Relatório - densidades

RELATÓRIO 1RELATÓRIO 1

QUÍMICA EXPERIMENTALQUÍMICA EXPERIMENTAL

DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOSDENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS

ALUNA: Rivana Mabel Lucena OliveiraMATRÍCULA: 20911919

Campina Grande, 20 de Abril de 2009

UUNIVERSIDADENIVERSIDADE F FEDERALEDERAL DEDE C CAMPINAAMPINA G GRANDERANDE

CCENTROENTRO DEDE C CIÊNCIASIÊNCIAS EE T TECNOLOGIAECNOLOGIA

UUNIDADENIDADE A ACADÊMICACADÊMICA DEDE E ENGENHARIANGENHARIA QUÍMICAQUÍMICA

LLABORATÓRIOABORATÓRIO DEDE Q QUÍMICAUÍMICA E EXPERIMENTALXPERIMENTAL

EXPERIMENTO I: DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS

INTRODUÇÃO TEÓRICA

1 DEFINIÇÃO DE DENSIDADE

A densidade absoluta é definida como a quantidade de massa em uma unidade

de volume:

Densidade= massavolume

A densidade de sólidos e líquidos, segundo o Sistema Internacional de

Unidades, é expressa em quilograma por metro cúbico (kg/m3). Entretanto, é mais

comum ser expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm3) ou em gramas por

mililitro (g/ml). A densidade absoluta é uma propriedade especifica, isto é, cada

substância pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras

substâncias. É considerada uma substância densa aquela que contém uma grande

quantidade de matéria em um pequeno volume.

A densidade relativa de um corpo é o número que exprime a relação existente

entra a massa (ou o peso) deste corpo e a massa (ou peso) de um igual volume de uma

substância tomada como padrão; freqüentemente para sólidos e líquidos, a substância

padrão é a água, enquanto que, para gases, o ar atmosférico é usado como padrão. A

densidade relativa varia em função da temperatura. Assim, o símbolo p20 ou d20 significa

que a densidade relativa foi determinada a 20°C e se refere à densidade da água a 4°C

(1g/ml).

2 OBJETIVO

Determinar a densidade de algumas amostras (sólidos metálicos, água, álcool e

solução de água e álcool) e comparar os valores obtidos com os encontrados na

literatura.

3 MATERIAL NECESSÁRIO

Balança Analítica Termômetro Proveta Amostras metálicas Pictômetro Água Pipeta Béquer

4 METODOLOGIA: Densidade dos sólidos

4.1. Tome uma das amostras e pese na balança analítica

4.2. Coloque em uma proveta a quantidade suficiente para cobrir totalmente a

amostra recebida.

4.3. Leia o volume inicial

4.4. Coloque cuidadosamente a amostra na proveta

4.5. Leia a amostra final

4.6. Repetir o procedimento com as outras amostras

4.7. Registrar temperatura

5 DADOS EXPERIMENTAIS

TABELA 1 – Dados obtidos na experiência (densidade de sólidos)

Amostra Peso (g) Volume Inicial (ml) Volume Final (ml)

1 3,13g 35ml 36ml

2 9,05g 10ml 12ml

3 14,27g 30ml 32ml

4 11,68g 15ml 17ml

5 4,66g 15ml 16ml

Temperatura °C 28 °C

Pressão (mmHg) 712 mmHg

Sendo a densidade dada pela relação entre massa e volume, temos que:

Massa do corpo m

Volume Inicial v0

Volume Final vf

Densidade D = m

vf −vo

Logo, temos que:

Densidade da Amostra 1:

- Características: Lâmina, pequena, cinza.

D1 = 3,13 g

36−35 ml = 3,13g/ml


- Características: Semicírculo, pequeno, cinza escuro.

D2 = 9,05 g

12−10 ml= 4.425g/ml


- Características: Tamanho médio, cinza escuro, formato

não identificado, amassado.

D3 = 14,27 g

32−30 ml= 7, 135g/ml


- Características: Tamanho médio, cilindro, cinza, amassado.

D4 = 11,68 g

17−15 ml= 5,84g/ml


- Características: Cilindro, cor de bronze, pequeno.

D5 = 4,66 g

16−15 ml= 4,66g/ml

6 METODOLOGIA: Densidade dos líquidos (Parte I)

6.1. Pese o pictômetro vazio.

6.2. Com auxílio de uma pipeta meça um volume conhecido da amostra e

coloque no pictômetro.

6.3. Pese o pictômetro com a amostra.


TABELA 2: Dados obtidos na experiência (Densidade de Líquidos)

Amostra Volume (ml) Massa Inicial (g) Volume Final (g)

1 Água 50ml 22,79g 72,27g

2 Álcool 50 ml 22,64g 61,62g

3 Água + Álcool 25ml + 25ml 22,80 67,03g

Temperatura °C 28°C

Pressão mmHg 712 mmHg

Sendo a densidade dada pela relação entre massa e volume, temos que:

Volume v

Massa Inicial (Pictômetro Vazio) mi

Massa Final (Pictômetro com a Substância) mf

Densidade D = mf −mi

v

Sendo assim, temos que:

Densidade da Água

Dágua= 72,27−22,79 g

50 ml=0, 9896g/ml

Densidade do Álcool

Dálcool= 61,62−22,64 g

50 ml= 0, 7796g/ml

Densidade Álcool + Água

Dágua+álcool= 67,03−22,80 g

50 ml= 0, 8846g/ml

8 METODOLOGIA: Densidade dos líquidos (Parte II)

Determinação da densidade de soluções de cloreto de sódio em concentrações

diferentes.

8.1. Coloque numa proveta 250ml da solução de NaCl.

8.2. Em seguida, coloque o densímetro e faça a leitura da densidade.


Tabela 3: Dados obtidos na experiência (densidade de líquidos - Parte II)

Amostra Concentração da

solução (g/l)

Densidade Prática

(g/ml)

Densidade Teórica

1 40 g/l 1,02 g/ml 1,04 g/ml

2 60 g/l 1, 035 g/ml 1,06 g/ml

3 80 g/l 1,05 g/ml 1,08 g/ml

4 100 g/l 1, 065 g/ml 1,10 g/ml

5 ? 1, 030 g/ml ?1

9 QUESTÕES PARA RELATÓRIO

9.1. Com base nos dados observados, calcular as densidades das amostras em

g/cm3 e o erro percentual:

E (%) = ¿ (Valor experimental )−(Valor Teórico )∨ ¿Valor Teórico

¿x 100%

A partir dos valores encontrados e demonstrados anteriormente, pode-se

substituir na fórmula acima encontrando assim o erro percentual nas amostras utilizadas.

Amostra 1:

Solução de NaCl

Concentração da Solução 40 g/l

Densidade Prática 1,02 g/ml

Densidade Teórica 1,04 g/ml

Aplicando à fórmula, tem-se que:

E (%) = ¿1,02−1,04∨ ¿1,04

¿x 100%

E (%) = 1,92%

Amostra 2:

Solução de NaCl

Concentração da Solução 60g/l

Densidade Prática 1, 035 g/ml



E (%) = ¿1,035−1,06∨ ¿1,06

¿x 100%

E (%) = 2,35%

Amostra 3:

Solução de NaCl





E (%) = ¿1,05−1,08∨ ¿1,08

¿x 100%

E (%) = 2,77%

Amostra 4:

Solução de NaCl





E (%) = ¿1,065−1,10∨ ¿1,10

¿x 100%

E (%) = 3,18%

Amostra 5:

Concentração da Solução: 54 g/l

Densidade Prática: 1, 030 g/ml

Densidade Teórica: 1, 054 g/ml

E (%) = ¿1,030−1,054∨ ¿1,054

¿x 100%

E (%) = 2,08%

9.2. Explicar a influência da temperatura na densidade dos sólidos.

Partindo do princípio de que:

PVT

= P 1 V 1

T 1 , sendo P, a pressão; V, o volume e T, temperatura, temos que

quanto maior a temperatura maior será o volume.

E como densidade se dá pela fração entre massa e volume , dado que a massa sempre é

constante podemos dizer que quanto maior o volume menor será a densidade.

Ou seja quanto maior a temperatura maior será o volume e menor será a densidade.

10.3. Explicar como a determinação da densidade seria afetada se:

a) A amostra não ficasse completamente submersa na água da proveta.

Caso, o sólido não fique submerso, o volume total da água não será o mesmo,

tendo como base de que o volume da amostra será a diferença entre os volumes, logo, a

densidade seria interferida.

b) Ocorresse a formação de bolhas na superfície da amostra.

A formação de bolhas indica que está acontecendo reações, que por sua vez

interferia no cálculo da densidade.

9.4. Explique outras prováveis fontes de erro desta experiência, justifique.

As soluções utilizadas estavam aparentemente estragadas, por descuido pode

ter sido derramada algumas gotas da solução o que altera na precisão do cálculo, do

contato entre as mãos e os materiais de laboratório podem aumentar a temperatura e

alterar no volume, na massa e consequentemente na densidade.

9.5. Por que a água é usualmente empregada como substância padrão nos

cálculos de densidades relativas?

Porque além de ser considadera um solvente universal, a água tem características físicas e químicas bem definidas e ser encontrada facilmente em diversos locais.

9.6. Calcule a densidade dos seguintes casos:

a) Uma esfera metálica que tem um diâmetro de 0,715 cm e por massa 1,75g.

Usando a fórmula do volume da esfera, temos

V= 4πR ³3

Achando o raio D=2× R 0,715=2× R R=0,35Achando o volume:Adotando π = 3,14

V=4×3,14 ×(0,35) ³

3

V=12,56 × 0,0423

V=0,17 cm ³Achando a densidade, temos

D= MV

D=1,7550,17

D=10,32 g/cm ³, sua densidade é de 10,32g/cm³

b) De uma liga metálica na forma de um disco chato com 3,15 cm de diâmetro e 0,45 cm de espessura, com orifício de 0,70 cm de diâmetro, localizado no centro. A massa do disco é de 22g.

V=B × H

Para descobrir o raio, usamos:d (esfera )−d (odifício )=3,15−0,70

d=2,45Raio:

d=2× R

R=2,452

R=1,225

Tendo como a base:

B=2 × π × R ² , temos

B=2 ×3,14 ×(1,225) ²

B=9,14

Achando o volume:Adotando π = 3,14

V=9,42× 0,45

V=4,23 cm ³

Achando a densidade:

D= MV

D= 224,23

D=5,2 g/cm ³ , sua densidade é de 5,2g/cm³

9.7. Com os dados da densidade e concentrações das soluções de cloreto de

sódio, plotar um gráfico com estes valores.

9.8. Determinar a densidade da solução de cloreto de sódio de concentração

desconhecida.

A concentração da solução com densidade de 1, 032 g/ml será de 54 g/l

(aproximadamente). Além disso, a concentração teórica será de 1,054 g/ml.

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