solidi consiste

di due fili, ciascuno di 0.7 mm di diametro. Ad una densità del liquido pari a 1 ne deriva una spinta

verso l’alto di circa 0.4 mg per mm di profondità d’immersione.

Nel caso della pesata del corpo solido in aria, il supporto rimane immerso con la stessa profondità.

Quindi, la spinta verso l’alto applicata al supporto rimane costante e pertanto può essere trascurata.

Tuttavia, è importante che l’altezza del liquido tra le pesate non venga cambiata (la variazione del-

l’altezza del pelo libero del liquido dovuta all’immersione del corpo solido è per lo più trascurabile).

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Bolle d’aria

In caso di fluidi con cattivo potere bagnante (ad esempio, acqua senza agenti bagnanti) è possibile

che alle parti immerse (corpo solido, corpo da immergere, supporto) rimangano aderenti bolle d’aria,

che generano una spinta verso l’alto e quindi influiscono sul risultato. Una bolla con un diametro

di 1 mm genera una spinta verso l’alto di 0.5 mg, mentre una con 2 mm di diametro provoca una

spinta verso l’alto di 4 mg. Per l’eliminazione delle bolle d’aria raccomandiamo le seguenti misure

precauzionali:

–

Sgrassare i corpi solidi resistenti ai solventi

– Pulire regolarmente i supporti e il corpo da immergere, non toccare mai la parte da immergere con

le mani

–

All’atto della prima immersione, scuotere leggermente i supporti e il corpo da immergere, allo scopo

di staccare eventuali bolle d’aria

–

Asportare bolle d’aria fortemente aderenti con un pennellino fine

– Impiegare l’agente bagnante fornito insieme con l’accessorio, o di un tipo normalmente disponibile

sul mercato, oppure impiegare liquidi organici (la variazione della densità dell’acqua distillata dovuta

all’addizione dell’agente bagnante può essere trascurata).

Porosità del corpo solido

All’atto dell’immersione di corpi porosi in liquido, usualmente non tutta l’aria viene espulsa dai pori.

Questo conduce a valore errati della spinta verso l’alto e quindi la densità di corpi porosi può essere

determinata soltanto in misura approssimativa.

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6.2 Tabella della densità dell’acqua distillata

T/°C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

10. 0.99973 0.99972 0.99971 0.99970 0.99969 0.99968 0.99967 0.99966 0.99965 0.99964

11. 0.99963 0.99962 0.99961 0.99960 0.99959 0.99958 0.99957 0.99956 0.99955 0.99954

1

2. 0.99953 0.99951 0.99950 0.99949 0.99948 0.99947 0.99946 0.99944 0.99943 0.99942

13. 0.99941 0.99939 0.99938 0.99937 0.99935 0.99934 0.99933 0.99931 0.99930 0.99929

14. 0.99927 0.99926 0.99924 0.99923 0.99922 0.99920 0.99919 0.99917 0.99916 0.99914

15. 0.99913 0.99911 0.99910 0.99908 0.99907 0.99905 0.99904 0.99902 0.99900 0.99899

16. 0.99897 0.99896 0.99894 0.99892 0.99891 0.99889 0.99887 0.99885 0.99884 0.99882

17. 0.99880 0.99879 0.99877 0.99875 0.99873 0.99871 0.99870 0.99868 0.99866 0.99864

18. 0.99862 0.99860 0.99859 0.99857 0.99855 0.99853 0.99851 0.99849 0.99847 0.99845

19. 0.99843 0.99841 0.99839 0.99837 0.99835 0.99833 0.99831 0.99829 0.99827 0.99825

2

0. 0.99823 0.99821 0.99819 0.99817 0.99815 0.99813 0.99811 0.99808 0.99806 0.99804

2

1. 0.99802 0.99800 0.99798 0.99795 0.99793 0.99791 0.99789 0.99786 0.99784 0.99782

22

. 0.99780 0.99777 0.99775 0.99773 0.99771 0.99768 0.99766 0.99764 0.99761 0.99759

2

3. 0.99756 0.99754 0.99752 0.99749 0.99747 0.99744 0.99742 0.99740 0.99737 0.99735

2

4. 0.99732 0.99730 0.99727 0.99725 0.99722 0.99720 0.99717 0.99715 0.99712 0.99710

2

5. 0.99707 0.99704 0.99702 0.99699 0.99697 0.99694 0.99691 0.99689 0.99686 0.99684

2

6. 0.99681 0.99678 0.99676 0.99673 0.99670 0.99668 0.99665 0.99662 0.99659 0.99657

2

7. 0.99654 0.99651 0.99648 0.99646 0.99643 0.99640 0.99637 0.99634 0.99632 0.99629

2

8. 0.99626 0.99623 0.99620 0.99617 0.99614 0.99612 0.99609 0.99606 0.99603 0.99600

2

9. 0.99597 0.99594 0.99591 0.99588 0.99585 0.99582 0.99579 0.99576 0.99573 0.99570

30. 0.99567 0.99564 0.99561 0.99558 0.99555 0.99552 0.99549 0.99546 0.99543 0.99540

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6.3 Tabella della densità dell’etanolo

T/°C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

10. 0.79784 0.79775 0.79767 0.79758 0.79750 0.79741 0.79733 0.79725 0.79716 0.79708

11. 0.79699 0.79691 0.79682 0.79674 0.79665 0.79657 0.79648 0.79640 0.79631 0.79623

1

2. 0.79614 0.79606 0.79598 0.79589 0.79581 0.79572 0.79564 0.79555 0.79547 0.79538

13. 0.79530 0.79521 0.79513 0.79504 0.79496 0.79487 0.79479 0.79470 0.79462 0.79453

14. 0.79445 0.79436 0.79428 0.79419 0.79411 0.79402 0.79394 0.79385 0.79377 0.79368

15. 0.79360 0.79352 0.79343 0.79335 0.79326 0.79318 0.79309 0.79301 0.79292 0.79284

16. 0.79275 0.79267 0.79258 0.79250 0.79241 0.79232 0.79224 0.79215 0.79207 0.79198

17. 0.79190 0.79181 0.79173 0.79164 0.79156 0.79147 0.79139 0.79130 0.79122 0.79113

18. 0.79105 0.79096 0.79088 0.79079 0.79071 0.79062 0.79054 0.79045 0.79037 0.79028

19. 0.79020 0.79011 0.79002 0.78994 0.78985 0.78977 0.78968 0.78960 0.78951 0.78943

2

0. 0.78934 0.78926 0.78917 0.78909 0.78900 0.78892 0.78883 0.78874 0.78866 0.78857

2

1. 0.78849 0.78840 0.78832 0.78823 0.78815 0.78806 0.78797 0.78789 0.78780 0.78772

22

. 0.78763 0.78755 0.78746 0.78738 0.78729 0.78720 0.78712 0.78703 0.78695 0.78686

2

3. 0.78678 0.78669 0.78660 0.78652 0.78643 0.78635 0.78626 0.78618 0.78609 0.78600

2

4. 0.78592 0.78583 0.78575 0.78566 0.78558 0.78549 0.78540 0.78532 0.78523 0.78515

2

5. 0.78506 0.78497 0.78489 0.78480 0.78472 0.78463 0.78454 0.78446 0.78437 0.78429

2

6. 0.78420 0.78411 0.78403 0.78394 0.78386 0.78377 0.78368 0.78360 0.78351 0.78343

2

7. 0.78334 0.78325 0.78317 0.78308 0.78299 0.78291 0.78282 0.78274 0.78265 0.78256

2

8. 0.78248 0.78239 0.78230 0.78222 0.78213 0.78205 0.78196 0.78187 0.78179 0.78170

2

9. 0.78161 0.78153 0.78144 0.78136 0.78127 0.78118 0.78110 0.78101 0.78092 0.78084

30. 0.78075 0.78066 0.78058 0.78049 0.78040 0.78032 0.78023 0.78014 0.78006 0.77997

I valori della densità del C

2

H

5

OH sono desunti dall'“American Institute of Physics Handbook”.

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