Relatório V
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Relatório V


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Uni Bh
Belo Horizonte, 21 de Abril de 2013
Densidade e Concentração de uma substância
Autores:
Danilo Gomes de Souza
Leandro Araújo Lucas
Luan Rafael Ferreira
Luiz Ricardo dos Santos
Ronaldo Adriano Costa Vicente
Sandro Henrique Portela de Matos
Vinicius Souza de Almeida
Introdução
O conceito de densidade é muito importante não só na química como em muitas outras disciplinas e possui um número muito grande de aplicações. Esse conceito se baseia numa relação de duas grandezas fundamentais: a massa e o volume. Determinar a densidade de um dado objeto é calcular a razão entre sua massa e o volume que o mesmo ocupa no espaço.
A densidade é uma característica especifica de cada substância, e ela depende da temperatura de tal substância. Saber a densidade de um dado objeto a uma dada tempera significa ser capaz de determinar o volume que ela ocupará no espaço sabendo-se sua massa e vice versa.
A noção de massa específica é análoga à densidade, entretanto vale verificar que existe diferença. A densidade trata da razão entre a massa de um objeto e o espaço em que ela está distribuída, enquanto que a massa especifica trata da razão entre a massa de um objeto e o volume absoluto da matéria que o compõe. Para exemplificar isso basta tomar como exemplo um navio petroleiro: a densidade do navio é menor que a densidade da água para que o mesmo flutue, isso ocorre porque mesmo esse navio sendo muito pesado ele ocupa um volume distribuído muito grande. Se determinarmos a massa específica do petroleiro, verificamos que o valor obtido é diferente (no caso muito maior), pois no conceito de massa específica é verificada a relação entre a massa desse navio petroleiro e o volume absoluto da matéria que o compõe.
Existe outro conceito que tem muitas semelhanças com a densidade, que é o conceito de concentração de uma substância. A ideia desse conceito é quantificar a existência de uma dada substância em uma mistura. Para isso basta conhecer a massa ou volume de tal substância, por unidade de volume da mistura. O cálculo de concentração é feito através da razão da substância a qual deseja se determinar pelo volume absoluto da mistura. Um exemplo: em copo com tem-se água com sal, sabendo que a massa do sal contido na água é a concentração de sal na água é .
Baseado no conceito de concentração, a concentração percentual é uma maneira ainda mais clara de se quantificar a concentração de dada substância em uma mistura. Para calcula-la basta que a substância e a mistura estejam com unidades de medida iguais, seja volume ou massa. Depois se calcula a proporção da substância na mistura, e se transforma a medida da substância em unidades percentuais em que 100% é a medida da mistura. Um exemplo: em uma embalagem de se verifica de álcool e de água, assim se conclui que a concentração de álcool da mistura é e a concentração de água é (verifique que a mistura sempre vai ser ).
 Por causa de sua maior clareza em explicitar proporções, a concentração percentual é mais usada que a concentração comum.
 
Objetivo 
O objetivo do presente relatório é calcular a densidade de uma amostra de água, e calcular a concentração percentual de álcool contido na gasolina.
Parte Experimental
Materiais:
Pipeta (1), Becker (2), Balança (3), Proveta (4), Bastão de Vidro (5)
Água (H2O(l)), Gasolina, 
Métodos:
Serão verificadas as medidas graduadas da balança: como a capacidade máxima e os erros que afetam as medidas de a e de .
Será medida na balança a massa do Becker vazio, depois será medida na pipeta graduada de água que será colocada nesse Becker. Após será medida a massa do Becker com a água. Com essas medidas em mãos a densidade da amostra de agua poderá ser medida.
A amostra de gasolina possui um teor de álcool em sua composição fazendo dela uma mistura. O álcool presente na mistura tem estrutura molecular polar e a gasolina possui estrutura molecular apolar, o resultado disso é que o álcool da mistura é solúvel em água e a gasolina não. No momento em que se adiciona água à amostra, a água que também possui composição polar exerce uma interação molecular mais forte do que a gasolina sobre álcool o retirando da mistura. Baseando nisso será adicionado em uma proveta de gasolina e de água, depois a mistura será agitada com um bastão de vidro. Finalmente serão medidas as fases a fim de verificar a variação de cada uma, a variação na fase incolor, anteriormente composta apenas por água, evidenciará a quantidade de álcool \u201cretirada\u201d da fase composta pela amostra de gasolina.
Com a quantidade de álcool presente na amostra da gasolina em mãos será calculada a concentração percentual da mesma na amostra.
 (1) 		 (2)		 (3) (4)
					(5)
Resultados
Na primeira parte do experimento:
Inicialmente foram identificadas na Balança as medidas de Capacidade, e os erros que afetam as suas medidas. Os resultados seguem no quadro abaixo:
	Aparelho
	Capacidade
	Erro (0 até 40 g)
	Erro (40 até 400 g)
	Balança
	400 g
	0.001 g
	0.01 g
Posteriormente foi medida a massa de um Becker vazio, e em seguida mediu-se em uma pipeta graduada de água se adicionou a esse Becker. Foi medida então a massa do Becker com água. Os valores das medidas são verificados abaixo: 
	Material
	Massa
	Becker Vazio
	38.210 g ± 0.001 g
	Becker com Água
	48.10 g ± 0.01 g
Com as medidas acima foi possível determinar a massa da Água contida no Becker:
Assim:
	Material
	Massa
	Água
	9.89 g ± 0.01 g
Com a massa da água em mãos e sabendo o volume dela que estava contido no Becker. É possível calcular a sua densidade através da fórmula:
Onde é a massa da água, é o volume da água e é a densidade da água.
Assim:
Concluindo então que a densidade da amostra de água é .
Na segunda parte do experimento:
É adicionada a uma proveta de uma amostra de gasolina. Sabe-se que essa amostra na verdade é uma mistura entre gasolina e álcool. Após isso é adicionada na mesma proveta encima da mistura de gasolina, água em um volume de completando a capacidade da proveta. Visualmente verificam-se duas fases na atual mistura, visto que a gasolina e a água não se misturam. É importante ressaltar que pelo fato de que a gasolina possui densidade inferior à densidade da água, ela sempre estará por cima, mesmo que invertêssemos a ordem de substancias colocadas na proveta ou agitássemos a proveta.
Temos assim:
	Fase
	Volume
	Fase Água
	
	Fase Gasolina mais Álcool
	
É sabido que o álcool que está presente na amostra de gasolina possui estrutura molecular polar sendo assim solúvel em água (que também possui estrutura molecular polar). Como a gasolina possui estrutura molecular apolar, ela possui uma afinidade menor com o álcool do que a água. E como consequência disso é que literalmente a água \u201crouba\u201d o álcool da amostra de gasolina formando uma nova mistura.
Depois de misturar-se a proveta contendo gasolina e água com verifica-se que a fase incolor contendo água aumenta de volume e a fase contendo gasolina diminui de volume. As novas medidas são mostradas na tabela abaixo:
	Fase
	Volume
	Fase Água mais Álcool
	
	Fase Gasolina
	
Calcula-se a diferença:
O volume de Álcool presente na amostra de gasolina e que passou para a agua é .
Com esse resultado em mãos torna-se possível calcular a concentração percentual do Álcool na amostra de Gasolina através da seguinte fórmula:
Onde é o volume do Álcool, é o volume da amostra inicial de Gasolina, e é a concentração percentual do Álcool contida na amostra inicial de Gasolina.
Assim:
Como visto acima, a concentração percentual do Álcool na amostra inicial de Gasolina é 8%.
Conclusão 
Em inúmeros processos químicos, determinar a concentração de substâncias em misturas é crucial, de forma a conseguir os resultados esperados. Hoje se sabe, por exemplo, que quanto maior a concentração de Álcool na Gasolina maior será seu consumo pelo motor. Saber