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IDENTIFICAÇÃO
Experiência: determinação da densidade de sólidos (pedra de pirita e
quartzo). Determinar a densidade do álcool hidratado por meio do densímetro
e pelo picnômetro.
Data: 13/08/2010
Nomes: João Lucas de Lima Andrade – 20091A057032
Leonardo Dorninger Feitosa - 20091A057006
Letícia Lima das Chagas – 20091A057030
Orientador: Joachim Werner Zang
Local de execução: Laboratório de química
Curso: Tecnologia em Química Agroindustrial - IFG
INTRODUÇÃO
A densidade é uma propriedade física que relaciona a quantidade de
matéria presente em uma unidade de volume. É determinada a partir do
quociente da massa da substância pelo volume ocupado sendo expressa em kg.m-
3 segundo o sistema internacional, mas normalmente expressa também em g.mL-
1.
Apesar de parecer uma relação muito simples, o uso da densidade na
indústria química tem grande importância. Por meio dela é analisado a
qualidade de produtos como leite e combustíveis, é avaliado a pureza de
matérias-primas, é possível controlar a concentração de substâncias, etc.
Existem muitas maneiras de se calcular a densidade de um material: por
meio da balança com o kit de medição de densidade, picnômetro, densímetro,
sendo estes os meios utilizados na realização do experimento.
O uso do kit de medição de densidade é baseado no princípio de
Arquimedes que diz que um objeto quando imerso em um fluído sofre uma força
vertical de baixo para cima (empuxo) na qual o volume de fluído deslocado
equivale ao volume do objeto, sendo este um método para calcular a
densidade de sólidos de volume desconhecido.
Já o picnômetro é uma vidraria que permite que o volume do líquido que
o contém seja invariável, dessa forma é possível determinar com precisão a
massa do líquido que corresponde à massa de mesmo volume da água, com
densidade conhecida, e então calcular a densidade do líquido.
O densímetro, ao contrário dos dois métodos anteriores, é usado para
medir a densidade apenas de líquidos. È um aparelho que funciona baseado
também no princípio de Arquimedes. Ao mergulhar o densímetro no líquido,
ele afunda até deslocar um volume de fluido cujo peso se iguale ao dele, a
superfície do líquido indica determinado ponta na escala, isto é, sua
densidade.
MATERIAIS
"Determinação da densidade de sólidos (pirita e quartzo). "
" "Equipamento "Marca "Outras Informações "
"1"Balança Analítica "Gehaka "modelo AG 200, precisão 10-4 g, São "
" " " "Paulo – SP "
"2"Kit de medição de "Gehaka "São Paulo – SP "
" "densidade " " "
"3"Béquer "Deltex "100 mL "
"4"Termômetro "INCOTERM"L140/04 1ºC "
"Determinação da densidade do álcool etílico – densímetro. "
" "Equipament"Marca "Outras Informações "
" "o " " "
"1"Proveta "Vidrolabo"500 mL "
" " "r " "
"2"Densímetro"INCOTERM "Para álcool etílico e suas misturas com água "
" " " "(0,800 – 0,850) g.mL-1, verificado em 11/08/2007"
"3"Álcool "SOL " "
" "hidratado " " "
" "96 " " "
"Determinação da densidade do álcool etílico – picnômetro. "
" "Equipamento "Marca "Outras Informações "
"1"Balança Analítica "Gehaka "modelo AG 200, precisão 10-4 g, São "
" " " "Paulo – SP "
"2"Picnômetro "Rey-Glass"25 mL "classe A", 1C 20º C "
"3"Pipeta volumétrica "Vidrolabo"25 mL "
" " "r " "
"4"Pipetador de " " "
" "borracha " " "
"5"Béquer "Deltex "100 mL "
"6"Álcool etílico 96 "SOL " "
PROCEDIMENTOS
Determinação da densidade de sólidos (pirita e quartzo):
Foi instalado o kit de medição de densidade na balança analítica e
ajustado um béquer de 100 mL com água destilada a uma temperatura de 27º C.
Foram feitas duas pesagens, a primeira foi a pirita a seco e depois imersa
sob a água que estava no béquer obtendo 16,4730 g na primeira pesagem e
12,8600 g na segunda. O mesmo procedimento foi realizado com o quartzo na
qual foi obtido 3,0470 g a seco e 1,8967 g molhado.
Determinação da densidade do álcool etílico – densímetro.
Em uma proveta de 500 mL adicionou-se um quantidade suficiente de
álcool etílico de forma a submergir o densímetro. Foram testados alguns
densímetro até encontrar o adequado (0,800 – 0,850) g.mL-1 que foi capaz de
flutuar no líquido, esperou-se alguns instantes até estabilizar e anotou-se
o valor marcado na gradação do densímetro que foi de 0,805 g.mL-3.
Determinação da densidade do álcool etílico – picnômetro.
Foi feito a pesagem do picnômetro de 25 mL na balança analítica, na
qual correspondeu a: 26,6096 g. Adicionou-se o álcool etílico com o uso da
pipeta volumétrica de 25 mL de forma a abrangir todo o volume do frasco
incluindo o capilar com o cuidado de não deixar bolhas, secou-se o frasco
externamente pesando-o em seguida obtendo o valor de 50,3631 g. O
picnômetro foi lavado e secado afim de se efetuar uma nova pesagem com os
mesmos cuidados, mas agora com água a uma temperatura de 27º C, em que foi
obtido o valor de 56,0133 g.
RESULTADOS
Determinação da densidade de sólidos (pirita e quartzo):
Pirita
Massaseco: 16,4730 g
Massamolhado: 12,8600 g
H2O (27º C) ρ: 0,9965 g.cm-3
ρ = 16,4730 . 0,99651 = 4,5434 g.cm-3
16,4730 - 12,8600
Quartzo
Massaseco: 3,0470 g
Massamolhado: 1,8967 g
H2O (27º C) ρ: 0,9965 g.cm-3
ρ = 3,0470. 0,99651 = 2,6396 g.cm-3
3,0470 – 1,8967
Determinação da densidade do álcool etílico – densímetro.
ρetanol(puro) = 0,7900 g.cm-3
ρágua = 0,9970 g.cm-3
ρx = 0,8050 g.cm-3
Cetanol + Cágua = 1,00
Cetanol = 1,00 - Cágua
Cetanol . ρetanol + Cágua . ρágua = ρx
(1,00 - Cágua) . 0,7900 + Cágua . 0,9970 = 0,8050
Cágua = 0,0724
Cetanol = 1,00 - Cágua
Cetanol = 0,9275
Determinação da densidade do álcool etílico – picnômetro.
Pesagem do picnômetro:
Massavazio = 26,6096 g
Massaálcool = 50,3631 g
Massaágua = 56,0133 g
H2O (27º C) ρ: 0,9965 g.cm-3
ρ = 50,3631 – 26,6096 . 0,9965 = 0,8050 g.cm-3
56,0133 – 26,6096
DISCUSSÃO E CONCLUSÃO
Para o experimento utilizando o método do kit de medição de densidade
foram feitas duas pesagens do objeto: seco e depois imerso sobre a água,
assim foi possível calcular a densidade do objeto, já que a diferença entre
as duas massas equivale ao volume de água deslocado, ou seja, o volume do
objeto, de acordo com o princípio de Arquimedes. Multiplica-se pela
densidade da água correspondente a temperatura, no caso 27º C, para se
fazer a correção. A partir deste cálculo, foi encontrado que a densidade da
pirita é 4,5434 g.cm-3 e a do quartzo 2,6396 g.cm-3.
Com o picnômetro foram realizadas três pesagens, a primeira apenas do
picnômetro, a segunda do picnômetro preenchido com álcool etílico e a
terceira, após a lavagem e secagem, do picnômetro preenchido com água a uma
temperatura de 27º C. Então foi calculada a densidade relativa do álcool,
ou seja, a densidade tendo como referência a densidade da água (a razão da
densidade do líquido pela densidade da água).
Segundo a relação acima, simplifica-se o volume, já que o picnômetro
possui volume invariável. Assim foi feito a divisão da massa do álcool pela
massa da água e multiplicou-se pela densidade da água a 27ºC para se fazer
a correção encontrando um resultado de 0,8050 g.cm-3 de densidade do
álcool.
O densímetro oferece diretamente a densidade do líquido sem a
necessidade de cálculos, o valor encontrado da densidade do álcool etílico
foi de 0,8050 g.cm-3 que foi o mesmo valor encontrado utilizando o método
do picnômetro. A partir deste valor foi calculada a concentração de álcool
e água presente no álcool hidratado 96 que foi de 0,0724 para a água e
0,9275 para o etanol e comparado aos dados descritos na embalagem do
produto, na qual informava a concentração do álcool como 92,8. Isto é, os
valores encontrados possuem apenas uma pequena diferença.
Portanto pode-se dizer que o experimento foi realizado de forma
cautelosa, com o mínimo de erros, assim como também que as vidrarias
utilizadas estavam devidamente calibradas por terem sido obtidos resultados
satisfatórios, semelhantes ao que se esperava.
REFERÊNCIAS
BIANCO, Gilmene. Densidade relativa de líquidos: método do picnômetro.
Acesso em: 26/08/2010 .
MAZALI, Ítalo Odone. Determinação da densidade de sólidos pelo método de
Arquimedes. Acesso em 26/08/2010
.
LENNE, Fábio Roberto. Densidade – massa volúmica. Acesso em 26/08/2010
.
Portal São Francisco. Densidade. Acesso em 26/08/2010
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