Densidade de Líquidos

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1 – Introdução
Densidade é uma propriedade física de qualquer material, ela determina a quantidade de matéria presente em um determinado volume. A densidade nos líquidos explica a razão de que eles podem flutuar ou afundar em contato entre si. Isso se deve que cada líquido, em um mesmo volume, possui mais ou menos matéria. Dessa forma, um líquido pode ser mais ou menos denso do que outros líquidos e para fazer essa relação, o valor da densidade de cada um deve ser conhecido.
Para se determinar o valor da densidade , realiza-se uma simples conta matemática cuja fórmula está logo em seguida e a unidade correspondente a essa propriedade é g/cm3 ou kg/m3.
 (1)
Deve-se levar em conta de que a densidade é uma grandeza denominada de grandeza derivada, ela é definida através de outras grandezas. Um exemplo é a temperatura: aumentando-se a temperatura, o líquido sofre uma expansão de seu volume e, como a massa é constante, sua densidade diminui. Podemos fazer analogamente essa análise diminuindo-se a temperatura, e, nesse caso, a densidade aumentará.
O primeiro experimento utilizou o picnômetro, pequeno frasco de vidro construído cuidadosamente de forma que o volume do fluido que contenha seja invariável, para se medir a densidade relativa da água destilada e duas soluções aquosas, uma de etanol e outra de NaCl. 
Usando-se essa vidraria deve-se media a massa dele ainda vazio (m1), massa dele contendo o líquido desejado (m2) e a massa do picnômetro contendo água (m3). O cálculo dessa densidade relativa é feito da seguinte forma:
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Usando o balão volumétrico é necessário medir a massa dele vazio (m1) e dele preenchido com o líquido em estudo (m2). O cálculo será feito a partir da seguinte equação:
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2 – Objetivos
Determinar a massa de um líquido usando o método do picnômetro;
Verificar a densidade de líquidos utilizando o método do balão volumétrico e o densímetro;
Determinar o grau ou teor alcoólico dos líquidos.
3 – Parte experimental
O experimento foi conduzido em duas aulas práticas, em que foram realizadas medidas da densidade através de métodos diferentes. Assim, os materiais, reagentes e os procedimentos serão citados e descritos abaixo, para os respectivos dias:
	3.1 – Materiais e reagentes
	
	Materiais
	Reagentes
	
Primeiro Dia
	▪ Picnômetro tipo Gay-Lussac com termômetro, 25 ml de capacidade;
▪ Balança analítica (erro de ± 0,0001g);
	
▪ Água destilada;
▪ Solução de NaCl;
▪ Solução alcoólica de etanol;
	
Segundo Dia
	▪ Proveta de 1,0 l;
▪ Densímetros;
▪ Alcoômetro;
▪ Balança analítica;
▪ Balão Volumétrico de 25 ml;
	
▪ Solução alcoólica de etanol;
▪ Solução de NaCl;
	3.2 – Procedimento experimental
Para a realização dos experimentos de ambos os dias, os grupos foram divididos, de forma que cada grupo prepararia uma solução ou de NaCl ou de ETOH com diferentes concentrações. Dessa forma, foram feitas as medidas descritas nos procedimentos que seguem:
Primeiro Dia
1 – Pesamos o picnômetro vazio, e anotamos a sua massa com o devido erro da balança;
2 – Medimos a temperatura da água destilada, usando o termômetro;
3 – Pesamos o picnômetro primeiramente com água de torneira, depois com água destilada, sempre tomando o cuidado de não tocar nele com a mão, eliminar as bolhas, lavá-lo na troca de líquidos e secá-lo externamente;
4 – Preparamos então a nossa solução, que foi de NaCl, 0,5% p/v, e pesamos o picnômetro com a solução preparada;
5 – Determinamos a massa da água destilada e a massa da amostra, medindo em triplicata, e em seguida, calculamos a densidade da amostra, usando a seguinte relação:
									 (4)
Segundo Dia
1 – Pesamos o balão volumétrico vazio;
2 – Determinamos a temperatura da água destilada;
3 – Colocamos a água destilada no balão volumétrico, e medimos em triplicata sua massa;
3 – Na proveta de 1,0 l, medimos, com o densímetro, a densidade da água de torneira;
4 – Preparamos a nossa solução, que foi de 1% p/v de ETOH, e medimos também sua densidade na proveta de 1,0 l, usando o densímetro e o alcoômetro;
5 – Colocamos a solução alcoólica no balão volumétrico, tomando os devidos cuidados, e medimos a sua massa em triplicata;
6 – Calculamos no fim, a média das massas e o desvio padrão, e através da relação já conhecida para a densidade e as massas, a densidade da solução de ETOH e da água destilada;
4 – Resultados e discussões
Para os dois dias, a partir das soluções e medidas dos outros grupos e das nossas, foi possível a construção das duas tabelas a seguir:
Tabela 1 – Resultados de densidade obtidos experimentalmente
	SOLUÇÃO
	AMOSTRA
	mL ± 0,001 (g)
	ρH2O (g/cm3)
	ρL (g/cm3)
	
	
	Medida
	Média
	Desvio Padrão
	
	
	NaCl 5% p/v
	1
	86,598
	86,632
	5,07E-02
	0,9982343
	1,032
	
	2
	86,607
	
	
	
	
	
	3
	86,609
	
	
	
	
	NaCl 1% p/v
	1
	85,282
	85,283
	5,57E-03
	0,9982343
	1.003
	
	2
	85,278
	
	
	
	
	
	3
	85,289
	
	
	
	
	NaCl 0,5% p/v
	1
	85,443
	85,438
	4,16E-03
	0,9982343
	1,001
	
	2
	85,437
	
	
	
	
	
	3
	85,835
	
	
	
	
	Etanol 5% p/v
	1
	84,348
	84,349
	3,61E-03
	0,9982343
	0,991
	
	2
	84,353
	
	
	
	
	
	3
	84,346
	
	
	
	
	Etanol 1% p/v
	1
	86,43
	86,513
	7,43E-03
	0,9982343
	0,996
	
	2
	86,534
	
	
	
	
	
	3
	86,574
	
	
	
	
	Etanol 0,5% p/v
	1
	85,883
	85,880
	3,78E-03
	0,9982343
	0,997
	
	2
	85,882
	
	
	
	
	
	3
	85,876
	
	
	
	
Tabela 2 – Densidade do líquido
	Solução
	Densidade do Líquido, ρL (g/cm3)
	Água de Torneira
	1,000
	Solução NaCl, 5%
	1,032
	Solução NaCl 1%
	1,003
	Solução NaCl 0,5%
	1,001
	Solução Alcoólica de Etanol 5%
	0,991
	Solução Alcoólica de Etanol 1%
	0,996
	Solução Alcoólica de Etanol 0,5%
	0,997
5 – Conclusão
Através dos dois experimentos, utilizando diferentes métodos para o cálculo da densidade dos líquidos, vemos que os valores medidos pelo picnômetro e para o balão volumétrico são muito próximos, no entanto, percebe-se que o método do picnômetro apresenta uma maior precisão. Ainda, os dois valores se aproximam bastante dos valores medidos pelo densímetro.
Em relação aos graus Gay-Lussac, alguns dos valores encontrados para as soluções foi zero. Isso ocorre porque o alcoômetro possui uma limitação para medir valores muito baixos para ºGL. Isso pode ser considerado um erro de medida, mas o arredondamento ocorre tendo em vista essa limitação do instrumento.
6 – Referências Bibliográficas
ARAÚJO, Carlos Roberto et al. Laboratório de Físico-Química Experimental. Belo Horizonte, 2012.
http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=lcn&cod=_densidadedosliquidos Densidade dos Líquidos, Parte superior do formulárioNatalia Lucas et. Al.
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