Prévia do material em texto
1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO - UFMA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA - CCET Curso: Química Licenciatura Disciplina: Química Geral Experimental Professor: Paulo Sergio Silva Bezerra RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA EM LABORATÓRIO DENSIDADE DE SÓLIDOS E LIQUIDOS SÃO LUIS 2022 2 FERNANDA COSTA FERNANDES DOS SANTOS WANDERSON OLIVEIRA PEREIRA 3 1. OBJETIVO Determinar a densidade de Sólidos e Líquidos 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA A densidade de uma substância é a concentração de matéria em uma quantidade específica de volume. A densidade caracteriza-se como uma propriedade especifica de cada material, isto é, cada substância pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras substâncias. Para calcular a densidade, considera-se a interação entre a massa de um material e o volume ocupado por ele, podendo ser usada para líquidos, sólidos ou gases por meio da seguinte fórmula: 𝑑 = 𝑚 𝑣 Sua unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é kgm3, embora comumente sejam empregadas g/mL, g/cm3 ou kg/L. Ademais, a densidade é função dos raios dos átomos que constituem os materiais, ou seja, depende da forma como esses constituintes arranjam-se na estrutura, a exemplo disso tem- se a afirmação de que 1kg de algodão é mais denso que 1kg de chumbo, isso porque a diferença está no fato de que 1 kg de chumbo ocupa um espaço muito menor que 1 kg de algodão. Nesse sentido, antes de realizar uma análise da densidade de sólidos e líquidos faz-se necessário possuir conhecimentos a respeito de situações como essas. É importante ressaltar que, a densidade é uma medida muito sensível, isso se dá pelo fato de que a mesma, depende de massa e volume. A massa é uma propriedade que independe do ambiente externo. Em contrapartida, o volume é facilmente alterado com variações de temperatura e pressão, ou seja, a densidade é inversamente proporcional ao volume. Como os sólidos que foram usados para calcular a densidade eram irregulares (não possuem formas definidas como: arestas e vértices), a medição de seus volumes não pôde ser feita por simples cálculos geométricos. Sendo assim, foi utilizado o Princípio de Arquimedes, o qual afirma que o volume de água deslocado por um corpo é igual ao volume do próprio corpo. Esse princípio ou método de deslocamento, consiste em determinar a massa da substância e transferi-la para um instrumento volumétrico , parcialmente cheio com água. O sólido deslocará um volume de líquido igual ao seu volume. 4 A densidade do líquido pode ser determinada por meio da picnometria (método usado nessa prática) medindo-se a massa do picnômetro vazio em seguida calcula-se a diferença da massa do picnômetro contendo líquido. 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1. MATERIAIS E REAGENTES Tabela 1 3.2. DENSIDADE DE LIQUIDOS Fluxograma do Procedimento Experimental para determinação da densidade de líquidos Materiais Reagentes Amostras Sólidas Balança de Uso Geral Água Zinco Picnômetro 50 ml Benzeno Alumínio Pisseta Etanol Cobre Proveta 10, 25 e 50 ml - Ferro - - Vidro Determinação da Densidade dos Líquidos Pesar Picnômetro 50 ml vazio. Anotar massa Encher Picnômetro com Água Tampar e deixar escorrer liquido pelo capilar Enchugar Líquido da parte externa Pesar e anotar massa final Lavar e secar Picnômetro Encher Picnômetro com Álcool Tampar e deixar escorrer liquido pelo capilar Enchugar Líquido da parte externa Pesar e anotar massa Lavar e secar Picnômetro Encher Picnômetro com Benzeno Tampar e deixar escorrer liquido pelo capilar Enchugar parte externa Pesar e anotar massa Realizar cálculos para obter densidade das amostras FIM 5 3.3. DENSIDADE DE SÓLIDOS Ao realizar o experimento para calcular a densidade dos 5 sólidos, inicialmente observou-se que os objetos eram irregulares e por isso não seria possível calcular os seus volumes por simples relações geométricas. Foi utilizado, portanto, o método do deslocamento de volume de água, com base no Princípio de Arquimedes, o qual afirma que o volume de água deslocado por um sólido é exatamente igual ao volume do próprio sólido, ou seja, a diferença entre o volume final e o inicial. Fluxograma do Procedimento Experimental para determinação da densidade de líquidos obs: Usou-se provetas de 10, 25 e 50 ml, devido os diferentes tamanhos das amostras sólidas ,usou-se Método do deslocamento Determinação da Densidade dos Sólidos Zinco Preencher proveta de 10ml com 6 ml de água (V inical) Acertar o menisco com pisseta Pesar amostra sólida Transferir amostra para proveta com inclinação de 45° Verificar e anotar deslocamento de volume final Alumínio Preencher proveta 25ml com 20ml de água Ajustar menisco Pesar amostra sólida Transferir amostra para proveta com inclinação de 45° Verificar e anotar Volume final Cobre Preencher proveta de 25ml com 10ml de água acertar menisco Pesar amostra Transferir amostra para proveta com inclinação de 45° Verificar e anotar volume final Ferro Preencher proveta de 10ml com 4ml de água e ajustar menisco Pesar amostra, anotar massa e transferir para proveta Verficar e anotar volume final Vidro Preencher proveta de 50ml com 30ml de água e ajustar menisco Pesa amostra, anotar massa e transferir para proveta Verificar e anotar volume final FIM 6 4.1. RESULTADOS E DISCUSSÕES Observa-se que o Vidro que foi verificado com maior massa (21,36g) e não possui necessariamente a maior densidade dentre as que foram tabeladas, isso porque a densidade é uma relação ente a massa e o volume 4.2. DENSIDADE DOS SÓLIDOS Tabela 2 – Volume e densidade dos Sólidos Amostras Massa/g Volume da amostra/ml Densidade/g.m−𝟏 Densidade verdadeira Erro absoluto Erro relativo Zinco 2,91g 0,4ml 7,2750gml 7,14g/cm3 0,135 1,8% Alumínio 3,29g 1,5ml 2,1933g\ml 2,70g/cm3 0,506 18,7% Cobre 11,49g 1,5ml 7,6600g\ml 8,93g/cm3 1,27 14,2% Ferro 9,85g 1,2ml 8,2083g\ml 7,87g/cm3 0,338 4,2% Vidro 21,36g 8ml 2.6700g/ml 2,6 g/cm3 0.07 2,6% Quadro 1 - Imagens das amostras utilizadas na realização do experimento. Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 Amostra 5 7 4.3. DENSIDADE DOS LÍQUIDOS Tabela 3 – Volume das Amostras Assim sendo, a partir da razão entre a massa absoluta e o volume do picnômetro utilizado para medi-la foi possível calcular a densidade de cada solução (Tabela 4). Tabela 4 – Densidade dos Líquidos Observando tais dados ficou evidente que a densidade de uma solução varia proporcionalmente à sua concentração. Ou seja, quanto mais concentrada, mais densa será a solução. Outrossim, os valores dos líquidos tabelados podem ser alterados conforme a variação da temperatura. 5. QUESTIONÁRIO SOBRE A VERIFICAÇÃO EXPERIMENTAL a)Escrever um processo que possibilite a determinar a densidade de uma moeda de níquel. Utilizou-se o método do deslocamento. Em uma proveta de 25ml, adicionou-se uma determinada quantidade de água suficiente para cobrir o sólido, verificou-se o volume da água, após isso, colocou-se a moeda de níquel e verificou-se o quanto o volume deslocou. Massa (g) p\ água Massa(g)p\ Etanol Massa p\ O Benzeno Massa do Picnômetro vazio 42,44g 42,44g 42,44g Massa do picnômetro +líquido 98,92g 88,63g 91,90g Massa do líquido 56,48g 46,19g 49,46g Volume do líquido 50 ml 50ml 50ml Densidade do Líquido 1.1296g\ml 0,9238g\ml 0,9892g\ml Líquidos Densidade Encontrada(g/ml) Densidade verdadeira E. Absoluto Picnômetro E. Relativo Picnômetro Água 1.1269g/ml 0.9970 0.1326 13,3% Etanol 0.9238g/ml 0,7890 0,1408 17,8% Benzeno 0.9892g/ml 0,8790 0,1102 12,5% 8 Feito isso pesou-se o sólido na balança e anotou-se a massa. Logoapós fez-se os devidos cálculos: razão entre massa e volume. b)Certo líquido insolúvel na água tem densidade d = 1,200 g/cm3. Este líquido deve flutuar ou afundar na água? Por quê? A densidade da água líquida é 1,0g/cm3, portanto, se a d do líquido é 1,200g/cm3 o líquido irá afundar na água. c) Compare os valores de densidade dos diversos metais com suas densidades encontradas na tabela periódica. A comparação pode ser observada na Tabela 2 – Volume e densidade dos Sólidos, onde o valor tabelado é a densidade verdadeira e o valor encontrado é Densidade/g.ml. Observou-se grande diferença entre esses valores. d) Cite alguns erros cometidos durante a realização do experimento que levaram a resultados diferentes do tabelado. Método não muito preciso Não uso da balança analítica Possível erro de ajuste no menisco e) Se um material possui um volume de 350,0mL e massa de 322,0g. Qual a densidade deste material, este vai afundar ou não em água? Explique. A densidade do objeto é 0,92g/ml, como sua densidade é menor que a densidade da água, o objeto irá flutuar 6. CONCLUSÃO Levando em consideração os resultados obtidos, a determinação da densidade dos sólidos e líquidos por meio dos métodos de deslocamento e picnometria foram adequados para os experimentos em questão, alcançando assim os objetivos desejados. Por fim, adquiriu-se conhecimento acerca dos equipamentos utilizados, tanto no que se refere à nomenclatura quanto ao manuseio correto dos mesmos. 9 7. REFERÊNCIAS César, Janaína, Marco-Aurélio De Paoli, and João Carlos de Andrade. "A determinação da densidade de sólidos e líquidos." Revista Chemkeys 7 (2004): 1-8. Sampaio, João Alves, and Fernanda Arruda Nogueira Gomes da Silva. "Determinação das densidades de sólidos e de polpa." CETEM/MCTI, 2007.