certo.odt

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA DE MATERIAIS 
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE QUÍMICA GERAL 
DOCENTE: BIANCA VIANA DE SOUSA
EXPERIMENTO: DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS 
GRADUANDOS: 
JONATHAN TOMÁS RIBEIRO FEITOSA BATISTA
WILTON BARBOSA LEITE
YTALO LUIZ OURIQUES RODRIGUES 
Campina Grande – Paraíba 
2017
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO............................................................................................................................. 3
2. JUSTIFICATIVA............................................................................................................................ 4
3. OBJETIVOS..............................................................................................................................… 5
3.1 Objetivos Geral.................................................................................................................... 5 
3.2 Objetivos Específicos.......................................................................................................... 5
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................................................ 6 
5. METODOLOGIA.......................................................................................................................... 7
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................................ 9
7. CONCLUSÃO..............................................................................................................................11
 8. REFERÊNCIAS............................................................................................................................12
							3
1. INTRODUÇÃO 
A densidade é uma propriedade física que caracteriza uma substância ou elemento, ela é intensiva e não varia com o aumento da quantidade de matéria. 
A densidade de sólidos e líquidos, segundo o SI (Sistema Internacional de Unidades) é expressa em quilograma por metro cúbico – kg/m³. Entretanto, é mais comumente expressa em unidade de gramas por centímetros cúbicos – g/cm³, ou em gramas por litro - g/ L. 
Toda substância pura, é caracterizada por uma densidade especifica, que a diferencia das outras substâncias e que pode ser determinada por meio da seguinte expressão:
A densidade relativa de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. No cálculo da densidade relativa de sólidos e líquidos, o padrão usualmente escolhido é a densidade da água, que é igual a 1,00 g cm³ a 4,0 C
A densidade de um sólido é em função da temperatura e, principalmente da natureza da sua estrutura cristalina, haja vista, que os diferentes polimorfos de um composto exibem diferentes densidades. 
O volume de objetos irregulares é determinado pelo Princípio de Arquimedes, que diz que ao colocar um sólido irregular em um recipiente cheio de água; o volume de água deslocada é igual ao volume do objeto irregular. 
Os líquidos são substâncias com densidades bem menores em relação aos sólidos, pois, as partículas de suas moléculas se encontram mais distanciadas umas das outras. 
Suas densidades variam um pouco e para se medir a densidade de líquidos e fluidos, existem três tipos de equipamentos: um deles é o picnômetro, o outro é o densímetro analítico e por fim o densímetro digital.
	4
2. JUSTIFICATIVA 
Relatório realizado com o intuito da aprendizagem e fixação dos métodos de determinação de densidade mais comuns no meio experimental e para a obtenção de uma nota quantitativa na disciplina de Laboratório de Química Geral. 
5
3. OBJETIVOS 
3.1 Objetivos Gerais 
Determinar a densidade de sólidos e líquidos por três métodos distintos e através da densidade presumir a composição e/ou concentração dos objetos e/ou reagentes em questão. Além de relacionar os resultados obtidos com as fundamentações teóricas da literatura e com observações contidas neste relatório. 
3.2 Objetivos Específicos 
I. Calcular a densidade de sólidos através do princípio de Arquimedes, e de terminar a origem do mesmo por meio da densidade calculada, comparando-a com densidades previamente tabeladas; 
II. Verificar a densidade de soluções aquosas de NaCl, de diferentes concentrações através do densímetro analítico; 
III. Determinar a densidade da gasolina e do álcool através do picnômetro; 
IV. Determinar a densidade da gasolina e do álcool através do densímetro digital;
V. Relacionar os resultados obtidos com os conceitos presentes na literatura.
6
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
Para muitos o conceito de densidade ainda é algo bastante abstrato, grande parte das pessoas que se deparam com tal questão se limitam a respondê-la apenas repetindo a sua lógica matemática – densidade é a razão entre a massa de uma substância pelo volume por ela ocupada – Porém, para que se entenda de forma integral essa propriedade é necessária que se conheça e se entenda como ela é conceituada pelos principais autores das ciências da natureza. 
De acordo com Atkins (2006, p. 32) a densidade é uma razão entre duas propriedades extensivas (que dependem da quantidade de matéria p ara ser determinada) onde o seu quociente é uma propriedade intensiva (que não depende da quantidade de matéria para ser determinada). Isto é, a densidade de uma substância que independe do tamanho da amostra, porque quando o volume dobra sua massa também dobra e a razão da massa pelo volume permanece constante, desta forma, tornando a densidade uma propriedade intensiva. 
Por se tratar de uma relação massa x volume, de modo geral, sólidos possuem densidade maior que líquidos, que por sua vez, maiores que de gases, isso é consequência da disposição dos átomos em cada um destes estados físicos.
7
5. METODOLOGIA 
Para uma melhor execução, a prática foi dividida em etapas. Primeiro foi determinada a densidade dos sólidos, pelo princípio de Arquimedes. Logo após, iniciou-se a segunda parte, que foi a determinação da densidade dos líquidos, que também foi subdividida. A princípio a densidade de soluções aquosas de NaCl (cloreto de sódio), de diferentes concentrações foi verificada por meio de um densímetro analítico. Depois, a densidade dos combustíveis foi determinada através do picnômetro e do densímetro digital. 
Os procedimentos serão explanados a seguir. 
I. DENSIDADE DOS SÓLIDOS 
1. Materiais 
Água; 
Balança analítica; 
Proveta (100 mL); 
3 amostras de sólidos (moeda, fio de cobre e ferro); 
 Termômetro. 
2. Métodos 
Com as amostras em mãos, leve-as para pesar uma a uma na balança analítica;
Após pesar e anotar a massa de todas as amostras adicione um determinado volume de água em uma proveta (no experimento foi adotado o volume de 40 mL); 
Mergulhe a amostra, já com o peso registrado, na proveta com água e observe a variação do volume. 
 A variação de volume será igual ao volume da amostra, de acordo com o princípio da determinação da densidade de sólidos irregulares, criado por Arquimedes. 
 Registre a variação de volume da proveta e partir daí se tem todos os dados necessários para o cálculo da densidade; 
II. DENSIDADE DOS LÍQUIDOS 
a) Verificação por meio do densímetro analítico
1. Materiais 
Densímetro INPM; 
Proveta (1000 mL); 
Solução aquosa de NaCl à 40g/L; 
Solução aquosa de NaCl à 60g/L; 
Solução aquosa de NaCl à 80g/L; 
 Solução aquosa de NaCl à 100 g/L; 
Solução aquosa de NaCl com concentração desconhecida. 
				
8
2. Métodos 
 Coloque a solução de NaCl à 40g/L na proveta; 
Insira o densímetro de modo que ele não se encoste às paredes da proveta; 
Após estabilizar o densímetro, solte-o na proveta e realiza a leitura da densidade do líquido 
Registreo valor encontrado; 
Faça isso com as soluções das demais concentrações. 
b) Verificação por meio do picnômetro 
1. Materiais 
Picnômetros 
Balança Analítica
Amostra de Álcool
Amostra de Gasolina
2. Métodos 
 Ligue a balança analítica e pese o picnômetro vazio; registre o seu peso; 
 Encha o picnômetro com o combustível -álcool e gasolina- até a borda, feche o picnômetro com a sua tampa, torne a pesar e registre o peso do picnômetro mais o combustível;
O cálculo da massa da amostra é dado pelo peso final menos o peso inicial; 
O volume utilizado no cálculo é igual ao do picnômetro. 
Após todos os procedimentos é só realizar o cálculo da densidade
 
C) Verificação por meio do densímetro digital
1. Materiais
Densímetro digital
Amostra de álcool
Amostra de gasolina
2. Métodos
Colete com o densímetro digital cada amostra a ser averiguada
Olhe no densímetro a densidade da amostra
9
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
I. DENSIDADE DOS SÓLIDOS 		
A densidade dos sólidos foi determinada através do princípio de Arquimedes, já explanado neste relatório. Os resultados foram obtidos por meio da razão das massas das amostras pela a variação de volume (Tabela I).
	Amostra
	Peso (g)
	Volume Inicial (mL)
	Volume Final (mL)
	Densidade (g/mL)
	Densidade Teórica (g/mL)
	Margem de erro (%)
	Moeda
(Cobre + 
Níquel + Carbono)
	3,711
	40
	41
	3,711
	Cu = 8,89
Ni = 8,8
C = 3,5
	Cu = 58,25
Ni = 57,82
C = 6.2
	Fio de Cobre
	7,689
	40
	41
	7,689
	Cu = 8,89
	Cu = 13.56
	Ferro
	57,657
	40
	47
	8,236
	Fe = 7,9
	Fe = 4.26
A densidade obtida experimentalmente é diferente do valor real, previamente tabelado, por isso houve uma variação de valores. Está variação pode ocorrer por diversas hipóteses, as mais comuns são: erro na pesagem, erro na leitura do volume ao emergir o sólido na proveta, criação de 
bolhas na proveta, fazendo com que o volume e aumente e haja erro na leitura, estado de conservação da amostra, entre outros fatores.
Foi possível, após conhecer a densidade de cada amostra e calcular sua margem de erro em relação à densidade teórica, determinar a sua natureza. Não é possível dizer qual a quantidade exata de cada elemento da moeda, mas analisando a tabela, podemos concluir que o Carbono provavelmente está em maior quantidade, já o fio de cobre e o ferro tem suas densidades semelhantes com as densidades teóricas, porém devido eles não serem totalmente puros, a uma pequena diferença no resultado final. 
II. DENSIDADE DOS LÍQUIDOS 
 Para calcular a densidade dos líquidos, foram usados três métodos distintos. O primeiro cálculo foi determinado pelo densímetro analítico, o segundo pelo picnômetro e o terceiro pelo densímetro digital.
A) VERIFICAÇÃO POR MEIO DO DENSÍMETRO ANALÍTICO
 A verificação da densidade pelo densímetro analítico é direta, sem nenhuma dificuldade.Por meio da tabela e do gráfico no papel milimetrado, fica fácil perceber que a densidade varia de acordo com a concentração da solução, e que a densidade é diretamente proporcional à concentração, ou seja, quanto mais concentrado a solução, maior a densidade.
10
Densímetro analítico – Solução de NaCl a diferentes concentrações
	Concentração da solução
	Densidade da solução
	40 g/l
	1,02 g/ml
	60 g/l
	1,03 g/ml
	80 g/l
	1,05 g/ml
	100 g/l
	1,055 g/ml
	concentração desconhecida
	1,065 g/ml
	
	
	TEMPERATURA (°C)
	24 °C
B) VERIFICAÇÃO POR MEIO DO PICNÔMETRO
 Usando o picnômetro, a densidade é calculada pela variação do seu peso final e seu peso inicial em razão com seu volume. É de suma importância observar a tabela abaixo para melhor compreensão.
Picnômetro – Amostras
	Amostra
	Peso Inicial (P1)
	Peso Final (P2)
	Volume
	Densidade
	Amostra 1: Álcool
	30,1062g
	41,7931g
	54,00 ml
	0,800635185 g/ml
	 Amostra 2: Gasolina
	23,1480g
	73,3405g
	25,061 ml
	0,743988667 g/ml
 
C) VERIFICAÇÃO POR MEIO DO DENSÍMETRO DIGITAL
 Usando o densímetro digital, a averiguação da densidade é a mais rápida e mais precisa de todos os métodos citados. Pois é preciso apenas atentar-se que o densímetro digital está completamente livre de impurezas e se as substâncias são realmente puras. Abaixo está a tabela com a densidade dos combustíveis.
Densímetro digital – Combustíveis
	Combustível
	Densidade da solução
	Álcool
	0,8196 g / ml
	Gasolina
	0,76135 g/ml
	
	
	TEMPERATURA (°C)
	21,5 °C
11	
7. CONCLUSÃO 
Em todas as partes do experimento de Densidade, com o picnômetro, com os densímetros e pelo princípio de Arquimedes, foram obtidos erros, entretanto a determinação da densidade com o densímetro digital mostrou mais precisão que os demais métodos. Os experimentos poderiam ter valores mais confiáveis, caso a balança analítica tivesse mais casas decimais, ou se os sólidos fossem realmente puros, porém mesmo com os empecilhos, foi possível relacionar os conhecimentos teóricos com os práticos e absorver a essência do experimento.
12
8. REFERÊNCIAS 
ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 965 p;