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Universidade Federal De Juiz De Fora Departamento De Farmácia Físico-Química Experimental GABRIELLE FERREIRA DE OLIVEIRA PRÁTICA 04 DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE LÍQUIDOS E SÓLIDOS PROF. DR. VICTOR GOMES LIMA FERRAZ Governador Valadares 2021 1. INTRODUÇÃO Os estados sólido, líquido e gasosos podem caracterizar a matéria. As propriedades da matéria podem ser classificadas como extensivas que são diretamente proporcionais á quantidade de matéria da substância presente na amostra e intensivas que independem da quantidade de matéria. São propriedades intensivas a temperatura (T) e a densidade (d), enquanto massa (m) e volume (v) são propriedades extensivas. A densidade absoluta é considerada uma das propriedades que possibilita distinguir os três estados para uma mesma substância. Essa propriedade pode variar, mas não depende da quantidade de matéria como temperatura, calor específico, pressão. A densidade de uma amostra no geral é influenciada pela pressa e temperatura assim é definida como a relação entre a sua massa e seu volume: Na maioria das vezes, a densidade de sólidos costuma ser maior do que a de líquidos, esse sendo maior que a de gases, isso acontece em decorrência do valor da massa ser alto para um volume baixo, o que gera um agrupamento maior das moléculas e, consequentemente, aumenta a densidade. Diferente disso, os líquidos e principalmente os gases, não se mantém tão agrupados, fazendo sua densidade ser menor. A principal finalidade da densidade é descobrir quanto de matéria está presente em certa unidade de volume para que, assim, essa substância possa ser caracterizada por isso, facilitando sua identificação. A densidade relativa é definida pela relação entre a densidade absoluta dela e a densidade absoluta de outra substância eleita como padrão. Sua formula é dada como: onde: ρ2 é geralmente escolhida como padrão. É comum considerar a água como tal padrão, pois sua densidade absoluta já foi obtida para uma série de temperaturas bem como pela conveniência de sua abundância. O Picnômetro é o equipamento utilizado para fazer a determinação de uma massa específica e da densidade de líquidos. Pode também determinar-se a massa específica e a densidade de sólidos antes ser dissolvido. Para determinar a densidade utilizando este equipamento é necessário tê-lo calibrado juntamente com um termômetro e uma balança. Assim verifica-se se o recipiente está limpo sem resíduos, com a temperatura adequada para pesa-lo vazio e enche-lo com o produto o qual irá ser determinado a densidade. Desse modo, pode concluir o objetivo disposto nessa prática, que consiste em duas partes: a metodologia para a definição da densidade de sólidos e a outra para líquidos. 2. OBJETIVO Compreender a identificação da densidade de líquidos utilizando o picnômetro. 3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS MATERIAIS • Água destilada; • Papel toalha; • Proveta 5 mL e 50 mL; • Béquer 100 mL; • Balão Volumétrico 100 mL; REAGENTES • Etanol; • Dimetilsulfóxido. • Substância Desconhecida EQUIPAMENTOS • Banho Maria; • Balança Analítica; • Picnômetro. 4. PROCEDIMENTO EXPERIMEMTAL Experimento 1 A. Calibração do volume do picnômetro. Para a calibração, pesou-se o picnômetro vazio na balança analítica e anotou-se o valor de sua massa. Em seguida adicionou-se água até que o instrumento estivesse completo e o transferiu para banho maria por 10 mim, assim com o tempo esperado enxugou-se a vidraria a pesou para determinação da massa com água. O processo foi repetido por três vezes e anotou-se os valores de temperatura e massa encontrados. Assim com o valor média das massas e a densidade absoluta da água definidos foi possível determinar o volume do picnômetro. B. Medidas da densidade de líquidos. Preparou-se soluções de etanol a 10%, 50% e 100% utilizando provetas de 10 mL e 50 mL para as medições. A pesagem foi realizada na balança analítica com a solução inserida em um béquer e transferida para um balão volumétrico de 100 mL, logo, sua massa anotada. Feito isso, escolheu-se o líquido para determinação de sua densidade: a solução de etanol a 10%. Lavou-se o picnômetro com a solução, a completou com água destilada e houve homogeneização, assim enxugou-se a vidraria e pesou-se novamente. O processo foi repetido nos nas três porcentagens para que os resultados da experiência fossem colocados em uma tabela. A segunda pesagem foi realizada na balança analítica com a solução inserida em um béquer e transferida para um balão volumétrico de 100 mL, logo, sua massa anotada. Feito isso, escolheu-se o líquido para determinação de sua densidade: a solução de etanol a 50%. Lavou-se o picnômetro com a solução, a completou com água destilada e houve homogeneização, assim enxugou-se a vidraria e pesou-se novamente. A terceira pesagem foi realizada na balança analítica com a solução inserida em um béquer e transferida para um balão volumétrico de 100 mL, logo, sua massa anotada. Feito isso, escolheu-se o líquido para determinação de sua densidade: a solução de etanol a 100%. Lavou-se o picnômetro e completou-se com a solução, assim enxugou-se a vidraria e pesou-se novamente para efetuar a construção da tabela. Preparou-se a solução de Dimetilsulfóxido utilizando os mesmos métodos das amostras anteriores. Experimento 2 Pesou-se a proveta vazia e anotou-se sua massa. Colocou-se o pó da substância desconhecida na proveta até os 10 ml da amostra. Bateu-se por cerca de 5 minutos o fundo da proveta com intervalo de 2 segundos a cada batida. Anotou-se os volumes obtidos. Realizou-se as etapas anteriores até que nenhuma alteração foi observada no volume final. Pesou-se a proveta com a substância desconhecida e anotou-se sua massa 5. RESULTADOS Os resultados obtidos no procedimento experimental na calibração do picnômetro e nas preparações da amostra de Etanol em três concentrações foram descritos abaixo: Experimento 1 Calibração do volume do picnômetro: Pesagem Picnômetro vazio = 29,834 1° Pesagem 55,222 – 29,834 = 25,388 2° Pesagem 55,219 – 29,834 = 25,385 3° Pesagem 55,129 – 29,834 = 25,385 Massa média das massas 25,386 Densidade Absoluta (33°C): volume picnômetro 𝑝 = 𝑚 𝑣 → 0,99408 = 26,479 𝑣 v = 26,636 Medidas da densidade de líquidos: Amostra 10% Pesagem (m) picnômetro vazio (m) picnômetro + solução Massa solução 1° 33,545 59,587 26,042 Amostra 50% Pesagem (m) picnômetro vazio (m) picnômetro + solução Massa solução 1° 33,545 58,241 24,696 Amostra 100% Pesagem (m) picnômetro vazio (m) picnômetro + solução Massa solução 1° 33,545 54,571 21,026 Densidade Relativa: Amostra 10% 𝑝 = 𝑚 𝑣 → 𝑝 = 26,042 10 𝑝 = 2,604 g /ml Amostra 50% 𝑝 = 𝑚 𝑣 → 𝑝 = 24,696 50 𝑝 = 0,493 g /ml Amostra 100% 𝑝 = 𝑚 𝑣 → 𝑝 = 21,026 100 𝑝 = 0,210 g /ml Experimento 2 Proveta Vazia Volume Proveta Cheia Densidade 19,112 9,5 ml 26,544 0,782 19,112 9,7 ml 26,544 0,766 19,112 10,0 ml 26,544 0,743 6. DISCUSSÃO Os resultados encontrados das densidades foram satisfatórios, e se aproximam dos encontrados na literatura. Podem ter ocorrido erros de pesagens e erros no momento do manuseio do picnômetro, uma vez que não era recomendado tocar nele, e isto não foi obedecido. 7. CONCLUSÂO A densidade possui dois tipos: a densidade absoluta e densidade relativa. A densidade absoluta é feita através da relação entre a sua massa e o seu volume já a densidade relativa de uma substância pode ser obtida pela razão entre a sua densidade e a densidade de uma substância estabelecida como padrão No experimento utilizamos dados para calcular a densidade, do etanol e da água sendo os valores encontrados 0,99476 g/ml e 0,9970 g/ml. Na literatura o valor de densidade do etanol a 33ºCé de 1,267 g/ml, tendo uma diferença de 0,27 com o valor encontrado. A água apresenta na literatura a densidade 25,519 g/cm3 a 33 ºC, o valor encontrado é menor, tendo uma diferença de 0,99 deixando o valor de densidade não tão próximo/menor do valor da literatura. 8. REFERÊNCIAS https://www.ufjf.br/quimica/files/2020/03/QUI147-AULA02.pdf HOLLER, F.J.; SKOOG, D. A.; CROUCH, S.R. Princípios de análise instrumental. 6a Edição. Porto Alegre: Bookman, 2009. http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem/1019/1/Cap%202%20Densidade%20Final.p df 9. APÊNDICES/ ANEXOS 1) Cálculo do volume do picnômetro utilizado. Cálculo da densidade relativa etanol, água. http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem/1019/1/Cap%202%20Densidade%20Final.pdf http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem/1019/1/Cap%202%20Densidade%20Final.pdf 2) Cálculo da densidade absoluta das soluções etanol: água e do DMSO na temperatura estudada. 3) Cálculo da densidade aparente da amostra de pó desconhecida. 4) Compare as densidades obtidas com os valores relacionados na Literatura. 5) Justifique possíveis discrepâncias dos valores teóricos com os resultados experimentais. Figura I Figura II
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