EXPERIMETO 01 DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE LÍQUIDOS POR PICNOMETRIA E DENSIMETRIA

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CENTRO CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SAÚDE
DEPEPARTAMENTO DE FARMÁCIA
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA 
LUÍS FELIPE ALVES DIONÍSIO
RELATÓRIO DO EXPERIMETO 01: DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE LÍQUIDOS POR PICNOMETRIA E DENSIMETRIA
CAMPINA GRANDE
22/02/2022
RELATÓRIO
DENSIDADE DE LÍQUIDOS POR PICNOMETRIA E DENSIMETRIA
/
Relatório apresentado à disciplina de Físico-Química Experimental do Curso de Farmácia da Universidade Estadual da Paraíba, como atividade parcial para a obtenção de nota da segunda unidade.
Profª. Drª. Dauci Pinheiro Rodrigues
CAMPINA GRANDE 
22/02/2022
LUÍS FELIPE ALVES DIONÍSIO
1. INTRODUÇÃO
Ao colocar um ovo na água, observamos que o ovo em seu estado natural, tende a afundar, pois sua densidade é maior que a da água, contudo, se colocarmos o mesmo ovo em uma solução (sistemas homogêneos formados pela mistura de duas ou mais substâncias) de água e sal, ele irá boiar, devido a densidade da água ter aumentado, ficando superior à do ovo. A densidade é a relação entre massa e volume, que, em outras palavras, é definida como a quantidade de massa da substância contida por unidade de volume, também é uma grandeza intensiva, assim a densidade da água como exemplo, um litro dela tem a mesma densidade de que cinco mililitros. Ainda podendo classifica-la com subgrupos como a densidade absoluta e massa específica. 
A densidade absoluta é uma propriedade específica, que cada tipo de substância tem sua própria densidade. Ela depende da temperatura e da expressão ρ = ρ0(1 – βT), densidade absoluta do líquido na temperatura (t) = Densidade do líquido em °C (1- Coeficiente de dilatação cúbica), para sua realização (IMBELLONI, GOUVEIA, NUNES, 2007).
 Já a massa específica, é uma grandeza intensiva, entre a relação da massa e o volume em determinada temperatura, mas só e referida quando se trata de substâncias, objetos sólidos não entram nessa classificação, a não ser que sejam isotrópicos e homegêneos, no caso, objetos que tenham sua massa distribuída igualmente em todo seu volume (IMBELLONI, GOUVEIA, NUNES, 2007).
Um método utilizado para indicar a densidade de líquidos sem auxílio de aparelhos de precisão é o densímetro, funcionando com base na flutuabilidade do aparelho. Um corpo vai flutuar quando se encontrar em equilíbrio sob a ação somente das força/peso da gravidade e empuxo. O densímetro além de flutuar, tem que estar equilíbrio estável, não deve ser pesado ao ponto de tocar no fundo do recipiente, nem muito leve ao ponto de a escala ficar fora do líquido. Ainda mais o diâmetro do recipiente deve ser três vezes maior do que o bulbo do densímetro (MOTA, 2020).
Outro método utilizado para determinação de densidade é a picnometria, que é a determinação de massa e volume de substância sólidas ou líquidas. Essa determinação é realizada pelo picnômetro, uma vidraria que possuí baixo coeficiente de dilatação, recipiente de vidro que contém uma rolha vazada com um tubo para realizar a rinsagem. Sua capacidade volumétrica é determinada na pesagem de algum líquido padrão, geralmente a água, em temperatura ambiente. Os dois métodos são bons para realização desses experimentos, contudo, a picnometria é o mais indicado por sua praticidade e acessibilidade.
2. OBJETIVO
Determinar as densidades de soluções etanólicas e de sacarose, a partir dos métodos da picnometria e densimetria.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais 
· Balança analítica
· Picnômetro 10mL
· Densímetro
· Termômetro
· Béquer 50mL
· Proveta
· Papel toalha
· Água destilada
· Água convencional 
· 1 lata de 220mL de Coca-Cola original
· Xarope
· Soro fisiológico vencido
· Soluções: etanólicas de concentrações 20,40,60,70,80 e 92.8% em (v/v) e sacarose 1.25, 2.50,3.80 e 4.99g em (m/v)
· 3.2 Procedimento experimental
- Picnometria
Foi verificado inicialmente a temperatura do ambiente por meio de um termômetro que constou 29ºC e anotado, após, o picnômetro foi pesou-se vazio, limpo e seco com uma balança analítica, o valor obtido foi anotado na tabela. Posteriormente o picnômetro foi completado no seu volume máximo com água destilada, foi bem seco e pesado com precisão na balança novamente e anotado o valor na tabela. Após esvaziado, foi realizado o processo de rinsagem e ocupado seu volume com etanol, foi seco sua parte externa e novamente pesado com exatidão, o valor obtido foi anotado na tabela. Esses procedimentos foram realizados em diferentes tipos de concentrações etanólicas (20,40,60,70,80 e 92.8%) e todos os valores anotados. Foi verificado no final do experimento que a temperatura se manteve em 29ºC. O mesmo procedimento foi efetuado para as soluções de sacarose (1.25, 2.50,3.80 e 4.99g). Após a coleta de dados, efetuou-se os cálculos de densidade e os valores foram tabelados.
-Densimetria 
Inicialmente foi colocado água da torneira em uma proveta maior de diâmetro maior que o bulbo do densímetro, contudo, o diâmetro da proveta não era adequado, pois não apresentava 3 vezes o diâmetro do volume do bulbo. Após foi aferida temperatura da água 28ºC e inserido o densímetro que quando atingiu seu equilíbrio e foi aferido sua escala, constatando a densidade de 0,995cm³. O mesmo resultado foi obtido com a água destilada na mesma temperatura.
4. RESULTADOS E DISCURSÃO 
4.1.1 - 	Picnometria 
Temperatura ambiente inicial: 26º C
Temperatura ambiente final: 28º C.
Temperatura média: T1 + T2 = 27ºC
pH2O em 27º C = 0,996512 g/cm3
Tabela 1: Soluções Etanólicas
	Picn.
	Conc. de álcool (%)
	Vazio
(g)
	Cheio de 
Água
(g)
	Cheio de
Solução(g)
	Massa 
Da 
Água (g)
	Volume(mL)
	Massa da Solução (g)
	Densidade Absoluta
(g. cm³)
	P1
	20
	29,9315
	81,5503
	80,7142
	51,6188
	51,7994
	50,7827
	0,9803
	P2
	Sol.a
	30,4700
	813521
	79,3431
	50,8821
	51,0601
	48,8731
	0,9571
	P3
	60
	27,9034
	82,1093
	79,6311
	54,2059
	54,3956
	51,7277
	0,9509
	P4
	Sol.b
	28,7256
	80,0321
	76,7823
	51,3066
	51,4861
	48,0567
	0,9333
	P5
	80
	30,0570
	80,7225
	74,7258
	50,6655
	50,8428
	44,6688
	0,8785
	P6
	PA
(92,8)
	42,4401
	100,27000
	89,9094
	57,8299
	58,0323
	47,4693
	0,8179
Fonte: Do Autor (2022)
Como o álcool apresenta uma densidade menor que a da água em qualquer situação, na tabela podemos observar a diminuição gradual da densidade absoluta, quando é aumentado a concentração de álcool na solução.
Tabela 2: Soluções de Sacarose
	Picn.
	M(g)
	C(g/0,02 5L)
	Vazio(g)
	Cheio de Água (g)
	Cheio de Solução (g)
	Massa da água (g)
	Volume (mL)
	Massa da solução (g)
	Densidade absoluta (g. cm³)
	P1
	1,25
	50
	33,2108
	83,9054
	84,9323
	50,6946
	50,9010
	51,7215
	1,0161
	P2
	2,50
	100
	28,5856
	79,5686
	81,5959
	50,9833
	51,1909
	53,0103
	1,0355
	P3
	3,80
	152
	31,3616
	82,2676
	85,3068
	50,9066
	51,1133
	53,9452
	1,0556
	P4
	4,99
	1999,6
	30,2071
	81,4499
	85,4290
	51,2428
	51,4514
	55,2219
	1,0732
Fonte: Do Autor (2022)
No caso da sacarose observa-se que ocorre um aumento na densidade, devido que as características físico-químicas da sacarose, fazem a sacarose possuir maior densidade que a água
Tabela 3: Demais substâncias
	Picn.
	Substancias
	Vazio(g)
	Cheio de água(g)
	Cheio de solução (g)
	Massa da água (g)
	Volume (mL)
	Massa da solução (g)
	Densidade Absoluta (g. cm³)
	P1
	Coca-Cola
	19,0038
	51,9594
	53,3844
	32,9556
	33,0709
	34,3806
	1,0396
	P2
	Soro Vencido
	31,2159
	82,2796
	82,5617
	51,0637
	51,2424
	51,3458
	1,0020
	P3
	Xarope
	9,3197
	20,0949
	20,3658
	10,7752
	10,8129
	11,0461
	1,0215
Fonte: Do Autor (2022)
Os números das tabelas 1, 2 e 3 respectivamente, foram realizados os cálculos abaixo, com a finalidade de calcular a densidade.
Massa da água: é calculada na subtração da massa(g) do picnômetro cheio pela massa(g) do picnômetro vazio.
Massa da solução: é calculada da subtração entre a massa(g) do picnômetro com a solução pela massa do picnômetro vazio.
Volume do picnômetro: é calculado pela divisão entre a, massa da água e a densidade(ρ) teórica da água que estava 0,996512 g/cm devido a temperatura média no momento do experimento que era 27ºC.
MASSA DA ÁGUA (mH2O) = PicnômetroCheio (mPH2O) - Picnômetro vazio (mPV).
Soluções Etanólicas:
P1: mH2O = 81,5503 – 29,9315 = 51,6188
P2: mH2O = 81,3521 – 30,4700 = 50,8821
P3: mH2O = 82,1093 – 27,9034 = 54,2059
P4: mH2O = 80,0321 – 28,7256 = 51,3066
P5: mH2O = 80,7225 – 30,0570 = 50,6655
P6: mH2O = 100,2700 – 42,2201 = 57,8299
Soluções de Sacarose:
P1: mH2O = 83,9054 – 33,2108 = 50,6946
P2: mH2O = 79,5689 – 28,5856 = 50,9833
P3: mH2O = 82,2676 – 31,3616 = 50,9060
P4: mH2O = 81,4499 – 30,2071 = 51,2428
Demais substâncias:
P1: mH2O = 51,9594 – 19,0038 = 32,9556
P2: mH2O = 82,2796 – 31,2159 = 51,0637
P3: mH2O = 20,0949 – 09,3197 = 10,7752
MASSA DA SOLUÇÃO (m): m (picnômetro com solução) - m (picnômetro vazio).
Soluções Etanólicas:
P1: m = 80,7142 – 29,9315 = 50,7827
P2: m = 79,3431 – 30,4700 = 48,8731
P3: m = 79,6311 – 27,9034 = 51,7277
P4: m = 76,7823 – 28,7256 = 48,0567
P5: m = 74,7258 – 30,0570 = 44,6688
P6: m = 89,9094 – 42,4401 = 47,4693
Soluções de Sacarose:
P1: m = 83,9323 – 33,2108 = 50,7215
P2: m = 81,5959 – 28,5856 = 53,0103
P3: m = 85,3068 – 31,3616 = 53,9442
P4: m = 85,4290 – 30,2071 = 55,2219
Demais soluções:
P1: m = 53,3844 – 19,0038 = 34,3806
P2: m = 82,5617 – 31,2159 = 51,3458
P3: m = 20,3658 – 09,3197 = 11,0461
VOLUME DO PICNÔMETRO (V) = mH2O/ ρH20 (27ºC)
Soluções etanólicas:
P1: 𝑉 = 51,6188/0,996512 = 51,7994
P2: 𝑉 = 50,8821/0,996512 = 51,0601
P3: 𝑉 = 54,2059/0,996512 = 54,3956
P4: 𝑉 = 51,3066/0,996512 = 51,4861
P5: 𝑉 = 50,6655/0,996512 = 50,8428
P6: 𝑉 = 57 ,8299/0,996512 = 58,0323
Soluções de sacarose:
P1: 𝑉 = 50,6946/0,996512 = 50,8720
P2: 𝑉 = 50,9833/0,996512 = 51,1617
P3: 𝑉 = 50,9060/0,996512 = 51,0841
P4: 𝑉 = 51,2428/0,996512 = 51,4221
Demais soluções:
P1: 𝑉 = 32,9556/0,996512 = 33,0709
P2: 𝑉 = 51,0637/0,996512 = 51,2424
P3: 𝑉 = 10,7752/0,996512 = 10,8129
Partindo dos dados obtidos, calculamos o erro das soluções etanólicas:
 
Solução a 20%:
Erro = 0,96639 – 0,9803 / 0,96639 x 100 = 1,4393
Solução A:
Erro = 0,93148 – 0,9571 / 0,93148 x 100 = 2,7504
Solução a 60%: 
Erro =0,88931 – 0,9509 / 0,88931 x 100 = 6,9255
Solução B:
Erro = 0,83911 – 0,8785 / 0,83911 x 100 = 4,6942
Solução PA (92,8%):
Erro = 0,81500 – 0,8179 / 0,81500 x 100 = 0,35582
Com base nos dados, e sabendo que o erro até o valor de 5, pode-se considerar o cálculo correto. Nos valores dos erros calculados, a única solução que passou da margem foi a solução a 60%, por possivelmente a solução apresentar impurezas ao realizar os procedimentos com ela.
4.1.2 - Densimetria 
Nesse experimento, não tivemos como verificar as densidades de soluções etanólicas e de sacarose em diferentes concentrações, pois havia a necessidade de grandes quantidades delas para a realização do próprio. Assim, foi verificada apenas a densidade da água da torneira de origem da estação de tratamento do Boqueirão e água destilada. Resultados obtidos a seguir:
Tabela 4: Valores no densímetro 
	Substância
	Densidade (g/mL)
	Temperatura (ºC)
	Água da torneira
	0,995
	28
	Água destilada
	0,995
	28
Fonte: Do Autor (2022)
4.2 	Discursões 
Com base nesses experimentos, é notório que ocorre uma certa variação na concentração dos líquidos que logo, sua densidade também é alterada, provocando mudanças no peso. No experimento do picnômetro junto aos valores obtidos para a densidade absoluta, observa-se segundo a tabela de densidade fornecida no roteiro do experimento, que os valores extraídos das substâncias do experimento, tratam-se de números muito próximos. Observa-se também que, com base nos cálculos do experimento do decímetro, a água destilada que utilizamos no laboratório não estava totalmente pura, pois a partir do método, a densidade dela estava equivalente à da água da torneira. É imprescindível também ressaltar que, a temperatura dos dois métodos é diferente, devido à realização dos experimentos que vieram a ocorrer em dias diferentes. Portanto, observa-se que, os métodos utilizados são totalmente eficazes para uso laboratorial em atividades de pesquisa.
5. APLICAÇÃO DOS RESULTADOS EXPERIMENTAIS 
1 - Fazer a calibração com água destilada para encontrar o volume real do picnômetro.
Resposta: Volume real do picnômetro é determinado entre a massa da água e a densidade teórica da água, na temperatura de 27 ºC, aferida no dia do experimento. Sendo a massa específica da água 0,996512 g/cm³ de acordo com a tabela.
V picnômetro = mH2O / ρ H2O em T (°C)
VOLUME REAL DO PICNOMETRO EM SOLUÇÕES ETANÓLICAS:
P1: 51.6188/0.996512=51.7994
P2: 50.8821/0.996512=51.0601
P3: 54,2059/0,996512-54,3956
P4: 51.3066/0.996512=51.4861
P5: 50.6655/0.996512=50.8428
P6: 57.8299/0.996512=58.0323
VOLUME REAL DO PICNÔMETRO EM SOLUÇÕES DE SACAROSE:
P1: 50.6946/0.996512=50.8720
P2: 50.9833/0.996512=51.1617
P3: 50.906/0.996512=51.0841
P4: 51.2428/0.996512=51.4221
DEMAIS SOLUÇÕES:
Coca-Cola: 32.9556/0.996512=33.0709
Xarope: 10,7752/0,996512=10.8129
Soro vencido: 51.0637/0.996512=51.2424
2 - Calcular as concentrações das diferentes soluções da sacarose.
Resposta:
Concentração = m(soluto)/ v(solução)
P1: 1,25g / 0.025dm 3 =50
P2: 2.50g / 0.025dm 3 =100
P3: 3,80g / 0,025dm 3 =152
P4: 4.99g / 0,025dm 3 =199.6
3 - Calcular a densidade absoluta das soluções que você usou com o método do
picnômetro e depois determinar a densidade relativa destas soluções.
Resposta: 
DENSIDADE ABSOLUTA DAS SOLUÇÕES ETANÓLICAS:
m(solução)/v(picnômetro)
P1:50.7827/51.7994=0.9803
P2:48,8731/51.0601=0.9571
P3:51.7277/54.3956=0.9509
P4:48.0567/51.4861=0.9333
P5:44.6688 50.8428=0.8785
P6:47.4693/58.0323=0.8179
DENSIDADE ABSOLUTA DAS SOLUÇÕES DE SACAROSE:
P1:51.7215 50.9010=1.01611952
P2:53.0103 51.1909=1.0355414731
P3:53.9452/51.1133=1.0556000101
P4:55.2219 51.4514=1.0732827483
DEMAIS SOLUÇÕES:
Coca-Cola: 34,3806/33.0898-1.0390089997
Xarope:11,0461/10,8190=1.0209908494
Soro vencido: 51,3458/51,2716=1,0014471949
DENSIDADE RELATIVA DAS SOLUÇÕES ETANOLICAS
densidade relativa= d(absoluta) / ρ H2O em T°C
P1: 0.9803/0.996512=0.9837
P2: 0.9571/0.996512=0.9604
P3: 0.9509/0.996512=0.9542
P4: 0.9333/0.996512=0.9365
P5: 0.8785 0.996312=0.8815
P6: 0.8179/0.996512=0.8207
DENSIDADE RELATIVA DAS SOLUÇÕES DE SACAROSE 
P1:1.01611952/0.996512=1.0196
P2:1.0355414731/0.996512=1.0391
P3:1.0556000101/0.996512=1.0592
P4:1.0732827483/0.996512=1.0770
DEMAIS SOLUÇÕES:
Coca-Cola: 1.0390089997/0.996512=1.042645748069266
Xarope: 1.0209908494/0.996512=1.024564530482322
Soro vencido: 1.0014471949/0.996512=1.004952469112264
4 - Construir a curva de calibração das soluções de sacarose com densidades e concentrações conhecidas e encontrar a equação da reta do experimento. Também encontrar o parâmetro R? Explicar seu significado.
Para encontrar a equação da reta do experimento:
X Y y = 0,00038665x+0,9969
100 - 1,0855 R2= 0,9999
152 - 1,0556
y=ax+b 1,0355 = 0,003865x100+b y = 0,0003865x+0,9969
1,0556 = 152a+b b = 0,9969
1,0355 = 100a+b
0,0201 = 52a > a = 0,0003865
Quanto mais próximo do 1, mais assertivo foi.
5 - Compare as densidades absolutas do álcool etílico nas concentrações conhecidas, com
as que você encontrará na bibliografia, pelo método do picnômetro.
Resposta:
Bibliografia: Experimento:
Álcool 20 – 0,96636 Álcool 20 – 0.9803
Álcool 40 – 0,93148 Álcool 40 – 0.9571
Álcool 60 – 0,88931 Álcool 60 – 0.9509
Álcool 80 – 0,83911 Álcool 80 – 0.8785
 Comparando os valores obtidos no experimento, como os valores encontrados na bibliografia, conclui-se que os valores do experimento foram superiores aos dos dados bibliográficos, devido ao fato que as soluções etanólicas utilizadas podem estarem alteradas, pois já havia sido manuseada por outras turmas. Portanto, possivelmente ocorreu misturas com outras substâncias. 
6 - Coma curva de calibração das soluções da sacarose calcular a concentração da Coca-Cola e discutir o resultado encontrado.
Resposta:
Calcular a concentração da coca cola, é necessário aplicar o valor da densidade absoluta da coca cola na equação da curva de calibração:
Y = 0.0003865x + 0.9969
1.0390 = 0.0003865x + 0.9969
X = 108.9 g/L
A partir desse resultado, podemos observar que o valor da concentração da coca cola fica maior que o valor encontrado de com os dados da lata de coca cola:
37 g de açúcar em 350ml
X em 1000ml
X = 105.7 g/L
Assim, esse resultado obtido foi maior do que o esperado, porque existe outras substâncias que são encontradas na lata, além da sacarose. Desse modo, deixando a densidade maior.
7 - Construir a curva de calibração das soluções de etanólicas com densidades e concentrações conhecidas e encontrar a equação da reta do experimento. Também encontrar o parâmetro R.
Resposta:
Y = 0,0003865x+0,9969
R 2 = 0,99
6. CONCLUSÃO
Com a realização dos experimentos, no método do picnômetro, verificamos as densidades de soluções etanólicas e sacarose em diversas concentrações, além das outras substâncias como xarope, soro e Coca-Cola. No método da densimetria, avaliou-se a massa específica da água destilada do laboratório de Físico-Química da UEPB e da água da torneira, proveniente do Boqueirão. Constatou-se que a da água destilada foi a mesma da torneira, portanto, ficando evidente que a água destilada ofertada, não se encontra mais pura que a água da torneira em relação a densidade, pois a da destilada deve ser menor que a da água da torneira, por possuir menos massa. Portanto, constata-se que tanto as medidas do densímetro, quanto as do picnômetro são equivalentes. Também, é possível avaliar o percentual de erro para os experimentos realizados com cada solução etanoica. Conclui-se, portanto que, obtemos relevância quando utilizamos esses métodos para aferição da densidade, obtendo dados mais precisos. 
7. REFERENCIAS
Imbelloni, Luiz Eduardo, Gouveia, Marildo A. e Nunes, Rogean RodriguesDensidade relativa de uma solução: desmistificando conceitos. Revista Brasileira de Anestesiologia [online]. 2007, v. 57, n. 3 [Acessado 10 Março 2022] , pp. 331-332. Disponível em: <https://doi.org/10.1590/S0034-70942007000300012>. Epub 10 Maio 2007.
MOTA, A. R. Princípio de arquimedes e condições de flutuação em estações laboratoriais no ensino fundamental. Experiências em Ensino de Ciências V.15, No.2, 2020.