RELATÓRIO - DENSIDADE - PICNOMETRIA

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DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
FÍSICO QUÍMICA EXPERIMENTAL 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE LÍQUIDOS POR PICNOMETRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINA GRANDE – PB 
2022 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 
2. OBJETIVO ................................................................................................................ 3 
3. MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 4 
3.1 MATERIAIS ........................................................................................................... 4 
3.2 MÉTODOS ............................................................................................................. 4 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................ 5 
5. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 10 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS .................................................................... 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A densidade de um objeto é uma de suas propriedades físicas mais importantes e 
facilmente mensuráveis. As densidades são amplamente utilizadas para identificar 
substâncias puras e para caracterizar e estimar a composição de muitos tipos de misturas. 
O objetivo de saber como as densidades são definidas, medidas e utilizadas, e garantir os 
conceitos intimamente relacionados de flutuabilidade e gravidade específica e os papéis 
que desempenham em nossas vidas e no meio ambiente. A densidade de uma substância 
é uma propriedade intensiva, obtida pela razão entre duas propriedades extensivas (Atkins 
e Jones, 2001). 
As propriedades das substâncias podem ser classificadas como intensivas e 
extensivas. As propriedades intensivas não dependem do tamanho da amostra, enquanto 
as propriedades extensivas dependem do tamanho da amostra. As propriedades intensivas 
são mais úteis, já que uma substância exibirá sempre a mesma propriedade intensiva, 
independentemente da quantidade que estiver examinada (Brady e Humiston, 1986). 
Matematicamente, a densidade (𝜌) é a razão entre a massa de uma substância (m) e o 
seu volume (V): 
𝜌 = 
𝑚
𝑣
 (Eq. 1) 
A densidade relativa de uma substância pode ser obtida pela razão entre a sua 
densidade e a densidade de uma substância estabelecida como padrão. Logo, O padrão 
usualmente escolhido é a água, cujo valor da densidade é aproximadamente 1,0 g/cm³ a 
4° C. Assim, quando se afirmar que uma substância tem densidade igual a 3,18, significa 
dizer que esse mineral é 3,18 vezes mais denso que a água. 
Outro fator importante que se deve levar em consideração a densidade é a 
temperatura. Tomando ponto de partida a água, quando a mesma quantidade de água é 
aquecida ou resfriada, sua densidade muda. Quando a água é aquecida, ela se expande, 
aumentando de volume. Quanto mais quente a água, mais espaço ela ocupa e menor sua 
densidade, conforme a Tabela 1 representa essas variações. 
 
 
2 
 
Tabela – 1 Massa específica da água em diversas 
temperaturas 
T (em °C) 𝝆 (em g/cm³) T (em °C) 𝝆 (em g/cm³) 
10 0,999700 20 0,998203 
11 0,999605 21 0,997992 
12 0,999498 22 0,997770 
13 0,999377 23 0,997538 
14 0,999244 24 0,997296 
15 0,999099 25 0,997044 
16 0,998943 26 0,996783 
17 0,998774 27 0,996512 
18 0,998595 28 0,996232 
19 0,998405 29 0,995944 
 
 Assim como a água sofre variações, outras substâncias também sofrem alterações em 
sua densidade em relação com a temperatura, como é evidenciado na Tabela 2. 
 
Tabela 2 – Massa específica das soluções de álcool 
etílico em função da concentração e temperatura 
Solução (%) Densidade 
(g/cm³) 
Temperatura °C 
Álcool 20 0,96997 
 
20 
Álcool 40 0,93518 
Álcool 50 0,91315 
Álcool 60 0,89334 
Álcool 80 0,89113 
Álcool 20 0,96639 
 
25 
Álcool 40 0,93148 
Álcool 60 0,88931 
Álcool 80 0,83911 
Álcool 20 0,96395 
 
30 
Álcool 40 0,92770 
Álcool 60 0,88278 
Álcool 80 0,83473 
 
 
 
 
 
 
3 
 
2. OBJETIVO 
 
Calcular a densidade das soluções etanólicas nas diferentes concentrações, usando o 
método do picnômetro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
3.1 MATERIAIS 
 
• Álcool etílico absoluto 99,8 P.A. nas concentrações (20. 40, 60, 70 e 80% em 
(v/v)); 
• Água destilada; 
• Termômetro; 
• Balança analítica; 
• Picnômetros de 10 mL; 
• Becker de 50 mL; 
• Proveta; 
• Pipeta pasteur; 
• Balões volumétricos de 50 mL; 
3.2 MÉTODOS 
 
Primeiramente, Checou-se a temperatura ambiente com o auxílio de um termômetro 
(23°C), em seguida, dividiu-se para cada aluno, diferentes concentrações para preparação 
das soluções (Álcool etílico absoluto à 20, 40, 60, 70 e 80%) e reservou-as em balões 
volumétricos de 50 mL para realização do experimento. Como não se conhecia o volume 
de cada picnômetro, calibrou-se os picnômetros de 10 mL com água destilada, visto a 
necessidade de saber o volume, para que no teste, sabermos a real quantidade adicionada. 
O picnômetro foi pesado vazio e cheio de água destilada (foi seco com um papel na sua 
parte externa, checando se tinha a formação de bolhas e finalmente pesado) e seus valores 
foram anotados. Conhecendo-se os dados de massa/volume de cada picnômetro para 
realizar a pesagem nas diferentes concentrações das soluções previamente preparadas. 
Encheu-se cada picnômetro com diferentes concentrações e pesou-se. O procedimento de 
lavagem e secagem foi repetido para cada solução etanólica. Anotou-se os dados de cada 
pesagem nas diferentes concentrações para realizar os cálculos e suas respectivas 
comparações do experimental e literário, finalizando com a checagem da temperatura 
final do experimento 23°C. 
 
 
5 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
A Calibração do picnômetro foi realizado tomando base a temperatura do ambiente 
de 23°C, com a densidade da água tabelada de 𝜌 = 0,9975 g/cm³, dando início a encontrar 
a massa de cada picnômetro, temos: 
mH2O = mpH2O - mpv (Eq. 2) 
Onde: 
• mpv = Massa do picnômetro vazio; 
• mpH2O = Massa do picnômetro cheio com água destilada; 
• mH2O = Massa da água. 
Logo, a base de cálculos é referenciada a uma solução 20% de álcool etílico 99,8%, 
as demais foram compartilhadas. Então, temos: 
mH2O = mpH2O - mpv 
mH2O = 22,9008 g – 13,3464 g 
mH2O = 9,5544 g 
 Portanto, temos que encontrar o volume do picnômetro: 
𝑉𝑝 = 
𝑚H2O
𝜌H2O
 (Eq. 3) 
Onde: 
• Vp = Volume do picnômetro; 
• mH2O = Massa da água; 
• 𝜌H2O = Densidade da água. 
 Logo, temos: 
𝑉𝑝 = 
9,5544 g
0,9975 g/cm³
 
𝑉𝑝 = 9,5783 cm³ ou 9,5783 mL 
 
 
6 
 
Sabendo dos dados após a sua calibração do picnômetro, deu início a da solução 
etanolica 20%, obtendo os seguintes cálculos: 
msol = mpsol - mpv (Eq. 4) 
Onde: 
• msol = Massa da solução; 
• mpsol = Massa do picnômetro cheio com solução; 
• mpv = Massa do picnômetro vazio. 
Logo, temos: 
msol = mpsol - mpv 
msol = 22,1084 g – 13,3464 g 
msol = 8,762 g 
Sendo assim, a densidade da solução a 20% foi calculada, obtendo os seguintes 
resultados: 
𝜌 = 
msol
v𝑝
 (Eq. 5) 
Onde: 
• 𝜌 = Densidade da solução 
• msol = Massa da solução; 
• Vp = Volume do picnômetro; 
 
𝜌 = 
msol
v𝑝
 
𝜌 = 
8,7620 g 
9,5783 cm³
 
𝜌 = 0,9147 g/cm³ ou g/ mL 
O mesmo experimento foi feito nas diferentes concentrações pelos demais alunos que 
estavam no laboratório, conforme o Quadro 1, que evidencia a variação da 𝜌 de acordo 
com as demais % de solução etanolica. 
 
7 
 
 
Pic. 
Conc. 
de 
álcool 
(%) 
 
Vazio 
(g) 
Cheio 
de 
água 
(g) 
Cheio 
de 
solução 
(g) 
Massa 
de 
água 
(g) 
 
Volume 
(mL) 
Massa 
da 
solução 
(g) 
Densidade 
absoluta 
experimental 
(g/cm³)1 20 13,3464 22,9008 22,1084 9,5544 9,5783 8,7620 0,9147 
2 40 13,7408 23,4712 22,1788 9,7304 9,7544 8,4380 0,8650 
3 60 17,7815 27,8180 26,9435 10,1003 10,1252 9,1620 0,9048 
4 70 13,7051 23,1795 22,0555 9,4744 9,4977 8,3504 0,8792 
5 80 13,7523 23,1723 21,6699 9,4200 9,4432 7,9176 0,8384 
 
QUADRO 1: Resultados experimentais 
Percebe-se que à aumentarmos a concentração de solução de álcool etílico, a 
densidade tem uma redução significativa. 
O Gráfico 1, representa a variação da densidade, porém, no experimento fica nítido 
que o coeficiente da equação da reta ficou muito baixo R² = 0,419, o que justifica é que 
nos experimentos em geral, houve erro na execução do experimento. 
 
Gráfico 1: Dispersão dos dados experimentais. 
Sabendo que no experimento houve um erro considerável na sua execução, fez-se 
necessário calcular os erros individuais de cada operação, antes disse, calculou-se cada 
densidade na respectiva temperatura do dia do experimento, através da interpolação das 
densidades já conhecidas, conforme está representado na Tabela 2. 
 
0,9147
0,8650
0,9048
0,8792
0,8384
y = -0,0008x + 0,925
R² = 0,419
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
0,89
0,9
0,91
0,92
0 20 40 60 80 100
Densidade absoluta experimental (g/cm³)
8 
 
Usando a fórmula de interpolação linear em uma solução com 20% de teor de álcool, 
que pode ser deduzida usando-se proporcionalidade, através da Figura 1, temos: 
 
FIGURA 1: Relação de interpolação linear entre dois pontos. 
 Estabelecendo a seguinte relação: 
𝑦−𝑦₀
𝑥−𝑥₀
= 
𝑦₁−𝑦₀
𝑥 ₁−𝑥₀
 (Eq. 6) 
 Temos então, usando os dados da Tabela 2, para 23°C: 
0,96639 − 0,96997
25 − 20
= 
𝑦₁ − 0,96997
23 − 20
 
𝑦₁ = 0,9678 g/cm³ 
 A partir desse valor descoberto da densidade a 23ºC, é possível calcular o erro: 
𝐸𝑟𝑟𝑜 = |
 𝜌 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙− 𝜌 𝐵𝑖𝑏𝑙𝑖𝑜𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑎 
𝜌 𝐵𝑖𝑏𝑙𝑖𝑜𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑎
| x 100 (Eq. 7) 
 𝐸𝑟𝑟𝑜 = |
 0,9147− 0,9678 
0,9678
| x 100 
 𝐸𝑟𝑟𝑜 = 5,49 % 
 Já para as demais concentrações, as interpolações e erros, foram fornecidas pelos 
demais alunos que participaram do experimento, conforme está representado no Quadro 
2, onde percebe-se que houve algo de errado pra preparação e coleta de dados. 
 
 
9 
 
 
Conc. de 
álcool 
(%) 
Densidade 
absoluta 
experimental 
(g/cm³) 
 
Densidade 
Bibliográfica 
(g/cm³) 
 
Erro 
experimental 
(%) 
20 0,9147 0,9678 5,49 
40 0,8650 0,9329 7,28 
60 0,9048 0,8909 1,56 
70 0,8792 0,8754 0,43 
80 0,8384 0,8599 2,50 
 
QUADRO 2: Resultados da interpolação e erro experimental 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. CONCLUSÃO 
 
Com este experimento, foi possível concluir que, os correlatos bibliográficos, informa 
que tem um método preciso, porém na execução do experimento de forma geral, nota-se 
uma variação na preparação de solução, como também na coleta de dados, fazendo ter 
um erro bastante considerável nos parâmetros do teste. De ponto positivo, podemos 
ressaltar que foi observado uma diminuição proporcional conforme a concentração da 
solução etanolica aumentava. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
Apostila de aulas práticas. Físico Química Experimental – Universidade Estadual da 
Paraíba, 2002. Acesso em 15/09/2022. 
Atkins, P. e Jones, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio 
ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001. 
Brady, J. E. e Humiston, G. E. Química Geral, vol. 1, 2ª ed., Rio de Janeiro: Livros 
Técnicos e Científicos, 1986.