Relatório 3 de química experimento densidade de substâncias

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA QUIMICA 
 
 
 
 
 
Francisca Cibele da Silva 
 
RELATÓRIO 3 – DENSIDADE DE SUBSTANCIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande, Paraíba. 2015 
 
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RELATÓRIO 3 – DENSIDADE DE SUBSTANCIAS 
 
 
 
 
 
 
Relatório REFERENTE AO EXPERIMENTO DE DENSIDADE DE 
SUBSTANCIAS apresentado à Unidade Acadêmica de engenharia 
química do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Fe-
deral de Campina Grande em exigência ao relatar os acontecidos 
durante as aulas de química geral. 
 
 
Área de concentração da disciplina: Química 
Nome da disciplina: Química geral (laboratório) 
Professor responsável: Laércio 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande, Paraíba. 2015 
 
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Sumário 
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 5 
2 OBJETIVOS ............................................................................................................... 5 
3 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................... 6 
4 METODOLOGIA ........................................................................................................ 6 
4.1 Densidade de soluções de NaCL ............................................................................... 6 
4.2 Densidade da água ................................................................................................... 7 
4.3 Densidade de sólidos ............................................................................................... 7 
5 DADOS DO EXPERIMENTO ....................................................................................... 8 
6 RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................................... 9 
7 QUESTÕES PARA O RELATÓRIO .................................... Erro! Indicador não definido. 
8 CONCLUSÃO ........................................................................................................... 12 
9 REFERENCIAS ......................................................................................................... 12 
 
 
4 
 
Figura 1: Misturas de NaCL ...................................................................................................................................... 6 
Figura 2: Pesagem de picnômetro ........................................................................................................................... 7 
Figura 3: Amostras sólidas ....................................................................................................................................... 8 
 
 
5 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O experimento realizado em laboratório tem como foco compreender como se comportam as substâncias 
líquidas e sólidas, e entender que através das propriedades químicas e físicas de cada elemento químico po-
demos deduzir as suas reações. Segundo CESAR, PAOLI & ANDRADE (2004), as propriedades extensivas são 
diretamente proporcionais à quantidade de matéria da substância presente da amostra, enquanto que as in-
tensivas independem da quantidade de matéria. Temperatura (T), pressão (p), cor e densidade (d) são propri-
edades intensivas, enquanto que massa (m) e volume (V) são propriedades extensivas. 
Podemos dizer que a densidade é a relação entre a massa e o volume de um material por ele ocupado. Que 
consiste na expressão: 
𝜌 =
𝑚
𝑉
 (1) 
CESAR, PAOLI & ANDRADE (2004), em seu artigo afirma que a densidade pode ser de dois tipos a absoluta (ρ) 
de uma substância é definida com relação entre a sua massa e o seu volume: ρ = m/v é tida como a densidade 
própria de uma substancia pura, já a densidade relativa é um material é a relação entre a sua densidade abso-
luta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão a qual consiste na equação: 
D=
𝜌
𝜌0
 (2) 
Sabemos que os materiais encontram-se no meio ambiente em três estados, o sólido, líquido e gases. Para 
achar as densidades dos materiais imersos em líquido o cientista Arquimedes, percebeu que todo corpo, par-
cial ou totalmente submerso em um líquido, fica sujeito a uma força de empuxo e do líquido, de direção verti-
cal, de baixo para cima, e com intensidade igual ao peso do líquido deslocado. 
Assim sendo, 𝐸 = 𝑚𝐿𝑔, na qual 𝑚𝐿 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜. E ainda, como 𝑚𝐿 =
𝜌𝑣𝑉, temos: 𝐸 = 𝜌𝐿𝑉. 𝑔, na qual 𝜌𝐿 = densidade do líquido e V = volume submerso. O volume 
do corpo, que se encontra totalmente submerso, pode ser expresso em função da sua massa 
𝑚𝑆 e da sua densidade 𝜌𝑠 como 𝑉 =
𝑚𝑠
𝜌𝑠
. Substituindo V na equação em 𝐸 = 𝜌𝐿𝑉. 𝑔, esta fica: 
Como 𝐸 = 𝑚𝐿𝑔 , então 𝑚𝐿𝑔 = (
𝜌𝐿
𝜌𝑠
) 𝑚𝑠𝑔. Simplificando essa expressão obtemos: 𝜌𝑠 = 𝜌𝐿
𝑚𝑠
𝑚𝐿
 
que é a equação da densidade do sólido em função da sua massa e da massa do líquido deslo-
cado. Modificando a equação, encontramos a equação da densidade do líquido: 𝜌𝐿 = 𝜌𝑠
𝑚𝑠
𝑚𝐿
 
MONTANHEIRO (1990). 
 
2 OBJETIVOS 
 
6 
 
 Objetivos gerais: 
Dada três amostras de substancias químicas de concentrações e as densidades distintas, deve-se calcular e 
determinar a substância não informada, sua concentração e o erro experimental. 
Objetivos específicos: 
Encontrar o tipo de substancia químico pelo método de deslocamento de volume; 
Calcular o erro do experimento. 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
Para o experimento são utilizados os matérias e instrumentos como: Densímetro, três provetas com capacida-
de para 1000 ml, termômetro, balança analítica, três picnômetro cada um com medidas de distintas de 25 ml, 
50ml e 100ml, Becker, Três amostras de materiais de formato diferente. 
 
4 METODOLOGIA 
Na metodologia é descrita as etapas e o passo a passo necessário para realizar o experimento. 
4.1 Densidade de soluções de NaCL 
Para a primeira etapa com densidade de soluções NaCL, são colocadas acima da mês 03 provetas que medem 
1000ml, duas das provetas contém NaCL com concentrações de 80 e 100 g/L de sódio e uma terceira a qual 
não sabemos as informações figura 01. 
Figura 1: Misturas de NaCL 
 
Fonte – Autoria própria. 
7 
 
Transferir a amostra que será analisada da solução de NaCl para uma proveta com volume ideal para que se 
tenha uma leitura precisa; 
Imergir cuidadosamente o densímetro até o ponto de afloramento; 
Ter cuidado na hora de fazer a leitura da densidade no densímetro, pois o densímetro não deverá estar incli-
nado; 
Repetir o procedimento anterior para as diferentes concentrações da solução de NaCl. 
4.2 Densidade da água 
A segunda etapa do experimento consiste em verificar a densidade da água H2O. Então iremos precisar de três 
picnômetro que acomodem com as seguintes medidas de 25 ml, 50 ml e 100 ml. Inicialmente, pesar o picnô-
metro vazio (P1) e leva-lo para a balança (ver fig. 02). 
Figura 2: Pesagem de picnômetro 
 
Fonte – Autoria própria. 
Retirar picnômetro da balança e encher com água em temperatura e pressão do ambiente; colocar a amostra 
no picnômetro para a balança e pesar novamente (P2) cheios de água; a razão entre a diferença das massas e o 
volumedo picnômetro é a densidade da amostra e conferir o volume de água de cada picnômetro em uma 
proveta. 
 
4.3 Densidade de sólidos 
Para a densidade dos sólidos foram escolhidas três amostras de materiais e volumes distintos, as etapas para 
este procedimento são: Pesar todas as amostras na balança analítica individualmente (ver fig.: 03), colocar 
numa proveta uma quantidade de água suficiente para cobrir totalmente a amostra recebida. 
8 
 
Figura 3: Amostras sólidas 1, 2 e 3 respectivamente. 
 
Fonte: arquivo próprio 
Ler o volume inicial; deixar a amostra escorregar lentamente na proveta e depois agitar cuidadosamente a 
proveta; ler o volume final (água + amostra); repetir o procedimento com as outras amostras. 
 
5 DADOS DO EXPERIMENTO 
Com a realização da experiência foi obtido os seguintes dados: Lembrando que para a realização do experi-
mento foi registrada a pressão atmosférica com o uso do barômetro e a temperatura ambiente uso do ter-
mômetro, e pressão da água 232 (mmHg) as quais tiveram os seguintes registros de informação (ver tabela 1), 
que será usada para todos os experimentos. É importante focar que o volume real dos picnômetros foram 
obtidos quando aferido os líquidos nas provetas, que constatamos discordância entre o volume indicado pelo 
fabricante e o valor real. 
Tabela 1 - Dados obtidos para densidade de da água 
Dados obtidos na experiência H2O, NaCL e Sólidos 
Pressão atmosférica 
(mmHg) 
Temperatura Ambiente 
°C 
Densidade da água à 
26,5°C 
705 25°C 0,9959 g\ml 
 
Tabela 2: Conferencia de medidas em ml dos picnômetros 
Dados da substâncias H2O 
Instrumento 
Volume teórico 
(ml) 
Massa inicial 
m1 (g) 
Massa final m2 
(g) 
Volume real (ml) 
Picnômetro 25 ml 19,2935 g 52,5971 g 33 ml 
Picnômetro 50 ml 30,8034 g 83,2302 g 54 ml 
9 
 
Picnômetro 100 ml 41,0408 g 140,6833 g 100 ml 
Para o experimento com densidade de substâncias (líquidos), iremos temos os seguintes dados, ver tabela 3. 
Então se temos o volume e a densidade é possível identificar a concentração da substância, para isso terá de 
usar a equação 𝜌 =
𝑚
𝑉
. 
Tabela 3: Dados para densidade de soluções 
Dados das substâncias 
Substância Concentração (g/L) Densidade g/ml Volume (ml) 
Nacl 80g\L 1,050 g\ml 1000 ml 
Nacl 100g\L 1,065 g\ml 1000 ml 
? ? 1,075 g\ml 1000 ml 
A densidade de sólido usou o método de deslocamento de volume. Quando em um experimento o sólido 
apresentar uma forma irregular (o que torna impossível medir suas dimensões), o volume poderá ser determi-
nado utilizando o método de deslocamento de volume desenvolvido por Arquimedes. Mas, para achar 𝜌 te-
mos os seguintes dados (ver tabela 04): 
Tabela 4: Dados para densidade de sólidos 
Dados para massa de sólidos 
Instrumento 
Massa sólida da 
amostra (g) 
Volume da pro-
veta inicial (ml) 
Volume da pro-
veta final (ml) 
Densidade (𝜌) 
Amostra 01 13,9355 g V1= 30 ml V2= 31 ml 
ρ1 = 8,38908 
g\ml 
 
Amostra 02 17,3437 g V1= 20 ml V2= 25 ml 
ρ1 = 3,46874 
g\ml 
Amostra 03 50,3345 g V1= 25 ml V2= 36 ml 
ρ1 = 2,32256 g 
\ml 
Com todas as informações e dados coletados em laboratório podemos iniciar o cálculo de nossas soluções e 
densidades. 
6 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Para acha a concentração da terceira substância, vamos denominar de substancia X, temos os dados referen-
tes ao Volume V=1L, 𝜌 = 1,075 𝑔\𝑚³ . Sabendo que 𝜌 = 
𝑚
𝑉
, então iremos substituir os dados na equação da 
densidade. 
1,075 𝑔\𝐿 = 
𝑚
1𝐿
 
10 
 
m= 1,075g 
Para calcular a concentração utilizamos a equação C=
𝑚1
𝑉
 teremos: 
C= 
1,075𝑔
1𝐿
 
C= 108g\L 
Então para a substância X teremos uma concentração aproximada de 108 g\L, conforme segue plotagem de 
gráfico. Outra forma de definir a concentração é estendendo a reta ate 𝜌 = 1,075, também acharemos a con-
centração por aproximação. 
Gráfico: 1 Densidade x Concentração 
 
O experimento com densidade da água demostrou inúmeros erros, entre eles temos: os instrumentos como o 
picnômetro do fabricante Vitrus não acomodava os 25 ml de água, na verdade a medida correta dele é 33 ml e 
o picnômetro de outro fabricante denominado Diogolab também deu divergência para de 4 ml par um instru-
mento que deveria medir 50 ml. 
Calcular o erro para a amostra de 25 ml (ver dados na tabela 02). 
Para 25ml 
 𝑚1 − 𝑚2 = ∆𝑚 
19,2935 𝑔 − 52,5971𝑔 = ∆𝑚 
∆𝑚 = 33,3036 𝑔 
1,035
1,04
1,045
1,05
1,055
1,06
1,065
1,07
1,075
1,08
80 100 108
D
e
n
si
d
ad
e
Concentração
Valores D
11 
 
𝐸 = [
𝑉𝑒𝑥𝑝−𝑉𝑡𝑒𝑜𝑟
𝑉𝑡𝑒𝑜𝑟
] . 100. Substituindo o valor na formula: 
𝐸 = [
33,3036𝑔 − 25 𝑚𝑙
25 𝑚𝑙
] . 100 
𝐸 = 33.20% 
Para 50 ml 
𝑚1 − 𝑚2 = ∆𝑚 
30,8034 𝑔 − 83,2302 𝑔 = ∆𝑚 
∆𝑚 = 52,4286 𝑔 
𝐸 = [
𝑉𝑒𝑥𝑝−𝑉𝑡𝑒𝑜𝑟
𝑉𝑡𝑒𝑜𝑟
] . 100. Substituindo o valor na formula: 
𝐸 = [
52,4286𝑔 − 50 𝑚𝑙
50 𝑚𝑙
] . 100 
𝐸 = 4,9% 
Para 100ml 
𝑚1 − 𝑚2 = ∆𝑚 
41,0408 𝑔 − 140,6833𝑔 = ∆𝑚 
∆𝑚 = 99,6425 𝑔 
𝐸 = [
𝑉𝑒𝑥𝑝−𝑉𝑡𝑒𝑜𝑟
𝑉𝑡𝑒𝑜𝑟
] . 100. Substituindo o valor na formula: 
𝐸 = [
99,6425𝑔 − 100 𝑚𝑙
100 𝑚𝑙
] . 100 
𝐸 = 0.35% 
O nosso ultimo experimento consistiu em achar a densidade dos sólidos utilizando a teoria de Arquimedes. 
Para a amostra -1 
𝜌1 = 
𝑚𝐶
𝑚𝐶− 𝑚𝑎
 . 𝜌𝑙 
8,38908 𝑔\𝑚𝑙 = 
13,9355 g
13,9355 g − 31 𝑚𝑙
 . 𝜌𝑙 
𝜌𝐿 = 
145967
2
 = 7,298 g\ml 
Densidade do ferro 7,298 g\ml 
12 
 
Para a amostra - 2 
𝜌1 = 
𝑚𝐶
𝑚𝐶− 𝑚𝑎
 . 𝜌𝑙 
3,46874𝑔\𝑚𝑙 = 
17,3437 
17,3437 − 25 𝑚𝑙
 . 𝜌𝑙 
𝜌𝐿 = 
15,3124
5
 = 3,0624g\ml 
Densidade do alumínio 
Para a amostra - 3 
𝜌1 = 
𝑚𝐶
𝑚𝐶− 𝑚𝑎
 . 𝜌𝑙 
2,32256 g \ml\𝑚𝑙 = 
50,3345 g
50,3345 g − 36 𝑚𝑙
 . 𝜌𝑙 
𝜌𝐿 = 
6,6142
0,7
 = 9,4488g\ml 
 
7 CONCLUSÃO 
Com o experimento podemos observar as reações que ocorrem com as substancias e se realmente pode-se 
confirmar a Lei de Lavoisier. As substancias sofreram variações químicas de perda que segundo a lei de con-
servação da massa é tida como insignificativa, pois é extremamente pequena. 
 
8 REFERENCIAS 
Apostila de química geral experimental 1. Experimento 3- Conservação da massa. 
http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/11544/articleI.pdf?sequence=3 Acessado em 
maio de 2015. 
http://lqes.iqm.unicamp.br/images/vivencia_lqes_meprotec_densidade_arquimedes.pdf Acessado em maio 
de 2015. 
https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/viewFile/9997/9244.. Acessado em maio de 2015 
http://www.ucg.br/ucg/prograd/graduacao/ArquivosUpload/43/file/Caderno%20de%20LAB%20-
%20F%C3%ADsica%20II/AULA%2009_Densidade%20de%20S%C3%B3lidos.pdf Acessado em maio de 2015