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p U N I V E R S I D AD E E S T AD U A L D E S A N T A C R U Z D e p a r t a m e n t o d e C i ê n c i a s E x a t a s e T e c n o l ó g i c a s C o l e g i a d o d o C u r s o d e Q u í m i c a Físico-Química I – 2017.1 Prof. Fernando Cesário Rangel RELATÓRIO DE EXPERIMENTO I Determinação da densidade de líquidos e sólidos: Método do picnômetro Abril-2017 Ilhéus-Bahia UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 1 Sumário 1.Apresentação ...................................................................................................... 2 2.Introdução teórica .............................................................................................. 3 3.Objetivos ............................................................................................................. 4 4.Parte experimental ............................................................................................. 4 4.1Materias e reagentes ................................................................................... 4 4.2Procedimentos ............................................................................................. 4 5.Resultados e discussão..................................................................................... 6 6.Conclusão ......................................................................................................... 11 7.Referências ....................................................................................................... 11 8.Apêndice A ........................................................................................................ 12 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 2 1. APRESENTAÇÃO Este relatório descreve as atividades desenvolvidas por Reijane dos Santos Costa, Thalita Santana Cruz e Victórya Vilasboas Lopes Costa, alunas do curso de Engenharia Química da Universidade Estadual de Santa Cruz, no âmbito da parte experimental da disciplina – Físico-Química I, durante o 3o semestre/2017. A disciplina é ministrada pelo Prof. Fernando Cesário Rangel. Serão descritos os objetivos, a parte experimental, os resultados, os cálculos, a discussão e as conclusões referentes ao experimento intitulado Determinação da densidade de líquidos e sólidos: Método do picnômetro. Ilhéus, 08 de junho de 2017. 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 3 As propriedades da matéria são fundamentais para compreender a conduta e as transformações físicas ou químicas da mesma, bem como facilitar a identificação de determinado elemento. Um exemplo prático é a água pura, que sob pressão de 1atm, apresenta ponto de fusão a 0°C e ponto de ebulição a 100°C, essas são propriedades físicas características da água. As propriedades físicas são dívidas em grupos, nos quais propriedades intensivas e extensivas são de grande importância para compreendermos o objetivo do relatório. Propriedades intensivas de um composto não se alteram em relação à massa, o contrário ocorre com propriedades extensivas que sofrem modificações dependendo da massa da amostra analisada. A densidade é uma propriedade intensiva, definida pela razão entre a massa (propriedade extensiva) de um material e o volume (propriedade extensiva) por ele ocupado, ou seja, ela determina a quantidade de matéria que está presente em uma unidade de volume; a razão entre propriedades extensivas resulta numa propriedade intensiva. É de grande importância seu estudo, pois pode ser usada para diferenciar materiais puros e impuros, e é utilizada no controle de qualidade de determinados produtos industriais e também pode ser empregada para identificar substâncias, já que a densidade é uma especificidade da substância. A densidade absoluta de uma substância qualquer de massa m e volume V é definida por: 𝜌 = 𝑚 𝑉 (1) Já a densidade relativa é a razão entre as densidades absolutas de duas substâncias: 𝜌1,2 = 𝜌1 𝜌2 (2) UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 4 Nem sempre a densidade do material é conhecida, por isso, métodos como a picnometria são necessários, que consiste em uma técnica laboratorial utilizada para auxiliar na determinação da massa específica e da densidade de líquidos e sólidos. O instrumento utilizado para determinar a densidade, o picnômetro, é um pequeno frasco de vidro construído cuidadosamente de forma que o seu volume seja invariável. Ele possui uma abertura suficientemente larga e tampa muito bem esmerilhada, provida de um orifício capilar longitudinal. Como se trata de uma propriedade física, resultados precisos são almejados; o picnômetro é um instrumento altamente delicado e, por esse motivo, os procedimentos experimentais requerem cuidados para que não haja transferência de impurezas (como gordura corporal, por exemplo) e, consequentemente, erros sejam evitados. 3. OBJETIVOS Abordar o conceito geral de densidade e desenvolver uma técnica para medir densidade de líquidos, utilizando o método do picnômetro. 4. PARTE EXPERIMENTAL 4.1 MATERIAIS E REAGENTES - Picnômetro; - Água destilada; - Balança; - Béqueres; - Amostra de cobre sólido; - Etanol. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 5 4.2 PROCEDIMENTOS 4.2.1 Calibração do picnômetro: Para obter resultados mais precisos, é necessária a calibração do picnômetro. Para iniciar o procedimento pesou-se o picnômetro vazio três vezes. Logo após, preencheu-se todo o volume do instrumento com água, de modo que eliminasse as bolhas de ar na parte interna do mesmo. Em seguida, levou-o ao banho a temperatura ambiente, deixando-o por cerca de dez minutos para estabilizar a temperatura. Por fim, secou-se a parte externa do picnômetro e realizou-se a pesagem três vezes. Este procedimento foi efetuado tanto no primeiro quanto no segundo experimento. 4.2.2 Determinação da densidade do etanol: Prepararam-se soluções de etanol a diferentes concentrações. O etanol utilizado tinha concentração de 99,8%; equivalente à concentração de 100% no experimento. Para o preparo das soluções, considerou-se a seguinte equação: 𝐶𝑖 . 𝑉𝑖 = 𝐶𝑓 . 𝑉𝑓 (3) A concentração final era a desejada e a concentração inicial era conhecida. Sendo assim, o volume final (Vf) para cada solução foi de 50 ml, correspondente à medida do balão volumétrico utilizado para a diluição. Desta forma, apenas o volume inicial do álcool a 99,8% foi determinado pela equação 3. Em seguida, mediu-se o volume inicial utilizando a pipeta graduada para soluções acima de 10 ml e conta gotas para soluções abaixo de 10 ml. Logo após, colocou-se no balão volumétrico e completou-se com água destiladaaté a marcação de 50 ml. Antes de utilizar cada solução, lavou-se o picnômetro com a mesma para evitar o acúmulo de resíduos. Desse modo, encheu-se o picnômetro com a solução preparada e aferiu-se o peso três vezes. Luvas e papeis foram utilizados para transportar o instrumento; o procedimento foi repetido para as outras soluções. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 6 4.2.3 Determinação da densidade do cobre: Com o picnômetro sem resíduos de água, colocou-se o metal e pesou-se três vezes. Em seguida, preencheu-se o picnômetro com água destilada até que o excesso de água escorresse pelo capilar. A água foi adicionada cuidadosamente para que evitasse formação de bolhas na parte interna do picnômetro. Como a temperatura da água estava estabilizada a temperatura ambiente, não foi preciso colocar no banho por dez minutos. Em seguida, secou-se a parte externa do picnômetro com uma toalha de papel e pesou-se três vezes o novo sistema. As massas e os volumes calculados foram utilizados na determinação da densidade. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO Resultados do experimento com etanol A tabela 01 mostra os resultados obtidos experimentalmente para as massas do picnômetro vazio e com água. Tabela 01 – Massas obtidas para o picnômetro vazio e com água Picnômetro vazio (𝒎 ± 𝟎, 𝟏𝟎). 𝟏𝟎−𝟑 g Picnômetro + água (𝒎 ± 𝟎, 𝟏𝟎). 𝟏𝟎−𝟑 g 26456,10 51849,20 26455,80 51841,70 26456,40 51844,80 Média (26456,10 ± 0,20). 10−3 (51845,23 ± 0,22). 10−3 Vale ressaltar que para a calibração atentou-se no valor da temperatura, pois a mesma influencia na densidade, de modo que, quando a temperatura aumenta, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 7 ocorre dilatação térmica e as moléculas ficam maiores, alterando o volume e, portanto a densidade; o retorno é válido já que a diminuição da temperatura acarreta numa contração das moléculas (diminuição do volume), aumentando o valor da densidade. A temperatura foi de (24,00 ± 0,50)°C, a densidade da água nessa temperatura é de 0,997296 g/cm3. Desta forma, conhecendo a densidade da água na temperatura em que o experimento ocorreu, foi possível encontrar o volume de acordo com a equação 4. 𝑉 = 𝑚𝑃+𝐻2𝑂 − 𝑚𝑝 𝜌𝐻2𝑂 (4) Em que 𝑚𝑃+𝐻2𝑂 é a massa do picnômetro mais água e 𝑚𝑝 é a massa do picnômetro vazio. Desta forma o volume calculado para o picnômetro foi de (2545,80 ± 0,23)𝑐𝑚3. Descobrir o volume que o picnômetro comporta é o objetivo da calibração, pois a partir deste resultado é possível obter densidades desconhecidas de outras substâncias, assim foi feito com soluções de etanol em diferentes concentrações. As massas de cada sistema (picnômetro + solução) estão dispostas na tabela 2. Tabela 02 – Massas obtidas para cada sistema analisado Álcool (%) 1 Medidas(𝒎 ± 𝟎, 𝟏𝟎). 𝟏𝟎−𝟑𝒈 2 3 100 46528,40 46528,20 46527,70 90 47607,30 47606,40 47606,90 70 48951,30 48950,10 48950,80 50 50082,50 50082,10 50082,30 30 51214,20 51211,00 51213,10 10 51499,80 51499,60 51499,70 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 8 Para o cálculo da densidade, utilizou-se a média das massas obtidas subtraídas com suas respectivas incertezas, apresentadas na tabela 03. Tabela 03: Médias e incertezas associadas às diferentes concentrações da solução Álcool (%) (�̅� ± 𝝈). 𝟏𝟎−𝟑𝒈 100 46528,10 ± 0,23 90 47606,90 ± 0,29 70 45950,70 ± 0,36 50 50082,30 ± 0,15 30 51212,80 ± 0,94 10 51499,70 ± 0,12 Pela calibração, o volume suportado pelo picnômetro já é conhecido, portanto, aplicando a equação 5 é possível calcular a densidade de cada solução. O resultado final do experimento é exposto na tabela 04. 𝜌Á𝑐𝑜𝑜𝑙 = 𝑚𝑝+á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 − 𝑚𝑝 𝑉 (5) UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 9 Tabela 04 – Densidades obtidas para as soluções de etanol Álcool (%) Densidadecalculada (g/cm3) 100 (7884,37 ± 0,69). 10−4 90 (8308,13 ± 0,73). 10−4 70 (7657,56 ± 0,68). 10−4 50 (9280,47 ± 0,81). 10−4 30 (9724,54 ± 0,92). 10−4 10 (9837,23 ± 0,85). 10−4 Vale ressaltar que o aumento da densidade das soluções é consequência da quantidade de massa de água contida no frasco ser superior à massa do álcool, quanto mais diluída estiver a solução, mais próximo o valor estará da densidade da água. Resultados do experimento com sólido Nessa etapa do experimento, outro picnômetro foi utilizado, necessitando assim, de uma nova calibração. Porém, para evitar que o instrumento estivesse molhado no momento da pesagem e causasse erros desnecessários, a calibração foi efetuada após o procedimento, mas os dados serão apresentados como no experimento com o etanol, para um seguimento lógico. O experimento foi realizado na temperatura de (24,00 ± 0,50)°C, a densidade nessa temperatura é de 0,997296 g/cm3. As massas obtidas para o picnômetro vazio e com água estão distribuídos na tabela 05. Tabela 05 – Massas obtidas na pesagem do picnômetro vazio e com água UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 10 Picnômetro vazio (𝒎 ± 𝟎, 𝟏𝟎). 𝟏𝟎−𝟑𝒈 Picnômetro + água(𝒎 ± 𝟎, 𝟏𝟎). 𝟏𝟎−𝟑𝒈 22733,70 91450,90 22733,60 91451,20 22733,50 91451,10 Média (22733,60 ± 0,10).10-3 (91451,10 ± 0,10).10-3 Aplicando os dados na equação 4, foi possível determinar o volume do picnômetro utilizado: 𝑉 = (68921,20 ± 0,18). 10−3𝑐𝑚3 Com a calibração finalizada, já se sabe o volume que o picnômetro comporta, assim, é possível calcular densidades de outros compostos. Nessa segunda etapa, analisou-se um sólido, o cobre. As massas de cada sistema estão dispostas na tabela 6. Tabela 06– Massas obtidas para os respectivos sistemas Picnômetro + sólido (𝒎 ± 𝟎, 𝟏𝟎). 𝟏𝟎−𝟑𝒈 Picnômetro + sólido + água (𝒎 ± 𝟎, 𝟏𝟎). 𝟏𝟎−𝟑𝒈 23986,20 92583,80 23986,60 92584,60 23987,10 92592,70 Média (23986,60 ± 0,10). 10−3 (92587,00 ± 0,10). 10−3 A massa da amostra de cobre é calculada com uma simples subtração, tirando a massa do picnômetro do sistema picnômetro + sólido. Para o cálculo da densidade, o volume da amostra de cobre é necessário. Como ele não é conhecido calculou-se usando das possibilidades oferecidas pelo picnômetro. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 11 Com a subtração das médias obtidas dos dois sistemas da tabela 06, é obtida a massa de água que foi usada para preencher o picnômetro. A densidade já é conhecida, por isso, aplicando a fórmula da densidade, obtém-se o volume da água: (6880,10 ± 0,29). 10−2𝑐𝑚3. Já é possível identificar o volume da amostra, já que é conhecido o volume comportado pelo picnômetro. A diferença entre os dois volumes é, portanto, o volume do cobre. Neste último momento do experimento, foi aplicado a equação 1, e desta forma obteve-se a densidade do sólido.Os resultados são dispostos na tabela 7: Tabela 07 – Resultados experimentais para a amostra de cobre Massa (g) Volume (cm3) Densidade (g/cm3) (1253,00 ± 0,10).10-3 (120,30 ± 2,87).10-3 (1041,98 ± 24,89).10-2 O erro relativo entre o valor calculado e valor teórico da densidade do cobre, foi obtido a partir da equação 6. 𝐸𝑅 = |𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜| 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 (6) O valor teórico da densidade do cobre corresponde a 8,960𝑔𝑐𝑚−3, desta forma o erro relativo foram aproximadamente 16,3%, ou seja, em termos dos desvios ocorridos nos procedimentos, foi consideravelmente baixo, tendo como referência o erro relativo de 20%. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 12 6. CONCLUSÕES A partir dos dados obtidos referentes à determinação da densidade do álcool em diferentes concentrações, verificou-se o aumento da massa específica da amostra (tabela 04) com a redução da concentração. No entanto, o crescimento não foi gradual, os possíveis erros estão associados à diluição das soluções ou na pesagem, ou seja, determinada quantidade de álcool ou água provavelmente não foram manuseadas ou medidas corretamente e a balança pode ter colaborado para erros (falta de calibração), fora a absorção de umidade ambiente na superfície do frasco durante a pesagem, além de ter formação de bolhas na parte interior do picnômetro com a solução, que pode ter acarretado erros. Até mesmo na transferência das substâncias, em que pequenas porções da matéria permaneciam no frasco. Para a determinação da densidade e volume do sólido (Cobre) erros mais recorrentes foram observados. Apesar do manuseio do picnômetro ter sido realizado com luvas, evitando interferência externa na pesagem, a obtenção da massa do sólido não foi necessariamente precisa, por razão da quantidade de matéria do ar atmosférico, presentes no instrumento. Outro fato que pode ter contribuído foram às impurezas na superfície do metal, pois o mesmo não foi lixado. Contudo, os desvios associados no desenvolvimento dos experimentos, favoreceram para a compreensão dos objetivos da prática. 7. REFERÊNCIAS [1] HALLIDAY, RESNICK, WALKER.Fundamentos da física, Volume 2, 9ª edição, LTC, 2009. [2] ATKINS,P.W. Físico – Química I, Volume 1, 9ª edição,LTC,2012. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 13 8. APÊNDICE A Incerteza do volume do picnômetro Para calcular o volume do picnômetro utilizou-se a seguinte equação: 𝑉 = 𝑚𝑃+𝐻2𝑂 − 𝑚𝑝 𝜌𝐻2𝑂 Logo, a incerteza do volume é em relação à massa do picnômetro mais água e a massa do picnômetro vazio, a incerteza da densidade da água não foi colocada devido a falta da mesma no roteiro experimental. A equação da incerteza do volume é dada por: 𝜎𝑉 2 = ( 𝜕𝑉 𝜕𝑚𝑝+𝐻2𝑂 ) 2 𝜎𝑚𝑝+𝐻2𝑂 2 + ( 𝜕𝑉 𝜕𝑚𝑝 ) 2 𝜎𝑚𝑝 2 𝜕𝑉 𝜕𝑚𝑝+𝐻2𝑂 = 𝜕𝑉 𝜕𝑚𝑝 = 1 𝜌𝐻2𝑂 Então: 𝜎𝑉 2 = ( 1 𝜌𝐻2𝑂 ) 2 (𝜎𝑚𝑝+𝐻2𝑂 2 + 𝜎𝑚𝑝 2) Incerteza da densidade do álcool A densidade do álcool foi calculada pela seguinte equação: 𝜌Á𝑐𝑜𝑜𝑙 = 𝑚𝑝+á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 − 𝑚𝑝 𝑉 Sendo a incerteza da densidade do álcool em relação a massa do picnômetro mais álcool, a massa do picnômetro e ao volume do mesmo. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 14 𝜎𝜌 2 = ( 𝜕𝜌 𝜕𝑚𝑝+á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 ) 2 𝜎𝑚𝑝+á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 2 + ( 𝜕𝜌 𝜕𝑚𝑝 ) 2 𝜎𝑚𝑝 2 + ( 𝜕𝜌 𝜕𝑉 ) 2 𝜎𝑉2 𝜕𝜌 𝜕𝑚𝑝+á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 = 𝜕𝜌 𝜕𝑚𝑝 = 1 𝑉 𝜕𝜌 𝜕𝑉 = 𝑚𝑝+á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 − 𝑚𝑝 𝑉2 Logo 𝜎𝜌 2 = ( 1 𝑉 ) 2 𝜎𝑚𝑝+á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 2 + ( 1 𝑉 ) 2 𝜎𝑚𝑝 2 + ( 𝑚𝑝+á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 − 𝑚𝑝 𝑉2 ) 2 𝜎𝑉2 Incerteza para a massa da amostra de cobre A massa da amostra foi calculada pela seguinte equação: 𝑀 = 𝑚𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜+𝑝 − 𝑚𝑝 E a incerteza da massa calculada foi em relação à massa do sólido mais o picnômetro e a massa do picnômetro. 𝜎𝑀𝐶𝑢 2 = ( 𝜕𝑀𝐶𝑢 𝜕𝑚𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜+𝑝 ) 2 𝜎𝑚𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜+𝑝 2 + ( 𝜕𝑀𝐶𝑢 𝜕𝑚𝑝 ) 2 𝜎𝑚𝑝 2 𝜕𝑀𝐶𝑢 𝜕𝑚𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜+𝑝 = 𝜕𝑀𝐶𝑢 𝜕𝑚𝑝 = 1 Desta forma obteve-se a equação da incerteza para o sólido UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 15 𝜎𝑀𝐶𝑢 2 = 𝜎𝑚𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜+𝑝 2 + 𝜎𝑚𝑝 2 Incerteza da massa de água do picnômetro com água mais o sólido A massa de água presente na picnômetro com o sólido, foi calculada pela diferença da massa do picnômetro com água e com o sólido pela massa do picnômetro com sólido. 𝑀𝐻2𝑂 = 𝑚𝑝+𝐻2𝑂+𝐶𝑢 + 𝑚𝑝+𝐶𝑢 A incerteza referida foi análoga à incerteza da massa do sólido, em que a mesma foi dada por: 𝜎𝑀𝐻2𝑂 2 = ( 𝜕𝑀𝐻2𝑂 𝜕𝑚𝑝+𝐻2𝑂+𝐶𝑢 ) 2 𝜎𝑚𝑝+𝐻2𝑂+𝐶𝑢 2 + ( 𝜕𝑀𝐻2𝑂 𝜕𝑚𝑝+𝐶𝑢 ) 2 𝜎𝑚𝑝+𝐶𝑢 2 Logo, 𝜎𝑀𝐻2𝑂 2 = 𝜎𝑚𝑝+𝐻2𝑂+𝐶𝑢 2 + 𝜎𝑚𝑝+𝐶𝑢 2 Incerteza do volume de água contido no picnômetro com água mais sólido Foi necessário encontrar o volume de água ocupado no picnômetro para calcular o volume da amostra que foi o objetivo em estudo. Utilizou-se a seguinte equação: 𝑉𝐻2𝑂 = 𝑀𝐻2𝑂 𝜌𝐻2𝑂 Desta forma a incerteza do volume foi dada em relação a massa de água. 𝜎𝑉𝐻2𝑂 2 = ( 𝜕𝑉𝐻2𝑂 𝜕𝑀𝐻2𝑂 ) 2 𝜎𝑀𝐻2𝑂 2 Portanto, 𝜎𝑉𝐻2𝑂 2 = ( 1 𝜌𝐻2𝑂 ) 2 𝜎𝑀𝐻2𝑂 2 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS Colegiado de Engenharia Química Curso: Engenharia Química 16 Incerteza do volume e da densidade da amostra O volume da amostra foi calculado por: 𝑉𝐶𝑢 = 𝑉𝑃 − 𝑉𝐻2𝑂 Na qual, 𝑉𝑃 é o volume do picnômetro vazio. Deste modo, a incerteza do volume do cobre foi em relação ao volume do picnômetro e da água. 𝜎𝑉𝐶𝑢 2 = ( 𝜕𝑉𝐶𝑢 𝜕𝑉𝑝 ) 2 𝜎𝑉𝑝 2 + ( 𝜕𝑉𝐶𝑢 𝜕𝑉𝐻2𝑂 ) 2 𝜎𝑉𝐻2𝑂 2 Então 𝜎𝑉𝐶𝑢 2 = 𝜎𝑉𝑝 2 + 𝜎𝑉𝐻2𝑂 2 Com a massa do sólido e o volume ocupado por ele, calculou a densidade com suas respectivas incertezas. 𝜌𝐶𝑢 = 𝑀𝐶𝑢 𝑉𝐶𝑢 𝜎𝑉𝐶𝑢 2 = ( 𝜕𝜌𝐶𝑢 𝜕𝑀𝐶𝑢 ) 2 𝜎𝑀𝐶𝑢 2 + ( 𝜕𝜌𝐶𝑢 𝜕𝑉𝐶𝑢 ) 2 𝜎𝑉𝐶𝑢 2 𝜕𝜌𝐶𝑢 𝜕𝑀𝐶𝑢 = 1 𝑉𝐶𝑢 𝜕𝜌𝐶𝑢 𝜕𝑉𝐶𝑢 = 𝑀𝐶𝑢 𝑉𝐶𝑢 2 Desta forma obteve-se a incerteza calculada da massa do cobre. 𝜎𝑉𝐶𝑢 2 = ( 1 𝑉𝐶𝑢 ) 2 [( 𝑀𝐶𝑢 𝑉𝐶𝑢 ) 2 𝜎𝑉𝐶𝑢 2 + 𝜎𝑀𝐶𝑢 2]
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