Densidad Laboratorio de Química

I. Introducción

Este informe presenta un resumen del desarrollo de la práctica que tiene como tema la densidad de las sustancias.

La densidad de una sustancia homogénea es una propiedad física que la caracteriza y está definida como el cociente entre la masa y el volumen de la sustancia que se trate.

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II. Objetivos

Esta práctica experimental desea enseñar y establecer de una forma sencilla qué es densidad. A si como también algunos métodos para obtener el volumen y la masa y a partir de ellos calcular la densidad de algunas sustancias o únicamente enseñarnos cuál es el manejo adecuado para usar un instrumento especializado en la medición de esta propiedad.

Al final del experimento, debemos haber comprendido que la densidad es la masa por unidad de volumen, que no cambia si cambia el tamaño de la muestra, que puede variar mínimamente si cambia la su temperatura y que varía en función de la concentración.

1. Conocer las densidades de algunas sustancias.2. Obtener resultados mediante fórmulas específicas de: densidad, masas y volumen.3. Utilizar el método experimental para determinar la densidad de distintas sustancias.4. Analizar si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un

sólido.

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III. Marco teóricoMateria

 Es todo aquello que tiene un lugar en el espacio, posee una cierta cantidad de energía, y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida

Estados de la materia

Estado sólido: un sólido es una sustancia formada por moléculas, que se encuentran muy unidas entre sí por una fuerza llamada Fuerza de Cohesión. Los sólidos son duros y difíciles de comprimir, porque las moléculas, que están muy unidas, no dejan espacio entre ellas.

Estado líquido: un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante desplazamiento, y que se mueven unas sobre otras. Los líquidos son fluidos porque no tienen forma propia, sino que toman la del recipiente que los contiene.

Estado gaseoso: un gas es una sustancia formada por moléculas que se encuentran separadas entre sí. Los gases no tienen forma propia, ya que las moléculas que los forman se desplazan en varias direcciones y a gran velocidad. Por esta razón, ocupan grandes espacios.

Propiedades de la materia

Una sustancia se identifica y distingue de otras por medio de sus propiedades o cualidades físicas y químicas. Las propiedades son las diversas formas en que impresionan los cuerpos materiales a nuestros sentidos o a los instrumentos de medida.

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¿Qué es la masa?

 La masa (Del latín massa) es una medida de la cantidad de materia que posee un

cuerpo. Es una propiedad extrínseca de los cuerpos que determina la medida de

la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en

el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una magnitud escalar.

¿Qué es el volumen?

El volumen  es una magnitud escalar definida como la extensión en tres

dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivadade la longitud, ya que

se halla multiplicando la longitud, el ancho y la altura. La capacidad y el volumen son

términos equivalentes, pero no iguales. Se define la capacidad de un recipiente como la

«propiedad de un cuerpo de contener otros dentro de ciertos límites».La capacidad se

refiere al volumen de espacio vacío de algún cuerpo que es suficiente para contener a

otro u otros cuerpos. 

La unidad de medida de volumen en el Sistema Internacional de Unidades es el metro

cúbico. Para medir la capacidad se utiliza el litro. Por razones históricas, existen unidades

separadas para ambas, sin embargo están relacionadas por la equivalencia entre el litro y

el decímetro cúbico:

1 dm3 = 1 litro = 0,001 m3 = 1000 cm3.

¿Que es la densidad?

En física y química, la densidad (del latín densĭtas, -ātis) es una magnitud escalar referida

a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. Usualmente se

simboliza mediante la letra rho ρ del alfabeto griego. La densidad media es la razón entre

la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

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Tipos de densidad

Densidad absoluta

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación

entre la masa y el volumen de una sustancia. Su unidad en el Sistema

Internacional es kilogramo por metro cúbico (kg/m³), aunque

frecuentemente también es expresada en g/cm³. La densidad es

una magnitud intensiva.

siendo  , la densidad; m, la masa; y V, el volumen de la sustancia.

Densidad relativa

La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es unamagnitud adimensional (sin unidades)

Donde    es la densidad relativa,   es la densidad de la sustancia, y   

es la densidad de referencia o absoluta.Para los líquidos y los sólidos, la

densidad de referencia habitual es la del agua líquida a la presión de

1 atm y la temperatura de 4 °C.En esas condiciones, la densidad

absoluta del agua destilada es de 1000 kg/m³, es decir, 1 kg/dm³.Para los

gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de

1 atm y la temperatura de 0 °C.

Densidad aparente

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales de constitución heterogénea, y entre ellos, los porosos como el suelo, los cuales forman cuerpos heterogéneos con intersticios de aire u otra sustancia, de forma que la densidad total de un volumen del material es menor que la densidad del material poroso si se compactase.

Donde:

WSS, Peso de suelo secado a 105 °C hasta peso constante.

VS, Volumen original de la muestra de suelo.

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Medición de la densidad

Instrumento para medir la densidad

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IV. Parte experimentalMateriales

1. Juego de pesasPudimos hallar su densidad determinando la variación de volumen que estas producen.

2. Probeta graduadaHay de 50mL y 100mL, contiene el líquido de la muestra.

3. Vaso precipitado de 250mLUsado para medir el volumen exacto del líquido.

4. Balanza de tres brazosCon dicho instrumento pudimos determinar la masa de los líquidos contenidos en las buretas.

5. Pizeta

Normalmente se fabrica de plástico y su función principal en el laboratorio es "lavar". Denominándose frasco lavador o matraz de lavado. Este utiliza agua destilada para eliminar productos o reactivos impregnados en los materiales.

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Insumos

1. Etanol 96º (50mL)Es un alcohol que se presenta en condiciones normales de presión y temperatura como un líquido incoloro e inflamable. Su densidad es de 0.789 g/cc.

2. Ácido acéticoEl vinagre es miscible en agua, de sabor agrio que proviene de la fermentación del alcohol. El vinagre contiene una concentración que va del 3 al 5 por ciento de ácido acético en agua.

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V. MetodologíaDENSIDAD DE LÍQUIDOS

Densidad del agua

o PASO 1:Calibrar la balanza: Antes de pesar las muestras en la balanza de triple brazo lo primero que debemos hacer es poner ésta en una superficie sólida, plana y de preferencia alejada de corrientes de aire y de la humedad (una vez encontrado el lugar de ubicación no se volverá a reubicar).

o PASO 2: Se pesará una probeta limpia y seca de 100ml, del cual se anotará el peso en la tabla de datos.

o PASO 3: Luego se llenará con agua hasta 100ml, si es necesario se usa una pipeta para ajustar el menisco hasta la marca de 100ml se anota el volumen. Se vuelve a pesar y se encuentra el peso del agua por la diferencia de pesos.

o PASO4: Se calcula la densidad del agua dividiendo la masa del agua por su volumen.

Densidad del etanol

PASO 1: Antes de pesar las muestras en la balanza de triple brazo lo primero que debemos hacer es poner ésta en una superficie sólida, plana y de preferencia alejada de corrientes de aire y de la humedad (una vez encontrado el lugar de ubicación no se volverá a reubicar).Se pesa una probeta limpia y seca de 50ml, del cual se anota el peso en la tabla de datos

o PASO 2: Luego se vaciará en la probeta de 50ml

con alcohol de 96 hasta la marca de 20ml, se usará una pipeta para ajustar el menisco hasta la marca de 20ml.

o PASO 3: Anotar el volumen. Se vuelve a pesar y se

encuentra el peso del alcohol.

o PASO4: Se calcula la densidad del etanol

dividiendo la masa del etanol por su volumen.

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Densidad del vinagre

o PASO 1: Antes de pesar las muestras en la balanza de triple brazo lo primero que debemos hacer es poner ésta en una superficie sólida, plana y de preferencia alejada de corrientes de aire y de la humedad.

o PASO 2: Se pesará una probeta limpia y seca de 100ml, del cual se anotará el peso en la tabla de datos.

o PASO 3: Luego se llenará con vinagre hasta 100ml, si es necesario se usa una pipeta para ajustar el menisco hasta la marca de 100ml se anota el volumen. Se vuelve a pesar y se encuentra el peso del agua por la diferencia de pesos.

o PASO 4 :Se calcula la densidad del vinagre dividiendo la masa del agua por su volumen

DENSIDAD DE SÓLIDOS

o PASO 1: Determinación de las masas

N DE MUESTRA MASAS 1 982 40,63 48,8

o PASO 2: Determinación de volúmenes , empleando la probeta graduada

Se observa el extremo superior de la probeta, forma una curvatura que se llama menisco.

Se debe poner la probeta en una superficie lisa e inmóvil Nos ubicamos de tal forma que la mirada quede justo al frente del

menisco. Para leer el volumen en la escala graduada. Luego registramos los valores del volumen de cada una de las muestras

o PASO 3 :

Determinación de la densidad absoluta de sólidos

MUESTRAS DENSIDAD(g/ml)

1 O,75

2 2,25

3 0,9

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MUESTRA Volumen inicial

Volumen final Volumen muestra(diferencia)

1 50 56 62 50 57 73 50 61 11

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VI. Resultados

Calculando la densidad de los líquidos

Muestras Peso probeta vacía

Volumen líquido

Peso probeta llena

Peso muestra

densidad

agua 133,5 g 100 ml 231,5 98 0,98etanol 102,5 g 50 ml 143,5 40,6 0,812Muestra problema

102,5 g 50 ml 151,3 48,8 0,976

Porcentaje de error

Del agua: % error: 0,98 – 1 /1 X 100: 2

Del alcohol: % error: 0,81 – 0,78/ 0,78 X 100: 3,84

Del vinagre: % error: 0,97 – 1,0056/ 1,0056: 0,035

Calculando la densidad de los solidos

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MUESTRA Volumen inicial

Volumen final Volumen muestra(diferencia)

1 50 56 62 50 57 73 50 61 11

MUESTRAS DENSIDAD(g/ml)

1 O,75

2 2,25

3 0,9

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VII. Conclusiones

Las diferentes sustancias que existen en la naturaleza están conformadas por partículas (átomos, iones o moléculas) que según las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentren definirán el estado de agregación molecular (solido, líquido o gaseoso) y una condición muy característica.

Para caracterizar el estado tan singular de una sustancia se emplea la propiedad física intensiva denominada densidad, que nos indicara la cantidad de masa del cuerpo material contenida en un volumen definido de ella.

La diferencia de densidades determina si un objeto flota o se hunde dentro de un determinado líquido.

Por lo tanto es muy importante encontrar la densidad de las sustancias ya que nos permite cuantificar el peso o el volumen de ellas.

Por otro lado la densidad de los gases es fuertemente afectada por la presión y la temperatura. La ley de los gases ideales describe matemáticamente la relación entre las tres magnitudes (presión, masa, temperatura)

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VIII. Recomendaciones

o Tener en cuenta que los valores de densidad de las sustancias dependen de la

presión y la temperatura a la cual se encuentre, pero no dependen de la gravedad; por lo tanto, la densidad de un cuerpo en la tierra es igual que en la luna a la misma presión y temperatura.

o Estando a la misma presión y temperatura es posible diferenciar a dos sustancias

químicamente puras por sus valores de densidad, debido a que es una propiedad intensiva y característica de cada sustancia.

o Para una sustancia química generalmente se cumple: DSOLIDO > D LIQUIDO

> DGAS o La densidad de las sustancias sólidas y liquidas varia en cantidades muy

pequeñas con la temperatura, por lo cual generalmente se considera constante en un rango de temperatura de 0°c a 30°c.En cálculos muy precisos debe considerarse que la densidad disminuye al aumentar le temperatura esto se debe a la dilatación o aumento de volumen que experimentan las sustancias al ser calentadas.

o El agua presenta un comportamiento anormal en la variación de su densidad

respecto a la temperatura en el rango de 0°C a 4°C.Cuando la temperatura aumenta de 0°C a 4°C, su densidad también lo hace debido a que el volumen del agua solida (hielo) disminuye al pasar al estado líquido; esto se debe a que, en el hielo, las moléculas de agua están formando estructuras hexagonales que ocupan mayor espacio que en el estado líquido.

o Cuando la temperatura del agua es de 4°C, su densidad toma su máximo valor de 1kg/L; y a los valores de temperatura mayores a 4°C empezara a disminuir y pues su volumen empezara a aumentar por el debilitamiento de los enlaces puente hidrogeno que ya no cohesionaran tan fuertemente a las moléculas del agua.

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IX. Bibliografía

https://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

https://www.quimica.net

http://www.monografias.com/trabajos67/introduccion-quimica/introduccion-quimica.shtml

http://www.pps.k12.or.us/district/depts/edmedia/videoteca/curso1/htmlb/SEC_119.HTM

https://es.wikipedia.org/wiki/Masa#Equivalencia_de_la_masa_inercial_y_la_masa_gravitatori

http://cienciasnaturales.carpetapedagogica.com/2009/07/materia-y-sus-propiedades-generales-y.html

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