Universidad Distrital. F.J.C. Densimetría de líquidos, Grupo 22
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Densimetría de líquidos Felipe Felipe Romero Romero (20132015007), David Rodríguez (20122015101 ), Felipe Felipe Vásquez Vásquez (20131015012), o!a" #le$a"der %i"illa (2012201502&) Do'e"e *aría +"s De -asro. #goso 20 de 2015 de 1000 a 1200 /rupo 22 "iversidad Disrial Fra"'is'o os de -aldas ermodi"ámi'a ermodi"ámi'a Fluidos #goso 27 de 2015
*iendo , la densidad4 m, la masa4 ( V , el volumen de la
1. OBJETIVOS Determinar experimentalmente la densidad de líquidos Determinar el porcentaje de error de cada medición edir la temperatura de cada liquido utili!ado Determinar la "ravedad especi#ica de al"unos líquidos Comp Compar arar ar las las medi medici cion ones es,, util utili! i!an ando do $ tipo tiposs de medidores medidores de volumen con el #in de descu%rir cu&l es el m&s exacto.
1.2 FUNDAENTA!ION 'a densidad es una ma"nitud #ísica importante en la industria, ciencia ( tecnolo"ía. 'as determinaciones de densidad de líquidos ( sólidos son reali!adas con #ines tecnoló"icos, comerciales, #iscales ( cientí#icos. )ara "aranti!ar la exactitud ( compara%ilidad de las mediciones de densidad de%en enla!arse a patrones nacionales nacionales de esta misma ma"nitud ( estos a su ve! a los patrones de masa ( lon"itud respectivamente.
2. A"!O TEO"I!O 2.1 2.1 Densidad Densidad Absolu Absoluta ta y Densidad Densidad Relativa Relativa 2.1.1 Densidad Absoluta
'a den densid sidad ad a%solu a%soluta ta es la ma"nit ma"nitud ud que exp expre resa sa la relación entre la m a s a ( el e l volumen de una sustancia. *u ilogramo por unidad unidad en el *istem *istemaa +ntern +nternaci aciona onall es ilogramo -"m/0, aunque #recuentemente tam%in es mero '4i'o expr expres esad adaa en "cm "cm/. /. 'a dens densid idad ad es un unaa ma"nitud intensiva. 13 intensiva. 13
sustancia 2.1.2 Densidad Relativa
'a densidad relativa de una sustancia es la relación ex exis iste tent ntee en entr tree su de dens nsid idad ad ( la de ot otra ra sustancia de re#erencia4 en consecuencia, es una ma"nitud a dimensional. 23 dimensional. 23
Donde
es la densidad relativa,
sustancia, (
es la densidad de la
es la densidad de re#erencia o a%soluta.
)ara los líquidos ( los sólidos, la densidad de re#erencia 5a%itual es la del a"ua líquida a la presión de 1 atm atm ( ( la temperatura de 6 7C 7C.. 8n esas condiciones, la densidad a%soluta del a"ua destilada es de 1999 -" -"m/
2.2 Densidad Densidad como criterio criterio para para evaluar evaluar la pureza pureza de un liquido
'a pure!a es el "rado de concentración de &tomos del mismo elemento, es decir una sustancia 199: pura se de#ine como aquella a la que todos sus &tomos son i"uale i"u ales. s. *e expresa expresa com comoo : pp, que 5ace re#erencia al porcentaje al porcentaje peso peso de soluto peso peso de una solución. solución. $3 Como Como se mencio mencionó nó anteri anteriorm orment entee la den densid sidad ad es la cantidad de materia contenida en una unidad de volumen , utili!ando la ecuación; %p/ p=%p %p/ v*
Dondee :pv es Dond :pv es la cantidad de soluto que 5a( en 199 centímetros c<%icos de la disolución , podemos concluir que la densidad sirve como criterio para esta%lecer la pure!a de un líquido líquido
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2 'os "ases contienen muc5o espacio vacío ( son muc5o menos densos que los sólidos ( los líquidos, por esto la unidad que se para expresar su densidad es "ramoslitro. )ara calcular la densidad de un "as, lo m&s sencillo es calcular la densidad de una cantidad determinada, especí#icamente, un mol.
2.3 Efectos en la densidad por el cambio de temperatura y presión
'a densidad es a#ectada por la temperatura porque a medida que la temperatura incrementa tam%in lo 5ace la ener"ía cintica de las partículas, provocando que estas se desplacen m&s r&pidamente, lo que reduce la densidad en la sustancia. 63 =dem&s, cuando la temperatura su%e, el aire se vuelve menos denso ( su%e, lo que es conocido como sistema de presión %aja. Cuando la temperatura cae, el aire se vuelve m&s denso ( es conocido como sistema de alta presión.
*u densidad puede verse a#ectada, por #actores tales como la masa molar, la temperatura ( presión a la que se encuentra. 2." #ausas de error en la medición de densidad
>odas las medidas inclu(en cierto "rado de incertidum%re, ( ciertos tipos de errores pueden aumentar la incertidum%re en el c&lculo.
2.4 edición en la densidad de un !as
'os vasos de precipitado son los menos exactos. 'as pro%etas "raduadas son un poco m&s precisas, ( las pipetas volumtricas picnómetros0 son los m&s precisos de estas 5erramientas.
8s m&s di#ícil medir la densidad de un "as que la de un líquido o sólido. 'os "ases son di#íciles de manejar ( la ma(or parte de ellos no se puede siquiera ver.
#
TAB$AS #.1 Ta%la & densidad e'(erimental)
(eso (eso (ro%et (ro%et a , *olume $iquido a *a+ía liquido n
densidad +al+ulad a
Al+ool
12/
10
34/0
A+eite 7li+erin a
12/
10
#5
345
12/
16
3
346
A7ua
12/
114#
34/
(eso *aso *a+í o 1304 5 1304 5 1304 5 1304 5
(eso *aso , liquid *olume o n
densidad (eso (eso +al+ulad (i+n-metr (i+n-metr *olume a o *a+ío o , liquido n
1541
3
34/
##4#
0640
3
340/
1#4
3
346#
##4#
624/
3
3465
10#46
3
14#0
##4#
5041
3
142
13
3
34/
##4#
/#45
3
14312
Unidades 8eso de instrumentos 97r: 8eso de instrumentos , liquido 97r: Volumen 9ml: Densidad 97r;ml: #.2 Ta%la )< de error = +al+ulo de densidad relati*a
liquido al+ool a+eite 7li+erin a a7ua
densidad +on < de densidad < de densidad +on < de 7ra*edad (ro%eta error +on *aso error (i+n-metro error es(e+i>i+a 34/0 1#41 34/ 134 340/ 134 3460 345 241 346# 2340 3465 14# 3452 346 34/
Unidades Densidad 97r;ml: < de error 9adimensional: ?ra*dad es(e+i>i+a9adimensional:
4 23
densidad +al+ulad a
14#0 34/0
645 1
142 1431
346 1
1420 1
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.ANA$ISIS DE "ESU$TADOS )ara o%tener resultados satis#actorios en la pr&ctica ( %asados en conocimientos teóricos anteriormente adquiridos, se 5i!o una serie de operaciones procedimiento0. primeria instancia, se pesaron en"ramos los recipientes vacíos, limpios ( secos. 8n se"uida se pesaron nuevamente los recipientes, pero con cierta cantidad de volumen mililitros0.8sto con el #in de o%tener el di#erencial entre el peso #inal ( el peso inicial. 'a masa 5allada de cada una de las sustancias por medio de la 8cuación 2, se puede ver en la ta%la numeración de la ta%la0, despus de esto procedemos a 5allar la densidad relativa de cada una de las sustancias, por medio de 8cuación $. 20
$
$a densidad
97;m$: de +ada una de las sustan+ias
de(endiendo del ti(o de instrumento +on el +ual se reali@- el e'(erimento se (uede *er en la Ta%la 9de(ende de nuestra numera+i-n:. .
Densidad A7ua 9(ro%eta:
Densidad A7ua 9*aso:
Densidad A7ua 98i+n-metro: 9#: Densidad te-ri+a a7ua 1 1 Densidad A+eite 9(ro%eta:
Densidad A+eite 9*aso:
Densidad A+eite 9(i+n-metro: Ilustra+i-n 1 Entre los instrumentos utili@ados en la (r+ti+a4 se en+uentran la (ro%eta de 133m$4 el (i+n-metro de 3m$4 el *aso de (re+i(itado de 133m$ = la %alan@a 7ranataría 97ramos:. !on el >in de tener una ma=or (re+isi-n en la o%ten+i-n de la densidad4 se (ro+edi- a +al+ular un (or+entae de error mediante la si7uiente >ormulaC
Densidad te-ri+a a+eite
Densidad 7li+erina 9(ro%eta:
Densidad 7li+erina 9*aso: 9:
a+iendo uso de las e+ua+iones men+ionadas = o%ser*ando los resultados o%tenidos de la (r+ti+a4 se reali@aron los si7uientes +l+ulosC Densidades
Densidad 7li+erina 9(i+n-metro:
Densidad te-ri+a de la 7li+erina
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6
Densidad al+ool 9(ro%eta:
Densidad al+ool 9*a+ío:
9E'+eso:
Densidad al+ool 9(i+n-metro:
Densidad te-ri+a al+ool
Instrument o
A7ua
A+eite
Al+oo l
?li+erin a
Vaso de (re+i(itado s
34/02
346#2
34/
141#0
8ro%eta
3432
3453
34/30
34636
3465
340/0
1420
8i+n-metro 14312
8i+n-metro
8or+entae de error El +l+ulo del < de error esC Vaso de (re+i(itados
9E'+eso: 1#./ Ta%la #. 8or+entaes de error < <
Vaso de (re+i(itad os
8ro%eta
8i+n-metr o
A7ua
1#./
54/
142
A+eite
/4
1#412
142
Al+ool
0.56
13.#2
1#43
#4/
3460
?li+erina 5./1 8ro%eta
Dados los datos o%tenidos tanto en el la%oratorio +omo los o%tenidos (or medio de e+ua+iones a+emos el res(e+ti*o anlisis = +om(ara+i-n de di+os +on los en+ontrados en la %i%lio7ra>ía.
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?
durante la (r+ti+a4 en es(e+ial de%ido a que tomamos distintos *olmenes a la ora de medir +on la (ro%eta de%ido a esto tenemos un (or+entae de error tan 7rande. $a Ta%la 2 nos (ermite *er la densidad de +ada sustan+ia = la Ta%la nos (ermite a+er la +om(ara+i-n entre la densidad te-ri+a = la allada en el la%oratorio4 asimismo 7ra+ias a lasG ?r>i+a 14?r>i+a 2 = ?r>i+a # (odemos *er la esta di>eren+ia de densidades 7r>i+amente4 res(e+to del instrumento utili@ado (ara allarla. Ta%la . Vaso de (re+i(itad os
8i+n-met ro
Sustan+ia
H teori+ a 97;m$ :
H e'(erimental 97;m$:
A7ua
1
34/02
3432
14312
A+eite ineral
34/
346#2
3453
3465
Al+ool
346/5
34/
34/30
340/0
?li+erina
1420
141#0
34636
1420
?r>i+a 1
Grica 2
8ro%et a
Nos damos +uenta que el instrumento +on ma=or (re+isi-n4 utili@ado en el la%oratorio4 >ue el (i+n-metro. Dado que el mar7en de error allado en las densidades medidas +on este es ms %ao4 +omo se (uede e*iden+iar en la Ta%la #. Asimismo se o%ser*aron las densidades de las sustan+ias = las +lasi>i+amos desde la ms densa a la menos densa4 en este ordenC a. ?li+erina %. A7ua +. A+eite ineral d. Al+ool
?r>i+a # En +om(ara+i-n +on los datos de %i%lio7ra>ía4 las densidades de las sustan+ias alladas tienen +ierta di>eren+ia4 de%ido a +ondi+iones de (re+isi-n en los instrumentos = errores (or (arte de los estudiantes
. 8"E?UNTAS ADI!IONA$ES
1. uK di>eren+ia a= entre densidad a%soluta = densidad relati*aL
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"ES8UESTA Mla densidad a%soluta = la relati*a tienn la misma ma7nitud la di>eren+ia radi+a en que la densidad relati*a es una +antidad adimensional = estaa se determina (or medio del +osiente de la densidad del >luido so%re la densidad del a7ua
@
mismo instrumentos se (ueden lle7ar a +ontaminar si no se tiene el +uidado ade+uado adems tam%iKn in>lu=e el 7rado de in+ertidum%re que da +ada instrumento en su medion = las +i>ras si7ni>i+ati*as tomadas de los +al+ulos
2. la densidad sir*e +omo +riterio (ara esta%le+er la (ure@a de un liquidoL "ES8UESTA Mla densidad (uede ser un (unto de re>eren+ia (ara esta%le+er la (ure@a de un liquido =a que al estar +ontaminado la densidad +am%ia (ero no de%emos tomarla +omo un +riterio mu= a(ortuno =a que no nos *a a dar resultados es(e+í>i+os de +uales son las im(ure@as o +ual es el (ase de estas #. !-mo a>e+ta a la densidad los +am%ios de tem(eratura = (esoL "ES8UESTA Mun +am%io en la (resi-n (uede a+er que un liquido +am%ie la rela+i-n de (eso a%itual a una atmos>era lo que aría +am%iar la (arte (ro(or+ional de la densidad mientras que un +am%io en la tem(eratura (uede +ausar una dilata+i-n o una +ondensa+i-n del liquido lo que +am%ia el *olumen del liquido . 8or quK la densidad de un 7as es di>í+il de medir dire+tamenteL !-mo se determina la densidad de un 7asL uK >a+tores a>e+tan la densidad de los 7asesL "ES8UESTA M(or que los 7ases no estn dados e'(lí+itamente en unidades (ara a(li+ar la >ormula de la densidadG la densidad de un 7as se determina o%teniendo unidades similares a la masa = el *olumen (artiendo de la e+ua+i-n de los 7ases idealesG los >a+tores que a>e+tan la densidad de los 7ases son la (resi-n4 la tem(eratura4 las moles = los 7ramos (or litro. .!ules son las (osi%les +ausas del error en +ada uno de los metodosL "ES8UESTA Mentre los >a+tores que (ueden +ausar errores en el +al+ulo de la densidad tenemos que la %alan@a se (uede des+ali%rar (or no mani(ularla ade+uadamente4 adems al medir *arios liquidos +on los
0 !ON!$USIONES De la (ra+ti+a (odemos +on+luir que (ara determinar la densidad de los liquidos lo (odemos a+er mediante di*ernos instrumentos = de%emos tener +uidado en no +ontaminar los liquidos = tener en +uenta las in+ertidum%res de los instrumentos de medi+i-n. Adems tam%iKn (odemos darnos +uenta que los >a+tores +omo (resi-n = tem(eratura se de%en tener en +uenta =a que estos +am%ien las ma7nitudes del >luido de(endiendo de los +am%ios que se (resenten en ellos.
6. "EFE"EN!IAS BIB$IO?"FI!AS 13A=BD Eir-. 8nciclopedia de >ecnolo"ía uímica. 8d. Aeverte 1H.
23Densidad Aelativa 5ttp;III.tpla%oratorioquimico.comquimica "enerallaspropiedadesdelamateriadensidad relativa.5tml
online3.
$3 >8G8D8A F., 8B8A '. todos de la industria uímica. 8d. Aevert 1HK.
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