Balance densimétrique
"système A. Collot"

Balance aréométrique ou densimétrique avec vernier, système Collot - Fléau de 22,5 cm - Vers 1875

Il s'agit d'une balance du type Westphal, destinée à la mesure de la densité des liquides, qui présente des caractéristiques spécifiques de son constructeur, A. Collot..

La partie gauche du fléau se termine par un contrepoids cylindrique dont la pointe permet de repérer la position d'équilibre.

La partie droite, la plus longue, supporte par son couteau extrême un étrier auquel est accrochée une nacelle en aluminium appelée à recevoir des masses marquées de forme classique. Sous cette nacelle est suspendu, par un fil de platine, le plongeur en verre et, éventuellement, une masse à crochet. Un curseur en forme de cavalier, muni d'un vernier au 1/10ème, glisse sur le dessus de cette partie du fléau divisée en 100 parties égales.

Lorsque le plongeur est dans l'air et que le zéro du curseur est en face du zéro de la graduation du fléau, ce dernier est horizontal : la balance est à l'équilibre.

Lorsque l'on fait glisser le curseur de la division 0 du fléau à la division 100, cela revient au même que si l'on dépose une masse de 1 gramme dans la nacelle. Par suite, une division sur la graduation du fléau équivaut à 0,01g et le vernier permet d'apprécier 0,001g c'est-à-dire le mg.

Le plongeur de 10 cm³, suspendu sous la nacelle vide, étant immergé dans l'eau pure à son maximum de masse volumique, la masse à crochet de 10g soumise à l'attraction terrestre exerce une force de haut en bas qui s'oppose à la poussée d'Archimède exercée par l'eau de bas en haut : la balance est à l'équilibre. Cette masse de 10g sera présente pour tous les liquides de densité égale ou supérieure à 1.

Nous déterminons, à la suite, la densité d'un liquide.
L'équilibre étant obtenu :

. La masse à crochet de 10g suspendue sous la nacelle indique que le liquide est plus lourd que l'eau et que, donc, sa densité est supérieure à 1

. La masse de 2g dans la nacelle donne la première décimale : 2

. Le 0 du vernier est situé entre les divisions 85 et 86 du fléau : la densité est comprise entre 1,285 et 1,286

. Le trait 6 du vernier est en coïncidence avec une division du fléau

La densité du liquide, à la température de l'expérience, est :
                                       d = 1,2856

Le coffret de rangement porte la marque de E. ADNET, constructeur de matériel de laboratoires dans la dernière partie du XIXe et au tout début du XXe siècle. Mais le fléau de la balance porte, sous le couteau central, la marque du poinçon de vérification primitive suivie du sigle C.F pour COLLOT FRÈRES (E & A Collot, balanciers à Paris durant la deuxième moitié du XIXe siècle). E. ADNET, est, ici, revendeur...

A titre de comparaison, nous avons utilisé une balance de Westphal classique utilisant un plongeur (muni d'un thermomètre) de 5 cm³  et une série de cavaliers, de masse 5g (2 pièces), 0,5g, 0,05g et 0,005g. La partie droite du fléau est divisée en 10 parties égales par 9 encoches ménagées entre le couteau central, axe du fléau, et le couteau extrême auquel est assujetti un crochet de suspension. Ces encoches reçoivent les cavaliers.

L'équilibre réalisé, le cavalier sur le crochet extrême du fléau donne la partie entière (1), le deuxième cavalier M placé dans la deuxième encoche donne la première décimal (2), le cavalier M/10 dans la huitième encoche donne la deuxième décimale (8), le cavalier M/100 dans la cinquième encoche donne la troisième décimal (5) et le cavalier M/100, la dernière (6).

La densité recherchée
d = 1,2856

338 / 27 janvier  2019