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Química – Engenharia de Produção Prática 2 – determinação da densidade de sólidos e líquidos 1. Objetivo Determinar, experimentalmente, a densidade e utilizar do valor obtido na identificação e como critério de pureza de uma dada substância. Aprender a utilização correta de densímetros e balanças. 2. Introdução A densidade é uma propriedade da matéria que relaciona a massa e o volume de um pedaço da matéria. A densidade de um objeto é definida como a massa por unidade de volume. Pode ser expressa por qualquer combinação de unidades de massa e de volume, por exemplo, gramas por cm 3 . Desde que a densidade é constante para todas as amostras da mesma substância sob condições fixas e determinadas, ela é uma propriedade intensiva da matéria: d = m/V A densidade, também denominada de massa específica ou peso específico, é uma propriedade característica de cada substância pura, ou seja, é uma propriedade específica que diferencia uma substância da outra. A densidade relativa de uma substância é a relação entre a densidade absoluta dessa substância e a densidade absoluta de uma outra substância utilizada como padrão. No cálculo da densidade relativa de sólidos e de líquidos, a substância padrão utilizada comumente é a água, cuja densidade absoluta é 1,000 g/mL à 4C. A densidade é, portanto, dependente da temperatura, pois uma variação na temperatura provoca uma variação no volume, principalmente nas substâncias líquidas e gasosas. Nesta prática, serão utilizados densímetros. Os densímetros permitem a medida direta do valor da densidade de um dado líquido. Para isso, existem densímetos de diferentes escalas que possibilitam medir diferentes intervalos de densidade. Gasolina A gasolina é um líquido volátil, inflamável, constituído por uma mistura extremamente complexa de hidrocarbonetos. Pode ser obtida através da destilação do petróleo, entretanto a crescente demanda mundial do combustível, devido ao surgimento do motor a explosão, promoveu o desenvolvimento e aperfeiçoamento de técnicas para se obter um maior rendimento na produção. A fração do petróleo que corresponde à gasolina apresenta faixa de ebulição entre 40 o C e 200 o C, e é formada por hidrocarbonetos de composição variada (de 17 a 38 átomos por molécula), mas seu principal constituinte são os octanos (C8). A geometria molecular influi diretamente na polaridade das moléculas: se uma molécula tem dois átomos que "puxam" os elétrons com a mesma força essa molécula é apolar, pois não há formação de centros que concentram carga positiva e negativa. Se molécula é composta por átomos que puxam os elétrons com forças diferentes, ocorre a formação de pólos e então se diz que a molécula é polar. Dessa forma podemos atribuir que se o nº de nuvens em volta do átomo central for igual ao nº de átomos centrais que a cercam, a molécula é apolar, caso contrário é polar. A relação entre polaridade e solubilidade ocorre da seguinte maneira: substâncias polares tendem a serem solúveis em substâncias polares e substâncias apolares em substâncias apolares. Isso ocorre porque uma molécula polar possui o pólo positivo e o pólo negativo e esses pólos atraem os pólos opostos de outra molécula, dessa forma solubilizando com maior facilidade. A solubilidade entre substâncias apolares ocorre pelas forças de dipolo induzido. Isso explica a experiência da polaridade nas substâncias. Química – Engenharia de Produção 3. Procedimento experimental 3.1. Determinação da densidade de sólidos Pesar a amostra sólida que será fornecida e anotar sua massa. Em seguida, com o auxílio de uma pisseta, colocar um certo volume de água destilada que dê para cobrir o sólido na proveta. Anotar o volume de água colocada. Inclinar a proveta e introduzir, cuidadosamente, o sólido. (NOTA: Se ao introduzir o sólido a proveta não estiver inclinada, o sólido poderá descer bruscamente de encontro ao fundo da proveta, fazendo com que uma certa quantidade de líquido seja ejetada para fora). Calcular o volume do sólido e anotar. Calcular a densidade de cada sólido. Calcular o erro percentual. Discutir os erros. 3.2 Densidade de líquidos 3.2.1. Utilizando densímetros Observar atentamente a escala dos densímetros que serão utilizados e calcular o valor das subdivisões da escala de cada um deles. Colocar aproximadamente 240 mL de álcool etílico em uma proveta de 250 mL. Em seguida, colocar lentamente e cuidadosamente o densímetro na proveta que contém o álcool etílico. Soltar o densímetro cuidadosamente e deixar o mesmo flutuar no líquido sem encostar nas paredes da proveta. Ler a densidade no ponto em que a escala do densímetro coincide com o menisco da superfície livre do líquido. Anotar com até três casas decimais. Utilizar o mesmo procedimento com outra proveta contendo, outros líquidos fornecidos pela professora. Calcular o erro percentual. Discutir os erros. 3.2. 2 Densidade da gasolina Pesar a proveta de 100 mL vazia. Colocar 50 mL da gasolina e pesar novamente. Calcular a densidade da gasolina. Calcular o erro percentual. Discutir os erros. OBS: Dados teóricos serão passados na aula pela professora. Referências bibliográficas: 1.SILVA, R.R.; BOCCHI, N.; ROCHA FILHO, R.C.; Introdução à Química Experimental, São Paulo, McGraw-Hill, 1990, p. 16-33, 163-164. 2.OLIVEIRA, E. A. de; Aulas práticas de química, 3a edição, São Paulo, Editora Moderna, 1993, 44-50. 3.QUAGLIANO, J. V.; VALLARINO, L. M.; Química, Trad. Aida Espinola, Rio de Janeiro, Editora Guanabara
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