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OBJECTIVOS Determinar a densidade de substâncias sólidas e liquidas utilizando o método de Arquimedes. Determinar a densidade de líquidos utilizando o picnómetro. RESUMO A densidade é definida como a razão entre a massa da e o volume de uma substância, ou, simplesmente, massa por unidade de volume. Nesse sentido a prática consistiu em determinar a densidade de alguns sólidos, onde através do método de Arquimedes pode-se determinar a densidade dos objetos testados. INTRODUÇÃO Uma propriedade específica de qualquer substância é a propriedade determinada pela sua natureza e que independe da quantidade de substância examinada. Geralmente, tal propriedade é representada por uma qualidade particular ou por um valor numérico, que varia com a substância. A densidade, que se define como a massa por unidade de volume, é expressa nos trabalhos científicos em g/ml ou g/cm3 para os sólidos e líquidos. 1g/cm3 = 1000kg/dm3 Para se determinar a densidade, devemos medir o volume e a massa de uma quantidade dada da substância em questão. A densidade pode ser calculada depois se dividindo a massa pelo volume. Um método adequado para medir o volume de um sólido, independe do seu formato, consiste em mergulhá-lo numa quantidade medida de água numa proveta graduada. O aumento do volume, medido pela elevação da água, determina o volume do sólido. (Método de Arquimedes) Quanto maior é a temperatura, maior é o volume de uma mesma massa de substância; em consequência, um aumento de temperatura produz, com muito poucas exceções, uma diminuição da densidade. MATERIAIS E REAGENTES MATERIAL Amostras a Analisar Proveta de 250ml Alumínio Termômetro Ferro Esguicho Latão Balança Analítica Etanol Picnómetro para líquidos Papel Poroso Termômetro PROCEDIMENTOS DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE SÓLIDOS USANDO UMA PROVETA. 1- Medir a massa da amostra na balança analítica (3 vezes). 2- Colocar água destilada na proveta até cerca da metade da sua capacidade total. Ajustar o menisco e anotar o volume (Va). 3- Introduzir o solido problema na proveta. Anotar o novo volume (Va+s) (3 vezes). 4- Calcular o volume do sólido problema (Vs) pela diferença dos dois volumes anteriores. 5- Calcular a densidade do sólido problema, segundo a equação. 6- Repetir o procedimento para todas as amostras. DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE LÍQUIDOS USANDO UM PICNÔMETRO 1- Anotar o volume do picnômetro. 2- Medir a massa do picnômetro limpo, seco e vazio (3 vezes). (m) 3- Encher o picnômetro com água destilada. Medir a massa do conjunto (M``) e anotar o valor indicado pela balança. (3 vezes). 4- Esvaziar o picnômetro e enxagua-lo uma vez com o líquido problema. 5- Encher o picnômetro com o líquido problema. Medir a massa do conjunto (M`). OBS: O calculo do valor da densidade relativa de uma amostra líquida, recorrendo a um picnômetro de líquidos, faz-se usando a expressão. D= D`da água a 20 °C = 0,99820 g/cm3 RESULTADOS Densidade de sólidos usando uma proveta. LATÃO Medição Massa do sólido (M ) Volume Incial (VI) Volume Final (Vf) Vf-VI Densidade (D= M/V ) 1 59,931 g 120 cm3 128 cm3 8 cm3 7,491 g/cm3 2 59,846 g 119 cm3 127 cm3 8 cm3 7,480 g/cm3 3 59,856 g 119 cm3 127 cm3 8 cm3 7,482 g/cm3 FERRO Medição Massa do sólido (M ) Volume Incial (VI) Volume Final (Vf) Vf-VI Densidade (D= M/V ) 1 60, 269 g 120 cm3 128 cm3 8 cm3 7,532 g/cm3 2 60,263 g 119 cm3 127cm3 8cm3 7,523 g/cm3 3 60, 236 g 119 cm3 127 cm3 8cm3 7,529 g/cm3 ALUMÍNIO Medição Massa do sólido (M ) Volume Incial (VI) Volume Final (Vf) Vf-VI Densidade (D= M/V ) 1 59,949 g 120 cm3 142 cm3 22 cm3 2,724 g/cm3 2 60,083 g 119 cm3 141 cm3 22 cm3 2,731 g/cm3 3 60,102 g 118 cm3 140 cm3 22 cm3 2,732 g/cm3 Densidade do líquido usando um picnômetro 20 ºC Medição V (Volume do picnômetro) m (Massa do picmômetro vazio) M`` (massa do picnômetro com água destilada) M` (massa do picnômetro com Etanol) Densidade 1 25,308 cm3 25,493 g 50,697 g 43,630 g 0,7183 g/cm3 2 25,308 cm3 25,493 g 50,696 g 43,628 g 0,7182 g/cm3 3 25,308 cm3 25,494 g 50,696 g 43,627 g 0,7105 g/cm3 ETANOL TABELA DE FÓRMULAS Densidade Média X= Desvio Padrão = Coeficiente de Variação CV= / X Erro Relativo Percentual ER = x100% Substituindo os valores temos: Latão Ferro Alumínio Etanol Densidade Média 7,482 g/cm3 7,529 g/cm3 2,731 g/cm3 0,7183g/cm3 Desvio Padrão 0,00585947 g/cm3 0,00458258 g/cm3 0,0043589 g/cm3 0,0007242 g/cm3 Coeficiente de Variação 0,0007831 g/cm3 0,0006086 g/cm3 0,001596 g/cm3 0,001008 g/cm3 Erro Relativo Percentual 12,9 % 4,35 % 1,07 % 9,41 % DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Durante a experiência notou-se que os valores obtidos eram valores cuja a margem de erro entre os seus valores medidos varias vezes era pequena como mostram os dados abaixo. LATÃO Margem de erro de apenas aproximadamente 0,01 g/cm3. FERRO Margem de erro entre os valores foi de aproximadamente 0,01 g/cm3. ALUMÍNIO Margem de erro entre os valores foi de aproximadamente 0,01 g/cm3. ETANOL Margem de erro entre os valore foi de 0,000005 g/cm3. Valor verdadeiro da densidade: Latão: 8,6 g/cm3 Ferro: 7,874 g/cm3 Alumínio: 2,7 g/cm3 Etanol: 0,79 g/cm3 Como o erro relativo entre os valores é menor do que 25% consideramos os valores como sendo precisos. CAUSA DOS ERROS A exatidão e a precisão de um certo dado medido estarão sempre limitadas tanto pela sofisticação do equipamento utilizado, pela habilidade do sujeito que realiza a medida, pelos princípios físicos básicos tanto do instrumento de medida, quanto do fenômeno que gerou o experimento e o conhecimento que se tem sobre o valor "verdadeiro" da grandeza física. Durante a experiência existiram factores que acfectaram de forma significativa a exactidão dos valores de densidade obtidos. Um dos principais factores que contribuíram para erro nas medições foram as cordas presas as amostras (excepto o etanol), pois a sua massa influenciava de forma milimétrica no peso dado pela balança. A balança não estava bem fechada, pois dos conhecimentos adquiridos nos anos anteriores as balanças analíticas devem ser totalmente fechadas quando a amostra a medir esta dentro dela, pois alterações no ar como respiração também influenciam de forma microscópica no peso (1micrometro = 1x10-9m). A temperatura em que se fez a determinação da densidade do líquido a partir do picnômetro não era a que se deveria ter trabalhado pois a temperatura afecta a densidade o que contribui para um aumento da margem de erro entre a média das medições e o valor verdadeiro. GRÁFICO DA DENSIDADE A partir do gráfico podemos notar que as densidades calculadas a 26 ºC são menores que as calculadas a 25 ºC(valor verdadeiro). Sendo a temperatura ideal para um laboratório é de 15 °C CONCLUSÃO De acordo com o experimento pode-se provar que é possível determinar a densidade de um material sólido usando o método de Arquimedes, provamos também que com o aumento da temperatura diminui a densidade. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RUSSELL, J. B. Química Geral. – 2. ed. – São Paulo: Pearson Makron Books, 1994. v. 1. pág. 40. TRINDADE, D. F. et al. Química básica experimental. 4a ed. São Paulo: Ícone, 2010. INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIAS ...Page 13... AV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/Angola Telefones: +244226430334/44226430330 – Email: geral@isptec.co.ao
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