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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA BACHARELADO EM ENGENHARIA ELETRÔNICA FÁBIO FUDOLI, LEONARDO FURINI, MATEUS CAMPOS, TIAGO MATIAZZI PRÁTICA 6: DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE E RAIO ATÔMICO DE ALGUNS METAIS RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA DA DISCIPLINA DE QUÍMICA Prof.ª DANIELA BARANCELLI CAMPO MOURÃO 2016 Suma´rio 1 Introduc¸a˜o 3 2 Objetivos 3 3 Parte Experimental 3 3.1 Determinac¸a˜o da Densidade de um Metal Utilizando uma Proveta . . . 3 4 Resultados e Discusso˜es 4 4.1 Experimento da Determinac¸a˜o da Densidade de um Metal . . . . . . . 4 5 Concluso˜es 5 REFERE^NCIAS 6 1 Introduc¸a˜o Uma propriedade de qualquer que qualquer substaˆncia possui e´ a densidade (𝜌). Esta propriedade e´ definida como a quantidade de massa contida em um volume, usu- almente expressa como massa por unidade de volume. Por exemplo, o metal alumı´nio tem a densidade de 2,7 g/cm3, e o chumbo tem uma densidade de 11,3 g/cm3. Portanto, um pedac¸o de alumı´nio de volume 10 cm3 tem uma massa de 27g, enquanto que um volume equivalente de chumbo tem uma massa de 113g. (HALLIDAY; RESNICK; WALKER, 2010, pag.9, traduc¸a˜o nossa). Ainda para Halliday, Resnick e Walker (2010, pag.9, traduc¸a˜o nossa) diferenc¸a de densidade entre o alumı´nio e o chumbo e´ em parte devida a diferenc¸a de massa atoˆmica entre esse a´tomos. A massa atoˆmica do chumbo e´ 207 u e a do alumı´nio e´ 27 u. Entretanto, a proporc¸a˜o de massas atoˆmicas desses dois elementos, 207𝑢/27𝑢 = 7, 67 na˜o correspondem a proporc¸a˜o de suas densidades (11,3 g/cm3) / (2,7 g/cm3) = 4,19. Esta diferenc¸a da´-se pela separac¸a˜o atoˆmica e os arranjos atoˆmicos na estrutura cristalina das duas substaˆncias. 2 Objetivos O objetivo principal desta atividade pra´tica e´ verificar a densidade dos elementos meta´licos utilizando uma proveta. 3 Parte Experimental Neste cap´ıtulo sera˜o descritos as etapas executadas e os materiais utilizados com base no roteiro de atividade pra´tica de Valderrama, Romero e Suzuki (2016). 3.1 Determinac¸a˜o da Densidade de um Metal Utilizando uma Proveta Neste experimento, verificou-se a densidade de alguns metais como Ferro, Cobre, Zinco e Chumbo atrave´s da fo´rmula 3.1.1. 𝑑 = 𝑚 𝑉 [ 𝑔 𝑚𝐿 ] (3.1.1) Primeiramente, foram pesados na balanc¸a presente no laborato´rio de qu´ımica da UTFPR os elementos meta´licos listados e suas massas anotadas. Em seguida, foram adicionadas 5mL de a´gua destilada em uma proveta o mais pre- cisamente poss´ıvel. A amostra dos metais foram colocadas uma a uma na proveta. Para cada amostra adicionada, o menisco deslocava-se para cima, indicando uma variac¸a˜o volume´trica. Esta variac¸a˜o foi devidamente anotada para cada amostra so´lida. 3 4 Resultados e Discusso˜es Neste cap´ıtulo sera˜o apresentados as discusso˜es sobre os resultados obtidos, bem como uma comparac¸a˜o destes resultados com os encontrados na literatura. 4.1 Experimento da Determinac¸a˜o da Densidade de um Metal Neste experimento foram pesados quatro amostras de materiais meta´licos e suas respectivas massas obtidas conforme pode ser visto na tabela 1. Amostra Metal Massa (g) 1 Ferro 0,884 2 Cobre 1,065 3 Zinco 3,705 4 Chumbo 5,697 Tabela 1: Resultados obtidos. Fonte: Autoria Pro´pria. Em seguida, cada amostra destes so´lidos foi despejada em uma proveta contendo 5ml de a´gua destilada. Os resultados de deslocamento podem ser vistos na tabela 2. Amostra Metal ∆𝑚𝑙 1 Ferro 0,2 2 Cobre 0,1 3 Zinco 0,6 4 Chumbo 0,8 Tabela 2: Resultados obtidos. Fonte: Autoria Pro´pria. Utilizando a equac¸a˜o 3.1.1 foi poss´ıvel obter a de densidade dos materiais do expe- rimento em 𝑔 𝑚𝐿 conforme visto na tabela 3. Amostra Metal Densidade 1 Ferro 4,42 2 Cobre 10,65 3 Zinco 6,175 4 Chumbo 7,121 Tabela 3: Resultados de densidade obtidos. Fonte: Autoria Pro´pria. Conforme mostrado em sala, as densidades encontradas na literatura para estes materiais e comparadas com as encontradas neste experimento pode ser vistas na tabela 4. Foram apresentados tambe´m os erros entre as medidas e os valores encontrados na literatura, calculados atrave´s da equac¸a˜o 4.1.1. 4 %𝐸𝑟𝑟𝑜 = 𝑉 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 − 𝑉 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑉 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 · 100% (4.1.1) Material Literatura Experimento Erro Ferro 7,87 4,42 43,8% Cobre 8,93 10,65 19,26% Zinco 7,14 6,175 13,51% Chumbo 11,94 7,121 40,36% Tabela 4: Resultados de densidade obtidos. Fonte: Autoria Pro´pria. Os erros encontrados se da˜o boa parte pela imprecisa˜o nas medidas de variac¸a˜o do volume na proveta, pela graduac¸a˜o da proveta e indestreza do operador. No caso do material Ferro, foram utilizados pregos, que na˜o sa˜o formados apenas por ferro, e sim uma liga meta´lica de ac¸o e outros metais, por isso apresentou o maior erro. 5 Concluso˜es Nesta atividade pra´tica foi poss´ıvel observar um dos procedimentos para se obter a densidade de algum material. Foi poss´ıvel obter a densidade de alguns elementos meta´licos atrave´s da pesagem e variac¸a˜o do volume da a´gua quando esses metais eram despejados dentro da proveta. Por fim, ficou claro que as habilidades do operador que faz a leitura da variac¸a˜o do volume e a graduac¸a˜o da proveta sa˜o as principais causas do erro percentual apresentado em relac¸a˜o aos valores encontrados na literatura. 5 Refere^ncias HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentals of Physics. 9. ed. Somerset, NJ: Wiley, 2010. VALDERRAMA, P.; ROMERO, R.; SUZUKI, R. Apostila de Qu´ımica Experimental. Campo Mourao, PR, 2016. 6 Sumário Introdução Objetivos Parte Experimental Determinação da Densidade de um Metal Utilizando uma Proveta Resultados e Discussões Experimento da Determinação da Densidade de um Metal Conclusões REFERÊNCIAS
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