UNIVERSIDAD NACIONAL MA MAYOR YOR DE SAN MARCOS M ARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA )
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1. RESUMEN La densidad es una propiedad básica de cualquier líquido, y se define como la masa por unidad de volumen. En este informe se muestra el método sencillo de determinación de la densidad de un líquido, a través de la utilización de un
recipiente ideado con este fin, denominado picnómetro. Se va observar los cálculos necesarios para poder obtener la densidad del líquido como de sólidos.
2. INTRODUCCIÓN
En el presente informe de laboratorio de fisicoquímica abordaremos el tema de determinación de la densidad de los fluidos, para ello utilizaremos el llamado método del picnómetro! también conocido como botella de "ravedad este será utilizado para saber la relación e#istente entre el volumen y el peso de la sustancia. El propósito de este informe es demostrar lo aprendido en el laboratorio así como comprobar lo aprendido teóricamente sobre la densidad de sólidos y líquidos. Se $izo uso de diferentes métodos para determinar la densidad de materiales y sólido. %ara llevar a cabo la densidad relativa de los sólidos y liquido utilizamos como referencia la densidad del a"ua. La densidad es una propiedad básica de cualquier líquido, y se define como su masa por unidad de volumen. Las unidades más comunes de la densidad son "&ml y '"&m(. En el caso concreto del a"ua, su densidad es 1"&ml o bien 1))) '"&m(. E#isten diversos métodos de determinación de la densidad de un líquido, entre los cuales el método del picnómetro ofrece cierta sencillez. Este procedimiento pe rmite el cálculo de la densidad de cualquier líquido a través de tres determinaciones "ravimétricas *a través de la determinación de tres masas con una balanza analítica+. Se trata de un método simple, pero que requiere de la comprensión de sus fundamentos. demás, para obtener resultados fiables, se requiere cierta destreza y tener en cuenta al"unas precauciones que se describirán aquí. -el mismo modo, es importante tener en cuenta que, puesto que los líquidos varían su volumen con la temperatura, la densidad también sufre esta variación. En este documento no vamos a considerar esta variación, pero queremos recalcar que cualquier determinación de la densidad debería realizarse a temperatura controlada y conocida.
3. MARCO TEÓRICO
a) Densidad absoluta:
La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirán en la gasolina, de densidad más baja.
Densidad de un cuerpo = Masa del cuerpo / Volumen que ocupa
La masa y el volumen son propiedades generales o extensivas de la materia, es decir son comunes a todos los cuerpos materiales y además dependen de la cantidad o extensión del cuerpo. En cambio la densidad es una propiedad caracterstica, ya que nos permite identificar distintas sustancias. Por ejemplo, muestras de cobre de diferentes pesos !,"" g, !",# g, $%& g,... todas tienen la misma densidad, ',(% g)cm*. La densidad se puede calcular de forma directa midiendo, independientemente, la masa y el volumen de una muestra.
b) Peso específico o peso absoluto:
+elación entre la densidad de una sustancia y la de otra, tomada como patrón, generalmente para sólidos y lquidos se emplea el agua destilada y para gases, el aire o el hidrógeno. ambi-n llamado gravedad especfica. El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen .
e calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que -ste ocupa. En el istema -cnico, se mide en /ilopondios por metro c0bico 1/p)m23. En el istema 4nternacional de 5nidades, en ne6ton por metro c0bico 17)m23. istema 4nternacional. La unidad de peso especfico es el 7)m*8 es decir, el ne6ton 15nidad de fuer9a y, por tanto, de peso3 entre el m* 15nidad de volumen3. istema -cnico.
e emplean el /p)m* y el /p)dm*. istema :egesimal.
c) Densidad relativa o Gravedad específica
;ravedad especfica se define como el cociente entre la densidad de una sustancia dada a la densidad de agua, cuando ambos están en la misma temperatura, es por lo tanto una cantidad sin dimensiones. Las sustancias con una gravedad especfica mayor que uno son más densas que riegan, y tan 1no haciendo caso tensión de superficie los efectos3 se hundirán en -l, y -sos con una gravedad especfica de menos de una son menos densos que riegan, y as que flotarán en ella. La gravedad especfica es un caso especial, o en de algunos usos sinónimos con, densidad relativa, con el 0ltimo t-rmino preferido a menudo en la escritura cientfica moderna. El uso de la gravedad especfica se desalienta en uso t-cnico en los campos cientficos que requieren la alta precisión < se prefiere la densidad real 1en dimensiones de la masa por volumen de unidad3.
d) Picnómetro
=parato que se utili9a para densidades de distintas ambi-n se conoce como frasco :onsiste en un peque>o frasco cuello estrecho, cerrado con un esmerilado, hueco y quetermina parte superior en un tubo graduaciones.Para llenar el quita el tapón esmerilado, que perforado,se a>ade la muestra peque>a y se tapa. El lquido elinterior del tapón hasta el del lquido se determina por la masa del picnómetro lleno y densidad del lquido será el cociente entre su masa y el volumen queocupa.
determinar las sustancias. de densidades. de vidrio de tapón por su capilar con picnómetro se está hueco o con una probeta subirá por capilar.La masa diferencia entre vaco, y la
e) Método del picnómetro de Le Chatelier
Este m-todo se aplica para determinar la gravedad especfica de suelos no cohesivos, que pasen por el tami9 de # mm. e utili9a un picnómetro del mismo nombre en el cual el volumen despla9ado por la muestra seca es ledo directamente en el cuello del aparato, que posee una graduación para este efecto.
4. TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
4!" ?eterminación de la densidad de lquido a W 1
W 2
!".&#
%$!".&#
%$$".'%"(
W 2
!".&#$"
$!.'%(#
!$."@(@
!'.%$$#
34 ℃
W 4
W 3
4$" ?eterminación de la densidad del solido A M
!".&#$#
W 4
W 3
4#" ?eterminación de la densidad de lquido a W 1
24 ℃
!".&#$"
S
!'.##@!
P
$!.'**%
$".''!#
5. TABLA DE DATOS TEÓRICOS
%ustancia
Densidad
=gua $&A: =gua *&A:
0.99738
g ml
0.99443
g ml
abla /.1 Condiciones de l!o"#o"io ° C Temperatura ¿ )
%HR
25
79
758
%. C$LCULOS a. ?ensidad de lquidosB $< propanol a $&A: !3 Gravedad específica
¿ ¿¿=
ρ ¿ A ρ
¿ H 2 O
=
m ¿ A m ¿ H 2 O
W ¿ −W ¿
=
Presión ( mmHg )
4
3
W ¿ −W ¿ 2
1
¿ ¿ = ¿
¿ ¿ W −W 4 3 ¿ ¿ W −W 2 1
W 1=10.4526 g W 2=20.8609 g
W 3=10.4526 g W 4 = 18.6225 g +eempla9andoB
¿ 24 = 24
18.6225 −10.4526 20.8609 −10.4526
=0.7850
$3 Densidad e&perimental del #"propanol ρ ¿ =¿ ¿ xρ
¿
ρ
24 ° C 2− propanol
¿
=0.7850 × 0. 99738= 0.7829
g ml
b. ?ensidad de lquidosB $< propanol a *&A: !3 Gravedad específica
¿ ¿¿=
ρ ¿ A ρ
¿ H 2 O
=
m ¿ A m ¿ H 2 O
W ¿ −W ¿
=
4
3
W ¿ −W ¿ 2
1
¿ ¿ = ¿
¿ ¿ W −W 4 3 ¿ ¿ W −W 2 1
W 1=10.4526 g W 2=20.8695 g
W 3=10.4520 g W 4 = 18.5571 g +eempla9andoB ¿
24 24
=
18.5571−10.4520 20.86 95 −10.4526
=0.778
$3 Densidad e&perimental del #"propanol ρ ¿ =¿ ¿ xρ
¿
ρ
24 ° C 2− propanol
¿
=0.77 50 × 0. 99738=0.7829
g ml
c. ?ensidad de sólidos :a:o * a $&A:
!) Gravedad específica 'G)
G=
M − A P + M − A −S
A =10.4525 M =12.0797 S =21.8336 P=20.8815
G=
12.0797 −10.4525
20.8815 + 12.0797 −10.4525 −2 1.8336
=2.4210
#) Densidad del sólido ρ ¿ =G xρ ¿ B H 2 O
ρ
24 ° C
CaCO3
=2.4210 × 0,99738 = 2.4147
g 3 m
%. DISCUSIÓN DE RESULTADOS El picnómetro debe ser utilizado adecuadamente l comparar datos teóricos con e#perimentales, siempre $ay un mar"en de error, esto puede ser debido al no tener cuidado en la e#periencia con los instrumentos utilizados o al mane0o de ellos.
&. CONCLUSIONES La medida de la densidad es susceptible a verse afectada por los cambios en la temperatura ambiental, es decir no es i"ual a 234 que a (234. E#iste dependencia entre la densidad *5+ de una sustancia y la temperatura a la que se encuentra. La densidad de una sustancia es inversamente proporcional a la temperatura a la que se encuentra, es decir que si la temperatura aumenta, disminuye la densidad de dic$a sustancia. La densidad de una sustancia es una propiedad intensiva, es decir, no depende de la masa de la sustancia. El porcenta0e de error de la densidad de 6propanol es7
8alor teorico
=
6 ).9:; 6666666666666666666666666666666666666666666 > 1)) 8alor teorico
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