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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
DISCIPLINA: Química Geral Experimental
PROFª Msc. Cristiane Arcângela de S. Mendes
Thiago Sousa e Sousa, 2013027847.
MEDIDAS DE DENSIDADE
São Luís – MA
2013
OBJETIVO
Determinar a densidade de substâncias sólidas e líquidas.
RESUMO
Para se determinar a densidade das substâncias foi necessário seguir alguns passos importantes, como verificar o volume e a massa dos materiais. Além de se verificar as diferença quanto ao método de encontrar o volume de um sólido e o volume de um líquido. Sendo assim, através desses experimentos pôde-se aprender na prática a calcular a densidade dos materiais.
INTRODUÇÃO
A densidade é uma propriedade física intensiva, ou seja, cada substância pura tem a sua, e isso a diferencia das demais e a identifica. Exemplo, a densidade da água pura sempre será igual ou aproximadamente igual a 1 g/cm3 a uma determinada temperatura.
Através da razão entre a massa da substância e o volume da mesma, pode-se encontrar a densidade absoluta. Matematicamente falando, tem-se: d= mV, onde cada letra tem um significado, d é a densidade, m a massa e V o volume. Dessa forma pode-se dizer que a densidade mede o grau de concentração de massa em determinado volume. A medida no SI para ela é quilogramas por metro cúbico (Kg/m3). Porém, os submúltiplos são deveras utilizados, como: grama por centímetro cúbico (g/cm3) e grama por litro (g/L).
A densidade se subdivide em duas, uma é a absoluta, a qual fora falada no parágrafo imediatamente anterior e a outra é a relativa, a qual, normalmente é dada por uma relação entre densidade de sólidos e líquidos quaisquer, com a densidade da água destilada a 4 °C e a 1 atm.
Quando se faz referência à densidade relativa dos gases deve se relacionar com a densidade do ar atmosférico ou do Hidrogênio nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão).
É importante ressaltar que a medida da densidade referencial é adimensional.
Medida de densidade dos sólidos não solúveis em água
Para se calcular a densidade dos sólidos não solúveis em água, deve-se primeiramente pesá-lo na balança analítica e anotar a sua massa, em seguida colocar em uma proveta uma determinada quantidade de água que deve ser anotado. Logo depois, colocar com cuidado a substância e verificar o deslocamento de volume na proveta, que deve ser anotado. Em seguida deve-se fazer a diferença entre esse novo volume e o volume que fora anteriormente anotado, o resultado será o volume da substância. Finalmente substitui na fórmula da densidade.
Medida de densidade dos sólidos solúveis em água
Para se calcular a medida dos sólidos solúveis em água é muito simples. Primeiramente deve- -se utilizar uma vidraria de medição de volume, como por exemplo: a proveta, que deve ser pesada e ter sua massa anotada. Em seguida adiciona-se uma quantidade da substância não solúvel em água na proveta e mede seu volume, o qual deve ser anotado. Finalmente pesa-se a proveta com a substância e anota-se o novo valor dado. Dessa maneira, faz-se a diferença entre a massa da proveta com o sólido e a massa dela sem o sólido, dessa maneira se encontra a massa da substância. Encontrada a massa dela, aplica-se na fórmula da densidade.
Medida de densidade de líquidos
Para a determinação da densidade de um líquido utiliza-se o picnômetro, o qual evita os erros de paralaxe. Para isso, deve-se anotar o volume do picnômetro, pesá-lo em uma balança analítica e anotar os valores. Em seguida enche-se o picnômetro do líquido e pesa-o novamente. Faz-se a diferença entre a massa final e a massa inicial encontrando assim a massa do líquido. Finalmente, substitui os valores na fórmula e encontra a densidade.
PARTE EXPERIMENTAL
Cálculo de densidade de sólidos
Materiais e Reagentes
- Balança;
- Proveta;
- Amostra de sólidos (um cubo de madeira)
Procedimento Experimental
Inicialmente, pesou-se a massa do sólido em uma balança analítica. Verificou-se a medida de 5,38 gramas. Em seguida, utilizou-se uma proveta de 50 mL, a qual foi cheia com água destilada até a medida de 40 mL (v1). Logo depois, colocou-se com cuidado o sólido na proveta para que não derramasse a água e alterasse o valor do volume que fora anotado. Verificou-se o novo volume, que foi de 45 mL (v2) e fez-se a diferença entre v2 e v1.
v2 - v1= 45 – 40 = 40 mL
O valor encontrado pela diferença corresponde ao volume do sólido. Ao se encontrar esses dados, basta substituir na fórmula da densidade. Desta forma:
d= mV
Onde,
m = 5,38g
V = 5 mL
Ao se fazer essa razão encontrou-se o valor da densidade, que foi de 1,076 g/mL.
Densidade de Líquidos
Materiais e Reagentes
- picnômetro
- densímetro
- água destilada
- gasolina
- balança analítica
- papel absorvente
Procedimento Experimental
Medida da densidade da água destilada
Inicialmente, pesou-se a massa do picnômetro vazio com o auxílio de uma balança analítica, a medida foi de 15,68g, essa massa foi anotada. Em seguida, verificou-se o volume dessa vidraria, o qual era de 10 mL a uma temperatura de 20 °C, e esse foi anotado. Logo depois, encheu-se o picnômetro com água destilada até transbordar e se colocou a sua tampa, verificou-se que transbordou certa quantidade de água, que foi retirada com o papel absorvente. Em seguida, pesou-se novamente o picnômetro com a água e encontrou-se a medida de 28,08g.
Fez-se a seguinte diferença: 28,08g – 15,68g = 12,4g. O resultado equivale à massa da água. Sendo assim, utilizou-se a fórmula da densidade, d= mV, cujo resultado foi de 1,24 g/mL.
Medida da densidade da gasolina
Primeiramente, transferiu-se a gasolina para uma proveta, em seguida colocou-se com cuidado o densímetro dentro da proveta, o qual marcou um resultado de 0,790 g/mL a 20° C.
RESULTADOS E DISCURSSÕES
Densidade dos sólidos
Apesar de se ter feito todos os procedimentos necessários para calcular a densidade do sólido, foi verificado no final do experimento que a balança estava desnivelada. Sendo assim, pode ter havido uma variação na sua densidade.
Densidade dos líquidos
5.2.1 Densidade da água destilada
Ao verificar o volume do picnômetro foi constatado que esse era 10mL a uma temperatura de 20 º C. Porém, a temperatura da sala estava superior. Dessa forma pode ter havido uma dilatação na vidraria, o que acarretou em uma variação da densidade da água.
Outro fato ocorrido foi o vazamento da água após se colocar a tampa, ficando certa quantidade de ar no picnômetro.
Além disso, foi verificado no final do experimento que a balança estava desnivelada. Sendo assim ao se comparar a densidade da água dada na literatura (fig. 01) e a densidade da água desse experimento pode se notar uma ligeira diferença.
Fig. 01 – Tabela de densidade da água
Densidade da gasolina
A densidade da gasolina comum no experimento foi de 0,7900 g/ mL a 20 ºC. Porém na literatura, tem-se que a densidade dessa substância é de aproximadamente, 0,7200 g/mL a 20 ºC. Porém, essa variação foi causada porque a gasolina comum havia sido diluída com água.
CONCLUSÃO
Os experimentos para medição da densidade de sólidos e líquidos foram muito importantes, pois é fundamental entender na prática o que significa um líquido ou um sólido ser mais denso que outro. Além disso, pôde-se aprender a conhecer as substâncias apenas pela sua densidade.
REFERÊNCIAS
Densidade relativa. In infopédia. Porto: Porto Editor 2003-2013. Disponível em: . Acesso em 22 de out de 2013
Densidade. In Guia do estudante. Disponível em: . Acesso em: 21 de out de 2013.
SANTOS, Dayane. et al. Densidade e solubilidade. Disponível em: . Acesso em: 21 de set de 2013.
ANEXO
Questões
01 – Escrever um processo que possibilite determinar a densidade de uma moeda de níquel.
Primeiramente, devemos pesar a massa da moeda e anotar. Logo depois, deve se colocar em uma proveta um volume de água que deve ser anotado (v1). Em seguida, devemos colocar com cuidado a moeda, deve se observar o novo volume (v2). Então se faz a diferença entre v2 e v1. Então se encontrará o volume da moeda. O último passo é substituir na fórmula de densidade os valores encontrados.
02 – A água quente é mais densa ou menos densa que a água fria? Por quê?
A água quente é menos densa que a água fria, pois com o aquecimento as moléculas se agitam mais rapidamente, o que faz com que elas se afastem mais uma das outras e consequentemente acaba aumentado o volume. Dessa forma, pela fórmula da densidade sabe-se que a densidade é inversamente proporcional ao volume.
03 – Certo líquido insolúvel na água tem densidade d = 1.200 g/cm3. Este líquido deve flutuar ou afundar na água? Por quê?
Esse líquido deve afundar na água. Pois, a sua densidade é maior que a da água. Ou seja, em um mesmo volume esse líquido é mais pesado que a água.
04 – Qual o volume de uma substância de 10g, sabendo-se que sua densidade é de 1,80 g/mL?
1,80g ------------------- 1 mL10g----------------------- v V= 5,55 mL1,80g ------------------- 1 mL10g----------------------- v V= 5,55 mL
1,80g ------------------- 1 mL
10g----------------------- v
V= 5,55 mL
1,80g ------------------- 1 mL
10g----------------------- v
V= 5,55 mL
