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Química Básica
"DENSIDAD DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS"
Karen Gavilanes, Lic. Ignacio Echeverría
Primero "A" Bioquímica
FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS (FCIAL).
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO (UTA).
Ciudadela Huachi, Casilla 18-01-0334. E-mail:
[email protected]
AMBATO-ECUADOR
Palabras claves: densidad, líquidos, sólidos, balanza, probetas, tubos de ensayo, leche, agua, aceite, zanahoria.
1.- RESUMEN
Esta práctica de laboratorio se realizó con la finalidad de determinar la densidad y el volumen de líquidos y sólidos. Se realizaron varios procedimientos, para determinar la densidad del agua, la leche y el aceite se empleó el densímetro; por medio de la aplicación del principio de Arquímedes y la ayuda de una probeta graduada para conocer la densidad de solidos irregulares, en este caso de una zanahoria, una canica y una piedra.
Para determinar la densidad de cuerpos regulares se puede medir sus dimensiones como el largo, ancho, espesor con el pie de rey. El peso de los diferentes cuerpos se los realizo utilizando la balanza.
Las diferentes densidades dependen del tipo de solido o solución que sea por lo que es diferente en cada caso.
A partir de los datos obtenidos se pudo calcular mediante fórmulas la densidad, la masa o el volumen de cada sustancia, cuyos resultados se asemejan a los datos consultados en citas bibliográficas.
2.-INTRODUCCIÓN
La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es específico para cada una de ellas, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras. De esta forma podemos afirmar que la densidad es una propiedad intensiva, su valor depende de la temperatura y de la presión y se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volumen.
Lo que hace importante a la densidad son sus aplicaciones, como por ejemplo, obtener aproximadamente la cantidad de masa de una sustancia dentro de un cuerpo sin tener que romperlo o descomponerlo; también tenemos la prensa hidráulica, que nos permite convertir fuerzas pequeñas en otras capaces de cargar grandes masas, entre otras aplicaciones, siguiéndonos de los principios de la hidrostática.
(Valverde, 2010)
Para determinar la densidad de un sólido se tiene que hallar su masa en una balanza. Su volumen se podrá conocer, para sólidos regulares midiendo sus dimensiones y utilizando las formulas ya conocidas; pero si es un sólido irregular, se sumerge en una probeta graduada que contiene un volumen de un líquido, en el cual el sólido sea insoluble previamente medido. El volumen desplazado es el volumen del sólido. (Williams, 2008)
Principio de Arquímedes: Este principio establece que todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta una fuerza vertical hacia arriba, llamada empuje, cuyo valor es igual al peso del fluido desalojado y cuya línea de acción pasa por el centro de gravedad del fluido desalojado. (Bermúdez, 2011).
3.-OBJETIVOS
Objetivo general
Establecer experimentalmente la densidad de diferentes líquidos y sólidos así como su volumen.
Objetivos específicos
Diferenciar entre un sólido regular e irregular y la forma de determinar su volumen
Determinar la densidad de las muestras de agua, aceite y leche con la ayuda del densímetro.
4.-MATERIALES Y REACTIVOS
Balanza
Pie de rey
Probetas de 10, 250 y 500cm³
Tubos de ensayo
Matraz Erlenmeyer
Vaso de precipitación
Leche
Aceite
Agua
Zanahoria
Piedra
Densímetro
5.-PROCEDIMIENTO
Determinación de volúmenes de líquidosDeterminación de volúmenes de líquidos
Determinación de volúmenes de líquidos
Determinación de volúmenes de líquidos
COLOCARCOLOCARVolumen de un líquidoVolumen de un líquido
COLOCAR
COLOCAR
Volumen de un líquido
Volumen de un líquido
En la probeta graduadaEn la probeta graduada
En la probeta graduada
En la probeta graduada
OBSERVAROBSERVAREl volumen correctoEl volumen correcto
OBSERVAR
OBSERVAR
El volumen correcto
El volumen correcto
Un tubo de ensayoUn tubo de ensayoCon aguaCon aguaLLENARLLENAR
Un tubo de ensayo
Un tubo de ensayo
Con agua
Con agua
LLENAR
LLENAR
11
1
1
11
1
1
TRANSVASARTRANSVASARA una probeta graduadaA una probeta graduadaEl líquidoEl líquido
TRANSVASAR
TRANSVASAR
A una probeta graduada
A una probeta graduada
El líquido
El líquido
Los valores de volumenLos valores de volumenREGISTRAR REGISTRAR
Los valores de volumen
Los valores de volumen
REGISTRAR
REGISTRAR
Contenido en un vaso de precipitación y matraz Erlenmeyer de 250 cm³Contenido en un vaso de precipitación y matraz Erlenmeyer de 250 cm³EL volumen de aguaEL volumen de aguaMEDIRMEDIR
Contenido en un vaso de precipitación y matraz Erlenmeyer de 250 cm³
Contenido en un vaso de precipitación y matraz Erlenmeyer de 250 cm³
EL volumen de agua
EL volumen de agua
MEDIR
MEDIR
Las observacionesLas observacionesANOTARANOTAR
Las observaciones
Las observaciones
ANOTAR
ANOTAR
Fuente: UTA-FIAL- Laboratorio de Química Básica
Elaborado por: Gavilanes, 2014
Determinación de la densidad de un líquidoDeterminación de la densidad de un líquido
Determinación de la densidad de un líquido
Determinación de la densidad de un líquido
En la balanza analíticaEn la balanza analíticaUn vaso de precipitaciónUn vaso de precipitaciónCOLOCARCOLOCAR
En la balanza analítica
En la balanza analítica
Un vaso de precipitación
Un vaso de precipitación
COLOCAR
COLOCAR
ENCERARENCERAR
ENCERAR
ENCERAR
AÑADIRAÑADIR
AÑADIR
AÑADIR
50ml de agua50ml de agua
50ml de agua
50ml de agua
REGISTRAR REGISTRAR
REGISTRAR
REGISTRAR
El pesoEl peso
El peso
El peso
22
2
2
22
2
2
La densidadLa densidadCALCULAR CALCULAR
La densidad
La densidad
CALCULAR
CALCULAR
250ml de agua250ml de aguaEn una probeta graduadaEn una probeta graduadaCOLOCARCOLOCAR
250ml de agua
250ml de agua
En una probeta graduada
En una probeta graduada
COLOCAR
COLOCAR
El densímetroEl densímetroSUMERGIRSUMERGIR
El densímetro
El densímetro
SUMERGIR
SUMERGIR
El valor marcadoEl valor marcado
El valor marcado
El valor marcado
REGISTRAR REGISTRAR
REGISTRAR
REGISTRAR
Fuente: UTA-FIAL- Laboratorio de Química Básica
Elaborado por: Gavilanes, 2014
Determinación de la densidad de un sólido irregularDeterminación de la densidad de un sólido irregular
Determinación de la densidad de un sólido irregular
Determinación de la densidad de un sólido irregular
PESARPESARUna zanahoriaUna zanahoria
PESAR
PESAR
Una zanahoria
Una zanahoria
250ml de agua y una zanahoria250ml de agua y una zanahoria
250ml de agua y una zanahoria
250ml de agua y una zanahoria
En una probeta de 500mlEn una probeta de 500mlCOLOCARCOLOCAR
En una probeta de 500ml
En una probeta de 500ml
COLOCAR
COLOCAR
El desplazamiento del volumen de aguaEl desplazamiento del volumen de aguaOBSERVAROBSERVAR
El desplazamiento del volumen de agua
El desplazamiento del volumen de agua
OBSERVAR
OBSERVAR
ANOTARANOTAR
ANOTAR
ANOTAR
El valor finalEl valor final
El valor final
El valor final
33
3
3
33
3
3
La densidadLa densidadCALCULARCALCULAR
La densidad
La densidad
CALCULAR
CALCULAR
El proceso empleando una papa y una rocaEl proceso empleando una papa y una rocaREPETIRREPETIR
El proceso empleando una papa y una roca
El proceso empleando una papa y una roca
REPETIR
REPETIR
Fuente: UTA-FIAL- Laboratorio de Química Básica
Elaborado por: Gavilanes, 2014
Determinación de la densidad de un sólido regularDeterminación de la densidad de un sólido regular
Determinación de la densidad de un sólido regular
Determinación de la densidad de un sólido regular
La canicaLa canicaEn la balanzaEn la balanzaPESARPESAR
La canica
La canica
En la balanza
En la balanza
PESAR
PESAR
Con el pie de reyCon el pie de reyEl diámetroEl diámetroMEDIRMEDIR
Con el pie de rey
Con el pie de rey
El diámetro
El diámetro
MEDIR
MEDIR
CALCULARCALCULAREl volumen y densidadEl volumen y densidad
CALCULAR
CALCULAR
El volumen y densidad
El volumen y densidad
Los datosLos datosREGISTRARREGISTRAR
Los datos
Los datos
REGISTRAR
REGISTRAR
Fuente: UTA-FIAL- Laboratorio de Química Básica
Elaborado por: Gavilanes, 2014
6.-DATOS OBTENIDOS
Tabla N.-1 "Volumen De Tubos De Ensayo"
TUBO N°
Cantidad (ml)
1.
23ml
2.
26 ml
3.
29 ml
Fuente: UTA-FIAL- Laboratorio de Química Básica
Elaborado por: Gavilanes, 2014
TABLA N.-2 "VOLÚMENES REALES"
Objeto
Cantidad (ml)
Vaso de precipitación
198
Matraz Erlenmeyer
256
Probeta
250
Fuente: UTA-FIAL- Laboratorio de Química Básica
Elaborado por: Gavilanes, 2014
Tabla N°2: "Pesos y Volúmenes"
Sustancias
Peso (g)
Volumen (ml)
Densidad (g/ml)
Agua
50
47.347
1.06
Leche
510
500
1.02
Aceite
455
500
0.91
Zanahoria
52.032
53
0.98
Canica
6.061
3
2.02
Roca
28.602
12
2.38
Fuente: UTA-FIAL- Laboratorio de Química Básica
Elaborado por: Gavilanes, 2014
7.-CALCULOS Y RESULTADOS
Zanahoria
Peso = 52.032g
Volumen inicial = 200ml
Volumen final = 253ml
Volumen de la zanahoria = Volumen final - Volumen inicial
Volumen de la zanahoria = 253ml - 200ml
Volumen de la zanahoria = 53ml
d= mv = 52.032g53ml = 0.98gml
Canica
Peso = 6.061g
Volumen inicial = 90ml
Volumen final = 93ml
Volumen de la zanahoria = Volumen final - Volumen inicial
Volumen de la zanahoria = 93ml - 90ml
Volumen de la zanahoria = 3ml
d= mv = 6.061g3ml = 2.02gml
8.-DISCUSIÓN
La densidad es el medio de relación entre la masa y el volumen de un cuerpo o sustancia, es la que nos permite identificar el grado de ligereza del líquido o sólido.
Durante la práctica se constató que el volumen de los líquidos debe ser medido de la forma correcta a pesar de que las probetas sean bastante exactas a diferencia de los vasos de precipitación, matraz Erlenmeyer y tubos de ensayo.
El volumen de los cuerpos irregulares como son la zanahoria, la canica y la piedra se lo determina aplicando el principio de Arquímedes, es decir sumergiendo el cuerpo previamente pesado en una determinada cantidad de volumen de agua depositada en la probeta graduada observado que este aumenta cuando el cuerpo viene a ocupar un espacio. En este método se debe tener mucha precisión al observar el menisco.
La medida de las densidades de las sustancias liquidas, leche, agua, aceite, se realizó con la ayuda del densímetro donde se obtuvo una medida no muy alejada de los datos consultados en citas bibliográficas los cuales indican que la densidad del agua es 1g/ml, del aceite 0.92g/ml y la leche 1,028g/ml. La densidad del agua varió de 1g/ml a 1.06g/ml debido a la temperatura o presión del ambiente.
Para obtener el diámetro de la canica se utilizó el pie de rey, el mismo que debe ser usado correctamente y lograr obtener datos exactos para luego calcular su volumen mediante la utilización de una fórmula geométrica, y al igual que con las demás sustancias se empleó la fórmula para obtener su densidad.
9.-CONCLUSIONES
La densidad es una propiedad física que nos permite saber la ligereza o pesadez de una sustancia, la cual puede ser determinada por una relación de masa volumen. Se calcularon diferentes densidades de sustancias tanto líquidas como leche, agua, aceite y sólidas como la papa, canica y zanahoria logrando de esta manera conocer las diferencias entre una sustancia y otra en cuanto a su densidad, y como puede variar la densidad de los mismos al variar la temperatura.
El volumen de un sólido regular es posible calcular mediante fórmulas matemáticas ya establecidas, midiendo previamente su peso; mientras que para determinar el volumen de un sólido irregular es necesario aplicar el principio de Arquímides, considerando la diferencia de volumen ocasionado en la probeta graduada.
La obtención de las distintas densidades de la leche, agua y aceite fue posible gracias al densímetro, mismo que permite diferenciar la densidad de manera más exacta. Al usar este instrumento se debe tener mucho cuidado ya que es delicado.
10.-CUESTIONARIO
Si el volumen es desplazado por el sólido en la probeta es muy pequeño, ¿Recomendaría este método para medir la densidad del sólido?
Si el volumen desplazado es en realidad muy pequeño este método no sería el más recomendado debido a que para poder calcular la densidad se necesita que el volumen se observe con facilidad en la graduación de la probeta para que este sea exacto.
¿Se afecta apreciablemente la densidad de un sólido si se modifica la presión atmosférica?
La densidad no se afecta apreciablemente porque un sólido que tiene sus partículas fuertemente unidas y con una distribución regular que se ve afectado únicamente por la atracción de la tierra sobre él.
¿La densidad sirve como criterio para establecer la pureza de un líquido?
Si pues la densidad es la cantidad de materia contenida en una unidad de volumen que se puede medir en g/cm3 o kg/ml etc., y la pureza se refiere al porcentaje p/p, es decir, la cantidad e gramos contenidos en 100 gramos de solución.
En caso de querer determinar la densidad de la leche, al obtener su densidad la podemos comprobar basándonos en su densidad bibliográfica y si el valor es menor al indicado se deduce que la leche no es pura y por lo tanto presenta ciertas alteraciones.
Calcular la densidad en g/cm3 de:
Granito, si una pieza rectangular de 0.05m x 0.1m x 23cm, tiene una masa de 3.22kg.
0.05m*100=5cm
0.1m*100cm=10cm
3.22kg*1000g=3220g
V=23cm*5cm*10cm=1150cm3
d=mv
d=3220g1150cm3=2.8gcm3
Leche, si 2 litros tiene una masa de 2.06kg.
2lt*1000cm3=2000cm3
2.06kg*1000g =2060g
d=mv
d=2060g2000cm3=1.3 g/cm3
Calcular la masa de 6.96cm3 de cromato de amonio y magnesio si la densidad es de 1.84 g/cm3.
m=v*d
m=6.9cm3*1.84g/cm3=12.696g
11.-BIBLIOGRAFÍA
Bermúdez, 2011, Determinación de densidad. Obtenido en http://www.academia.edu/4298896/DETERMINACION_DE_DENSIDAD el 11-11-2014.
Valverde, 2010, Densidad de sólidos, obtenido en: http://www.academia.edu el 11-11-2014.
Williams, 2008, determinación de la densidad, obtenido en: http://es.slideshare.net el 11-11-2014.
(1), 2010, Medida de la densidad un sólido y de un líquido, obtenido en: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/aerometro/aerometro.htm el 11-11-2014.
Unmsm, 2011, densidad de sólidos y líquidos, obtenido en: www.ugr.es/~andyk el 11-11-2014.