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Densidades de Sólidos e Líquidos

Autor:
Instituição: Universidade Federal de Campina Grande
Tema: Densidades de Sólidos e Líquidos

Densidades de Sólidos e Líquidos


Experiência Nº 1

Densidades de Sólidos e Líquidos

Campina Grande

2005


OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA

Determinar a densidade de algumas amostras ( sólidos metálicos, água e soluções aquosas de cloreto de sódio) e comparar os valores obtidos com os encontrados na literatura.


TEORIA

A MASSA ESPECÍFICA ou DENSIDADE exprime a massa ou a quantidade de matéria contida na unidade de seu volume, ou seja, é a relação entre a massa de um corpo e o espaço que ele ocupa (Massa é a medida da matéria de um corpo). Uma substância densa é aquela que contém uma grande quantidade de matéria em um pequeno volume.

A densidade é usualmente expressa em gramas por centímetros cúbicos (g/cm3) em gramas por mililitro (g/ L) ou em libras por pé cúbico (lb/ft3).

A DENSIDADE RELATIVA de um corpo é o número que exprime a relação existente entre a massa (ou o peso) deste corpo e a massa (ou peso) de um igual volume de uma substância tomada como padrão é a igual, freqüentemente para sólidos e líquidos, a substâncias 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.


Densidade dos Sólidos

Dado obtido na experiência (Tabela 1):

Amostra

Massa (em g)

Volume (em cm3)

1

14,13

5,3

2

12,2

2,7

3

2,54

2

4

6,51

1,55

5

9,9

1,9

Temperatura

25 ºC

Cálculo das densidades (Tabela 2):

Amostra

Calculo da Densidade

Valor Teórico

1

D = m/v = 14,3 / 5,3 = 2,69 g/cm3 Alumínio (Al = 2,7 g/cm³)

2

D = m/v = 12,2 / 2,7 = 4,51 g/cm3 Titânio (Ti = 4,54 g/cm³)

3

D = m/v = 2,54 / 0,95 = 2,67 g/cm3 Alumínio (Al = 2,7 g/cm³)

4

D = m/v = 6,51 / 1,44 = 4,52 g/cm3 Titânio (4,54 g/cm³)

5

D = m/v = 9,9 / 1,4 = 7,07 g/cm3 Zinco (Zn = 7.13 g/cm³)

Temperatura

25 ºC

Erro percentual (Tabela 3):

Amostra

Calculo do Erro Percentual

Erro Percentual

1

E(%) = [ | 2,69 – 2,7 | / 2,7 ] x100%

0,37 %

2

E(%) = [ | 4,51 – 4,54 | / 4,54 ] x100%

0,66 %

3

E(%) = [ | 2,67 – 2,7 | / 2,7 ] x100%

1,11 %

4

E(%) = [ | 4,52 – 4,54 | / 4,54 ] x100%

0,44 %

5

E(%) = [ | 7,07 – 7,13 | / 7,13 ] x100%

0,84 %

Temperatura

25 ºC


Densidade dos Líquidos

1. Usando o picnômetro

1.1 Volume real do picnômetro

1.1.1 Dados obtidos na experiência (Tabela):

Amostra

Massa do picnômetro

Massa do picnômetro com água

Massa da água (H2O)

1

24,87 g

80,25 g

55,38 g

2

24,87 g

80,26 g

55,39 g

3

24,87 g

80,25 g

55,38 g

Densidade da água a 24 ºC

0,9964 g/cm3

1.1.2 Cálculo:

Massa Média da agua destilada:

Mmédia = [(M1 + M2 + M3) / 3] – Massa do picnometro

Mmédia = [(80,25 + 80,26 + 80,25) / 3] – 24,87

Mmédia = 80,253 – 24,87

Mmédia = 55,383 g

Volume real do picnometro:

Vreal = Mmédia / Densidade da água a 24ºC

Vreal = 55,383/ 0,9964

Vreal = 55,583 cm3

1.2 Densidade de uma solução de NaCl

1.2.1 Dados (Tabela):

Massa
picnometro + NaCl40

Massa
Picnômetro

Massa
NaCl40

81,82 g

24,87 g

56,95 g

Temperatura

24 ºC

1.2.2 Calculo da densidade:

DNaCl = MNaCl / Vreal

DNaCl = 56,95 / 55,583

DNaCl = 1,0245 g/cm3

2. Usando o densímetro

2.1 Dados obtidos na experiência (Tabela):

Amostra

Densidade (em g/cm3)

Concentração (em g/L)

1

1,010

20

2

1,025

40

3

1,045

60

4

1,065

100

5

1,035

Desconhecida

2.2 Gráfico:

Através do gráfico constatamos que a concentração da solução desconhecida é igual a 50 g/L (o gráfico segue em Anexo).

2.3 Uso do densímetro:

Vantagem: com o densímetro descobrimos rapidamente as densidades do líquidos.

Desvantagem: o densímetro não é tão preciso quanto ao uso do picnômetro.


Questões:

1 - Explicar a influência da temperatura na densidade dos sólidos.

R: Devido a dilatação dos corpos, quanto maior é a temperatura, maior será o volume do corpo, a recíproca também é verdadeira, pois quanto menor a temperatura menor será o volume do corpo.

2 - Explicar como a determinação da densidade seria afetada se:

a) A amostra não ficasse submersa na água da proveta;

R: Caso a amostra não estivesse submersa completamente, haveria uma ação da atmosfera sobre o corpo (a pressão externa a água é diferente da pressão interna), afetando assim no volume final.

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

R: Essas possíveis bolhas são compostas por ar e o ar possui volume que alteraria na leitura da proveta.

c) Outra provável fonte de erro seria não termos usado água no experimento, pois se colocássemos outra substancia como um ácido, reagiria com o material alterando sua densidade, ou se colocássemos uma substancia mais densa que o material utilizado isso faria com que o material ficasse flutuando sobre a substancia, causando um erro na densidade do material.

3 - Porque a água é usualmente empregada como substância padrão nos cálculos de densidades relativas?

R: Porque não reage com os metais sólidos, e possui uma densidade conhecida e que facilita os cálculos pois a densidade da água é 1 g/cm³ a 20 ºC.

4 - Calcule a densidade dos seguintes casos:

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

b) Uma esfera metálica que tem um diâmetro de 0,715 cm e por massa 1,755g;

Bibliografia

Livro:

Fonseca, Martha Reis Marques da.

Química: Química geral / Martha Reis

São Paulo: FTD, 1992

Química (2º Grau) I. Título.

Internet:

Autor: Professor Cupido

Site: http://www.profcupido.hpg.ig.com.br

Apostila:

Experiência nº1: densidade dos sólidos e líquidos.

Departamento de Engenharia Química

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