Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de las

Fuerzas Armadas Nacional Bolivariana

Carabobo sede Isabelica

INFORME PRÁCTICA NRO. 3

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD EN LIQUIDOS

Jefe de grupo: Profesor: Gustavo López Pérez, Lisbeth Sección: I-001N Integrantes: Campos, José

Escorihuela, Ellimay Flores, DexidaLópez, Juan Romero, EduardoSalas, FranklinTorres, NéstorZanotti, Darwin

Valencia, 19 de febrero de 2011.

ÍNDICE GENERAL

Pág.

Introducción...................................................................................................... 1

I- Datos Experimentales........................................................................... 2 - 5

II- Resultados Experimentales................................................................... 6

III- Discusión de Resultados....................................................................... 7 - 9

IV- Conclusiones y Recomendaciones........................................................ 10 - 12

Apéndices

Apéndice A............................................................................................

Apéndice A.1 Pre informe.......................................................... 14 - 21

Apéndice A. 2Cálculos Involucrados……………………………..... 22 -24

Apéndice B

Apéndice B.1 Curva de calibración acetona-hexano………….…… 26

Apéndice B.2 Curva de calibración acetona- agua……………. 27

Apéndice C

Anexos …………………………………………………………… 28

Apéndice D

Hojas de seguridad hexano y Acetona ………………………….. 32-39

Apéndice E

Tablas de propiedades Físico - Químicas del Hexano y Acetona… 40-42

Bibliografía........................................................................................................ 43

RESUMEN

La presente práctica se orienta, por una parte, al análisis y estudio de la densidad

de líquidos, y por la otra, a la determinación de la cantidad de alcohol contenida en

una sustancia a través del uso de un alcoholímetro.

La metodología seguida consistió en utilizar tres muestras de líquidos

experimentales (Monoetilenglicol, Licor Ybarra Dorado y Etanol), tomando en

cuenta, las diferencias entre sus propiedades físicas y composiciones químicas. A

continuación se tomaron lecturas en cuanto a su masa, volumen y temperatura para

cada líquido, utilizando como instrumento principal al picnómetro de vidrio y

metálico, e instrumentos secundarios tales como: cilindros graduados, balanza

analítica, termómetro y densímetro. Estas lecturas se llevaron a cabo con la mayor

rigurosidad posible para que los instrumentos arrojaran medidas exactas y precisas.

Finalmente, los resultados de las densidades para cada uno de ellos fue:

Monoetilenglicol: (1,0921 ±0,0001) gmL

, Licor Ybarra dorado: (0,9634 ± 0,0001)

gmL

, y por último el Etanol de: (0,8056 ± 0,0001) gmL

pudiéndose observar notable

diferencia entre cada uno de ellos, las cuales serán analizadas en el desarrollo del

informe.

INTRODUCCIÓN

La densidad es una propiedad intensiva de gran importancia usada como variable

para seleccionar y diseñar equipos, dispositivos, unidades y sistemas en los procesos

productivo. Ésta depende de dos propiedades extensivas que son la masa de la

sustancia y el volumen que ocupa la misma.

En el presente informe se medirá la densidad de varios líquidos mediante el

empleo de diferentes instrumentos específicos para tal fin, así como picnómetro de

metal, de vidrio, hidrómetros y alcoholímetro. Cabe destacar que la temperatura es

una variable que afecta considerablemente los valores de la densidad y debe, por

consiguiente, medirse también a cada líquido de prueba durante la realización de la

práctica. La viscosidad es otra variable importante que permite seleccionar los

instrumentos y el método apropiado para medir la densidad.

Para líquidos ligeros se usarán tanto el picnómetro de vidrio como el hidrómetro y

para los más viscosos se utilizará el picnómetro metálico.

Con el alcoholímetro se medirá la densidad y la concentración en volumen de

alcohol de una mezcla hidroalcohólica, el procedimiento para su uso es el mismo del

hidrómetro, permitiendo que el instrumento flote y oscile hasta el reposo en el líquido

de prueba.

Es necesario conocer y diferenciar según conocimientos previos la densidad

absoluta de la relativa y lo que significa la gravedad específica para el mejor

aprovechamiento de la práctica titulada “Determinación de la densidad de líquidos”

CAPÍTULO I

DATOS EXPERIMENTALES

TABLAS DE DATOS EXPERIMENTALES

TABLA I

DATOS RECOLECTADOS PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE UN

LÍQUIDO UTILIZANDO EL PICNÓMETRO DE VIDRIO.

Muestra

Volumen de

calibración del

picnómetro

(mL)

Temperatura

de la muestra

(T±0 ,05) ºC

Masa del

Picnómetro

Vacio

(m±0 ,0001)g

Masa del

Picnómetro

lleno

(m±0 ,0001)g

Diferencia

de masa

(m±0,0001)g

Licor

Ybarra

dorado

25,386 26 20,3625 44,8199 24,4574

Etanol 24,876 28 22,9676 43,0085 20,0409

Temperatura de trabajo: (28 ± 0,5) º C

Presión Atmosférica: (760 ± ΔP) mmHg.

TABLA II

DATOS RECOLECTADOS PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE UN

LIQUIDO UTILIZANDO EL PICNÓMETRO METÁLICO.

MuestraTemperatura

(T ±0 ,05¿ ºC

Masa del

Picnómetro

vacio

(m±0 ,01)g

Masa del

Picnómetro

lleno

(m±0 ,01)g

Agua 26 199,20 274,10

Mono

etilenglicol 26 199,20 281,00

Temperatura de trabajo: (28 ± 0,5) º C

Presión Atmosférica: (760 ± ΔP) mmHg.

CAPÍTULO II

RESULTADOS EXPERIMENTALES

TABLAS DE RESULTADOS.

TABLA III

Determinación de la densidad con el picnómetro de vidrio.

MuestraTemperatura (T ±0 ,05¿ ºC

Densidad (ρ ¿(gmL

)

LicorYbarra dorado 26

0,9634 ± 6,8807×10−6

Etanol 28 0,8056 ±5,3856×10−6

TABLA IV

Determinación de la densidad con el picnómetro metálico.

MuestraTemperatura (ºC)

(T ±0 ,05¿ ºCDensidad (ρ ¿(

gmL

)

(ρ±1,32×10¿¿−4 )¿

Mono Etilenglicol26 1,08

CAPITULO III

DISCUSION DE RESULTADOS

En lo concerniente a los resultados que se obtuvieron al realizar la práctica

podemos indicar que la primera experiencia consistió en determinar la densidad de

dos líquidos diferentes los cuales fueron Etanol y un licor comercial denominado

“Licor Ybarra Dorado” los cuales nos fueron suministrados por el laboratorio, en este

ensayo se debía calcular la densidad de ambas muestras utilizando para ello dos

picnómetros de vidrio destinados para tal fin los cuales tenían valores de volumen

exactos y conocidos.

Es importante destacar que los picnómetros de vidrio son recomendados para

obtener la densidad de líquidos no viscosos, y el resultado se estimará como

viscosidad absoluta, esto a razón de que será expresado como masa por unidad de

volumen.

Los valores de densidad obtenidos fueron los siguientes:

Para el Licor Ybarra Dorado se obtuvo una densidad de 0,921 gmL

, la cual

pertenece al rango de valores descrito en la etiqueta que se pego en la parte

posterior en donde se indica que la misma está comprendida en el intervalo

que va desde 0,9580 hasta 0,9610 gmL

Con respecto al Etanol la densidad absoluta obtenida fue de 0,8056 gmL

, esta

de igual manera se encuentra dentro del rango suministrado por el laboratorio

el cual es (0,800 – 0,810)gmL

Según los resultados obtenidos podemos observar que el etanol tiene un valor de

densidad menor al del Licor Ybarra, esto se debe a que el mismo posee un mayor

grado de pureza, mientras que el licor Ybarra se presenta como una mezcla

Hidroalcoholica con una concentración de 30 % de alcohol disuelto en agua (según la

etiqueta de presentación comercial), y es por esta razón que su densidad es muy

próxima a la del agua (1,000 gmL

).

Es de notar que la densidad es una propiedad de los materiales que nos permite

caracterizar los mismos, por consiguiente es posible definir un compuesto al

determinar su densidad y comparar con bibliografías en donde se encuentren

expresadas las obtenidas experimentalmente para diversos materiales.

La segunda experiencia consistió en determinar la densidad absoluta del

monoetilenglicol con el uso del picnómetro metálico. El monoetilenglicol es un

líquido transparente y traslucido, de aspecto y consistencia viscosa, es por esta razón

que se uso para tal fin el picnómetro metálico el cual debe estar previamente

calibrado.

Para comenzar es necesario determinar el volumen que puede alojar el picnómetro

metálico, para este fin se procedió a pesarlo en balanza de precisión vacio, esto se

hizo en esta balanza porque se determino que la masa del mismo al estar lleno

superaría los valores aceptados por el rango de la balanza analítica.

Al realizar esta operación se obtuvo como resultado que el picnómetro vacio tiene

una masa de 199,20 g. De forma análoga se hizo el procedimiento con el picnómetro

lleno con agua y se obtuvo una masa de 274.10g esto nos da una diferencia de 74,90

g. Es importante tener en cuenta que la temperatura de trabajo fue de 26ºC y el valor

de la densidad del agua para esta temperatura ρH 2O26º=0,9912

gmL

con lo cual resulta

que el volumen corregido para esta temperatura es de 75,56 mL.

Luego de realizado este paso se determina la densidad del monoetilenglicol y

resulta la misma en 1,08 gmL

, lo cual indica que esta dentro del rango de valores

suministrados por el laboratorio.

CAPITULO IV

CONCLUSIONES

APENDICE A

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de las

Fuerzas Armadas Nacional Bolivariana

Carabobo sede Isabelica

PREINFORME Nº (3)

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LIQUIDOS

Profesor: Gustavo G, LópezJefe de grupo: Sección: I-001NPérez, Lisbeth Integrantes: Campos José Escorihuela Ellimay Flores Dexida López Juan Romero, Eduardo

Torres Néstor Salas, Franklin Zanotti Darwin

Valencia, Enero del 2011

Objetivo General

Medir la densidad del líquido a temperatura constante y presión local,

mediante el empleo de diferentes instrumentos.

Objetivos Específicos

Identificar el principio básico que sustentan los instrumentos y método.

Identificar las variables que afectan las mediciones a realizar para

determinar la densidad

Determine la densidad para el liquido de prueba mediante el

picnómetro

Determinar la gravedad especifica de un liquido ligero mediante el

hidrómetro

Densidad absoluta:

La densidad absoluta, también llamada densidad real, expresa la masa por

unidad de volumen. Cuando no se hace ninguna aclaración al respecto, el

término densidad suele entenderse en el sentido de densidad absoluta. La

densidad es una propiedad intensiva de la materia producto de dos

propiedades extensivas:

Densidad relativa

La densidad relativa o aparente expresa la relación entre la densidad de una

sustancia y la densidad del agua, resultando una magnitud adimensional. La

densidad del agua tiene un valor de 1 kg/l —a las condiciones de 1 atm y 5

°C— equivalente a 1000 g/m3. Aunque la unidad en el SI es kg/m3, también

es costumbre expresar la densidad de los líquidos en g/cm3.

Unidades de densidad: Algunas de las unidades de densidad más usadas

son:

Unidades de densidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI):

Kilogramo por metro cúbico (kg/m³).

Gramo por centímetro cúbico (g/cm³).

Kilogramo por litro (kg/L) o kilogramo por decímetro cúbico.

El agua tiene una densidad próxima a 1 kg/L (1000 g/dm³ = 1 g/cm³ = 1 g/ml).

Gramo por mililitro (g/ml), que equivale a (g/cm³).

Para los gases suele usarse el gramo por decímetro cúbico (g/dm³) o gramo

por litro (g/L), con la finalidad de simplificar con la constante universal de los

gases ideales:

Densidad media y puntual

Para un material homogéneo, la fórmula masa/volumen puede aplicarse sin

recaudos. En el caso de un objeto no homogéneo, en cambio, dicha fórmula

tiene el problema de que la densidad de las distintas partes es diferente. En

este caso, se puede medir la "densidad media", aplicando la fórmula

masa/volumen a todo el objeto, o la "densidad puntual" que será distinta en

cada punto del objeto. En esta variante, la fórmula se aplica a cada porción

del objeto que sea homogénea (a cada fase).

Gravedad específica 

La gravedad específica es una comparación de la densidad de una sustancia

con la densidad del agua: La gravedad Específica = De la sustancia /Del

agua. La gravedad específica es adimensional y numéricamente coincide con

la densidad. Se representa la Gravedad Especifica por Gs, y también se

puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso

del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y

agua.

La gravedad específica es un caso especial, o en de algunos usos

sinónimos con, densidad relativa, con el último término preferido a menudo

en la escritura científica moderna. El uso de la gravedad específica se

desalienta en uso técnico en los campos científicos que requieren la alta

precisión - se prefiere la densidad real (en dimensiones de la masa por

volumen de unidad).

Densímetros

Los densímetros determinan la densidad en líquidos y en sólidos según el

método de impulso ascensional. Estos densímetros son muy útiles para

comprobar la densidad de plásticos, de gomas, de metales sinterizados, de

cerámica, de vidrio y de otros materiales no metálicos. El modo de

determinar la densidad en estos densímetros destaca por su alta precisión y

por la rapidez de obtención de los resultados de medición. La medición de la

densidad en líquidos se realiza midiendo el impulso ascensional con un

determinado cuerpo de cristal. La medición de la densidad en sólidos se

realiza a través del peso y el volumen de una muestra. El dispositivo de

pesado de los densímetros para medir densidad determina el peso, el

volumen se calcula por el empuje de la muestra dentro de un líquido, para lo

que deberá conocerse la densidad de este líquido.

El picnómetro

El picnómetro (del griego πυκνός (pyknós), "densidad"), o botella de

gravedad específica, es un frasco con un cierre sellado de vidrio que dispone

de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal manera que puede

obtenerse un volumen con gran precisión. Esto permite medir la densidad de

un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua

o el mercurio.

Normalmente, para la determinación de la densidad de algunos productos

especiales como las pinturas, se utilizan picnómetros metálicos.

Si el frasco se pesa vacío, luego lleno de agua, y luego lleno del líquido

problema, la densidad de éste puede calcularse sencillamente.

La densidad de partículas de un árido (polvo, por ej.), que no puede

determinarse con el simple método de pesar, puede obtenerse con el

picnómetro. El polvo se pone en el picnómetro, que se pesará, dando el peso

de la muestra de polvo. A continuación, se completa el llenado del

picnómetro con un líquido, de densidad conocida, en el que el polvo sea

completamente insoluble. El peso del líquido desplazado podrá luego

determinarse, y así hallar la gravedad específica del polvo.

Picnómetro de vidrio Picnómetro metálico

Conversión de Unidades Cálculos

En general, la densidad de una sustancia varía cuando cambia la presión o la

temperatura.

Cuando aumenta la presión, la densidad de cualquier material estable

también aumenta.

Como regla general, al aumentar la temperatura, la densidad disminuye (si la

presión permanece constante). Sin embargo, existen notables excepciones a

esta regla. Por ejemplo, la densidad del agua crece entre el punto de fusión

(a 0 °C) y los 4 °C; algo similar ocurre con el silicio a bajas temperaturas.

El efecto de la temperatura y la presión en los sólidos y líquidos es muy

pequeño, por lo que típicamente la compresibilidad de un líquido o sólido es

de 10–6 bar–1 (1 bar=0,1 MPa) y el coeficiente de dilatación térmica es de

10–5 K–1.

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 estas tres magnitudes:

Donde “R” es la constante universal de los gases ideales, “P” es la presión

del gas, “M” su masa molar y “T” la temperatura absoluta.

Eso significa que un gas ideal a 300 K (27 °C) y 1 atm duplicará su densidad

si se aumenta la presión a 2 atm manteniendo la temperatura constante o,

alternativamente, se reduce su temperatura a 150 K manteniendo la presión

constante.

Teniendo en cuenta que el volumen es siempre el mismo

Y que a partir de la definición de densidad

Se sigue que, con el mismo volumen, la de densidad es proporcional a la masa, la

densidad de la muestra viene dada por:

Siendo:

m1: masa de muestra contenido en el picnómetro

ρ1: densidad de la muestra contenido en el picnómetro

m2: masa de agua (o líquido de densidad conocida) contenido en el

picnómetro

ρ2: densidad del "agua"(o líquido de densidad conocida) contenido en el

picnómetro

Alcoholímetro

El alcoholímetro es un tipo especial de hidrómetro usado para determinar el

nivel de alcohol presente en un líquido o gas. Puede por tanto ser usado para

medir el porcentaje de alcohol en una bebida alcohólica o para determinar la

presencia de alcohol en la sangre.

Hidrómetro

Un hidrómetro[ ]es un instrumento que permite medir el caudal, la velocidad o

la fuerza de los líquidos que se encuentran en movimiento, dependiendo de

la graduación y aplicación de este mismo.

Evítese la confusión con el término utilizado en inglés “hydrometer” como

equivalente a lo que en español es un densímetro, esto es, un instrumento

que sirve para medir la densidad de los líquidos.

Tabla I.- Materiales y equipos utilizados en laboratorio

Balanza analítica y precisión

Picnómetros vidrios y metálicos

Hidrómetros

Alcoholímetro

Beackers

Termómetro

Método Operatorio

Picnómetro de vidrio

1. Vaso precipitado, se pesa el picnómetro vacio y seco (m1).

2. Con la muestra a la temperatura establecida llene el picnómetro hasta

el borde inferior del cuello sosteniendo en alto y evitando el derrame

de la muestra.

3. Coloque la tapa respectiva (el brazo lateral de algunos picnómetros

permite la salida del excedente de muestra) seguidamente limpie y

seque el cuerpo.

4. Pese el picnómetro lleno (m2) y anote la temperatura de trabajo.

5. A través de la diferencia entre m1 y m2 se obtiene la masa del líquido

y según la capacidad del picnómetro se conoce el volumen a

temperatura de trabajo.

ρ ¿m2−m1Vp

6. Una vez realizado el experimento vaciar el picnómetro lavar y

secar.

Picnómetro metálico

Se usa en el caso de líquidos viscosos, con sedimentos o pinturas

1. Se usa el mismo procedimiento del de vidrio

Hidrómetro

1. Vierta una cantidad de líquido a analizar (aprox. 500ml) en una jarra

alta o cilindro graduado.

2. Tome el hidrómetro por el extremo superior del vástago con las

manos limpias de tal forma que quede vertical introducir

cuidadosamente en el cilindro y dejar que flote en la muestra

permitiéndole oscilar hasta el reposo.

3. La lectura se realiza donde la superficie del liquido intercepte la

graduación del vástago, es decir en el borde superior del menisco.

4. Mida la temperatura de la muestra idealmente debe ser igual a la

temperatura estándar de calibración que generalmente es de 15ºC.

TABLAS DE DATOS

Tabla II. Datos de análisis con el Picnómetro de Vidrio

Muestra Vp

Picnómetro

vacío.

(m ± Δ g)

Picnómetro

lleno.

(m2 ± Δ g)

Picnómetro

lleno.

(v ± Δ ml)

Temperatura

(T ± Δ0C)

Temperatura de trabajo:

Presión atmosférica: 1 atm

Tabla III. Datos de análisis con el Picnómetro Metálico

Muestra Vp

Picnómetro

vacío.

(m ± Δ g)

Picnómetro

lleno.

(m2 ± Δ g)

Picnómetro

lleno.

(v ± Δ ml)

Temperatura

(T ± Δ 0C)

Temperatura de trabajo:

Presión atmosférica: 1 atm

Tabla IV. Datos de análisis con el Hidrómetro

Muestra Ρ (v ± Δ ml)

Alcohol

%

Temperatura

(T ± Δ 0C)

Temperatura de trabajo:

Presión atmosférica: 1 atm

Tabla V.- Datos de análisis con el Alcoholímetro

Muestra Escala (v ± Δ ml)

Alcohol

%

Temperatura

(T ± 0C)

Temperatura de trabajo:

Presión atmosférica: 1 atm

APÉNDICE A. Propiedades del agua en función de su temperatura

Temperatura Densidad Calor

específico

Viscosidad Tensión superficial.

T agua Cp agua

[ºC] [Kg/m3] [J/kg.K] [Pa.s] [N/m]

0 999.8 4217.6 1793x10-6 0.07564

5 1000.0

10 999.7 4192.1 1307x10-6 0.07423

15 999.1

20 998.2 4181.8 1002x10-6 0.07275

25 997.0

30 995.6 4178.4 797.7x10-6 0.07120

35 994.1

40 992.2 4178.5 653.2x10-6 0.06960

45 990.2

50 988.1 4180.6 547.0x10-6 0.06794

55 985.7

60 983.2 4184.3 466.5x10-6 0.06624

65 980.6

70 977.8 4189.5 404.0x10-6 0.06447

75 974.9

80 971.8 4196.3 354.4x10-6 0.06267

85

90 965.3 4205.0 314.5x10-6 0.06080

95

100 958.4 4215.9 281.8x10-6 0.05891

CALCULOS TIPICOS

Determinación de la densidad del licor Ybarra con el picnómetro de vidrio.

ρ=∆mV

ρYbarra=(44,8199−20,3625 )g

25,386mL= 24,4574 g

25,386mL=0,9634

gmL

Determinación de la densidad del licor Etanol con el picnómetro de vidrio.

ρEtanol=(43,0085−22,9676 )g

24,876mL= 20,0409 g

24,876mL=0,8056

gmL

Determinación del volumen del picnómetro metálico con densidad a T= 26ºC

ρ=mV→V=m

ρ →V= 74,9000 g

0,9912gmL

→V=75,4659mL

Determinación de la densidad del mono etilenglicol.

ρmonoetilenglicol=(281,00−199,20 )g

75,56mL= 81,80 g

75,56mL=1,0826

gmL

Calculo de los errores.

Experiencia “A”

Error para el Etanol:

EEtanol=0,8056×( 0,000122,9676

+ 0,000143,0085 )=5,3856×10−6

Error para Licor Ybarra Dorado

EYbarra=0,9634×( 0,000120,3625

+ 0,000144,8199 )=6,8807×10−6

Error Monoetilenglicol

EMEG=1,08×( 0,01199,20

+ 0,01274,10

+ 0,01281,00 )=1,32×10−4

BIBLIOGRAFIA