Determinação de Densidade de Líquido e Metais

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EDNEA BARBOSA DE ALMEIDA 
EDUARDO RODRIGUES DA SILVA 
GABRIEL TONETTI DE BULHÕES 
LAILA MEIRA RODRIGUES 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE DE LÍQUIDO E METAIS 
 
 
 
Relatório apresentado à disciplina de Química I, 
do curso de Engenharia Sanitária e Ambiental do 
Instituto Federal do Espírito Santo, como requisito 
parcial para avaliação. 
 
Orientador: Prof. Alex dos Santos Borges. 
 
 
 
 
 
 
Vitória 
2016 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO TEÓRICA.............................................................................. 3 
2. OBJETIVO...................................................................................................... 4 
3. MATERIAIS E REAGENTES.......................................................................... 5 
4. PROCEDIMENTOS........................................................................................ 5 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES.................................................................... 6 
6. CONCLUSÃO................................................................................................. 8 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................ 9
 
1
 INTRODUÇÃO 
As substâncias podem ser identificadas utilizando-se suas propriedades físicas. Uma 
das propriedades que caracteriza uma substância é a sua densidade. Essas 
propriedades, que têm valores estabelecidos para cada substância, não dependem 
da quantidade de substância e são chamadas de propriedades intensivas. Ou seja, a 
densidade de água pura contida em um litro ou em uma colher de 5 mililitros é a 
mesma. 
Por definição, densidade (d) é massa (m) por unidade de volume (v). A massa é uma 
medida direta de quantidade de matéria do corpo e independe do lugar onde é 
medida (RUSSELL, 1994). A densidade do objeto é calculada pela divisão da massa 
do objeto por seu volume. Ou seja, densidade expressa a quantidade de matéria em 
uma dada unidade de volume: 
d = m/v (1) 
As densidades de sólidos e líquidos são comumente expressas em gramas por 
centímetro cúbico, g/cm³. Como um milímetro equivale a um centímetro cúbico, é 
possível expressar a densidade em g/mL. 
A densidade pode variar com a pressão, temperatura e, consequentemente, com o 
estado de agregação no qual o elemento se encontra, por isso costuma-se indicar a 
densidade dos elementos nos estados sólidos e líquidos ao nível do mar – a 25 ºC e 
a 1atm – para que se obtenha um resultado mais confiável. A figura 1 mostra como 
varia a densidade na tabela periódica. 
Figura 1 – Variação das densidades dos elementos químicos dentro da tabela 
periódica 
 
 
Fonte: http://alunosonline.uol.com.br/quimica/propriedades-periodicas-.html 
Substâncias puras têm densidades características. Uma substância composta ou 
uma mistura, tem densidade igual à média ponderada das densidades dos 
elementos que a compõe, calculada a partir das porcentagens em massa de cada 
componente. Portanto, é possível verificar a pureza de determinada sustância 
através da comparação do valor da densidade calculado experimentalmente, com o 
valor da densidade da mesma substância de acordo com a literatura (tabela 1). 
Tabela 1 – Densidade de algumas substâncias a 25 ºC 
SUBSTÂNCIA DENSIDADE (g/cm³) 
Cera de abelha 0,96 
Diamante 3,5 
Leite integral 1,03 
Madeira balsa 0,12 
Madeira de ébano 1,2 
Mercúrio 13,6 
Ouro 19,3 
Prata 10,5 
Zinco 7,1 
Fonte: Química Geral, Russell, v.1, p.41 
 
Por meio da densidade de um objeto ou de uma substância composta e das 
densidades dos seus componentes, pode-se determinar a porcentagem de cada 
componente na substância. 
Para calcular a densidade de substâncias sólidas, é necessário determinar a massa 
de uma amostra e também o seu volume. Sendo o sólido compacto e irregular, 
pode-se realizar a medição de seu volume através do deslocamento de água, 
quando introduzido em um instrumento de medição de volume (figura 2). 
Figura 2 – Determinação do volume de sólidos irregulares 
 
 
Fonte: http://alunosonline.uol.com.br/quimica/densidade-solidos-irregulares-principio-arquimedes.html 
Para determinar a densidade de líquidos, utiliza-se o picnômetro, que trata-se de um 
pequeno frasco de vidro, construído de forma que o volume de fluído que contenha 
seja invariável. Possui uma tampa de vidro esmerilhado, que contêm um orifício 
capilar, como mostra a figura 3. 
Figura 3 – Picnômetro 
 
 Fonte: http://metaquimica.net 
 
 
 
 
 
2 OBJETIVO 
 
Determinar a densidade de líquidos e de algumas espécies metálicas e a partir disso 
determinar a pureza de uma espécie metálica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 MATERIAIS E REAGENTES 
 
A tabela 2 mostra os materiais e reagentes utilizados na prática em questão. 
 
 
 
Tabela 2- Materiais e reagentes 
 
Balança semi-analítica Picnômetro 
Vidro de relógio Pinça metálica 
Proveta (10, 25 e 50mL) Amostra de metais (Al, Fe, Sn, Pb, Cu) 
Béquer (100 mL) Etanol PA 
Papel absorvente 
Funil 
Termômetro 
Conta gotas 
 
 
4 PROCEDIMENTOS 
 
4.1 Procedimentos para determinação da densidade das amostras metálicas 
 Determinou-se a massa de cada amostra metálica (Al, Fe, Cu, Sn, Pb) na 
balança semi-análitica e anotou-se o valor com precisão de 0,001g de acordo 
com a tabela fornecida; 
 Adicionou-se água destilada em uma proveta de 50ml, até que o menisco 
atingisse a marca de 20ml. Anotou-se o volume V1, com precisão de 0,01ml; 
 Com o uso de uma pinça metálica, colocou-se, cuidadosamente, a amostra 
de chumbo dentro da proveta de 50 ml, contendo 20 ml de água destilada. 
Certificou-se da não existência de bolhas aderidas em sua superfície . Leu-se 
e anotou-se o novo volume, V2 (com precisão de 0,01ml); 
 Repetiu-se o procedimento anterior com a amostra de ferro e Estanho, sendo 
que para isso, utilizou-se a proveta de 10 ml, contendo 6 ml de água 
destilada, para ambas, cada uma por vez. Leu-se e anotou-se o novo volume, 
V2 (com precisão de 0,01ml); 
 Para as amostras de Cobre e Alumínio, utilizou-se a proveta de 25 ml, 
contendo 15 ml de água destilada, anotou-se o volume final; 
 Calculou-se o volume das amostras. 
4.2 Procedimento para calibração do picnômetro 
 Pesou-se o picnômetro com o termômetro limpo e seco na balança semi-
analitica (precisão ±0,01g); 
 Preencheu-se um Béquer de 100 ml com água destilada e aferiu-se a 
temperatura da água; 
 
 Preencheu-se o picnômetro com a água destilada, completando-se totalmente 
o capilar da tampa, verificando-se se possuía bolhas de ar; 
 Secou-se cuidadosamente a superfície externa do picnômetro com papel 
absorvente; 
 Obteve-se a massa do picnômetro com água, na mesma balança; 
 Determinou-se a massa de água contida no picnômetro e o volume real do 
picnômetro. 
4.3 Procedimento para determinação da densidade do etanol 
 Lavou-se o picnometro cuidadosamente com etanol, para remoção de 
resíduos de água do seu interior, 
 Preencheu-se o picnometro com etanol, completando-se inteiramente o 
capilar da tampa, verificando-se se possuía bolhas de ar; 
 Tampou-se o picnometro e secou-se sua superfície externa; 
 Aferiu-se a temperatura do etanol; 
 Pesou-se o picnometro (com o termômetro embutido) contendo a amostra de 
etanol; 
 Determinou-se o a massa de etanol contida no picnometro e a partir do 
volume do picnometro calculou-se a densidade do etanol. 
 Estimou-se o percentual de erro relativodos dados experimentais em relação 
aos dados fornecidos pela literatura (densidade teórica): E(%)=[(valor real-
valor experimental)/valor real]x100 
 
 
 
5 Resultados e discussões 
 
Após a realização do experimento, obteve-se o seguinte resultado, conforme tabela 
3. 
 
 
Tabela 3 – Resultados obtidos no experimento 
 
 
Amostras 
metálicas 
Massa 
obtida 
(g) 
Volume 
obtido 
(mL) 
Densidade 
experimental 
(g/mL) 
Densidade 
teórica 
(g/mL) 
 Erro 
(%) 
 
Alumínio 1,638 1,01 1,621 2,70 39,96 
Ferro 3,250 0,39 8,333 7,87 -5,88 
Estanho 0,866 0,15 5,773 7,29 20,80 
Chumbo 9,688 0,99 9,784 11,34 13,72 
Cobre 
Etanol 
3,162 
9,193 
0.99 
11,456 
3,193 
0,802 
8,93 
0,79 
 64,24 
-1,51 
 
 
 
 
 
 
Gráfico 1 – Relação entre as densidades das amostras metálicas analisadas e seus 
números atômicos 
 
 
 
 
A partir dos dados exibidos acima, cabe afirmar que poucas amostras apresentaram 
grau de pureza satisfatório, e que nenhuma delas teve resultados condizentes com a 
densidade teórica, no caso do etanol, percebe-se que a densidade experimental 
variou com a menor escala de erro, dentre as demais substâncias analisadas. 
Os resultados obtidos experimentalmente para os metais, destoaram dos valores 
tabelados na teoria. Os desvios observados podem ter origem em diversos fatores: 
nas impurezas presentes nos materiais analisados; erros derivados do manuseio 
incorreto das amostras, como o contato direto com o metal a ser analisado, o que 
pode alterar o seu peso. Além disso, os instrumentos que auxiliaram os 
procedimentos, como a proveta, não são considerados os mais precisos no cálculo 
de volume. Outros fatores que alteram diretamente a densidade é a temperatura e 
pressão, o que possivelmente pode ter interferido nos resultados. 
 
 
0
2
4
6
8
10
12
13 26 50 82 29
D
e
n
si
d
ad
e
, g
/c
m
³
Número atômico Z
densidade teórica a 25 C
densidade prática
 
6 Conclusão 
A prática experimental relatada fornece informações importantes para o 
entendimento das propriedades periódicas dos elementos, possibilitando 
compreender que cada substância possui valor de densidade relativa própria, sendo 
desta forma uma característica de cada substância. Então, a determinação da 
densidade auxilia no processo de identificação de alguns materiais, principalmente 
minerais e metais, o que é relevante na atuação do engenheiro sanitarista e 
ambiental, uma vez que pode auxiliar na compreensão e solução de problemas 
ambientais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
RUSSELL, John B.; Química Geral v.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, 
Makron Books, 1994. 
SAINT’PIERRE, Tatiana Dillenburg. Densidade. Disponível em: < 
http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_den
sidade.pdf>. Acesso em: 23 abr. 2016.