RELATÓRIO FISICO QUIMICA DENSIDADE DE LIQUIDOS

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Pró-Reitoria de Graduação
Curso de Química
Densidade de Sólidos e Líquidos
Brasília - DF
2011
1. INTRODUÇÃO
As propriedades da matéria se dividem em químicas e físicas. As químicas mostram as características da composição da substância, suas transformações envolvendo mudanças em sua identidade original e suas interações com outros materiais, enquanto as propriedades físicas mostram as características que não geram alteração de composição da matéria. As propriedades físicas se dividem em extensivas e intensivas. As extensivas são relativas às quantidades de matéria da substância, enquanto as características intensivas se referem à temperatura (T), pressão (p), cor e densidade.
O cálculo da densidade é muito usado para a determinação da pureza das substâncias e é dado pela razão entre a massa e o volume da matéria, ela mede a quantidade de massa em determinada concentração de espaço. Tal característica pode ser observada mais claramente pelo fato de objetos com o mesmo volume possuírem pesos diferente, ou vice e versa, sendo assim materiais diferentes terão diferentes valores de densidade. O seu símbolo é ρ (a letra grega ró) e a sua unidade SI p é quilogramas por metro cúbico (kg/m³). 
ρ = m/v
Quando a relação entre massa e volume pertencerem a uma substância homogênea e pura como no caso de um elemento químico ou massa especifica esta densidade é conhecida como absoluta e é uma propriedade única de cada substância, sendo uma maneira de diferenciá-la das outras substâncias. A densidade relativa, no entanto é dada pela relação entre a densidade absoluta de um material e a densidade absoluta de outra substância tida como padrão, sendo a água um dos mais usados possuindo densidade absoluta de 1,000 Kg/dm³ ou 1,000 g/cm³ a 4ºC. No caso de análise de gases, a densidade relativa é calculada em relação ao hidrogênio. A densidade também é muito útil para a análise de determinação de uma substância e no controle de qualidade industrial, podendo ser observado à concentração das soluções. 
A densidade dos sólidos é obtida pesando a amostra e determinando seu volume, caso o volume não for conhecido ou se mostrar difícil de calcular, será usado o método de deslocamento que consiste no uso de um líquido com volume conhecido, onde será introduzido o sólido que não poderá ser dissolvido, a variação do volume do líquido será exatamente o volume do sólido. No caso dos líquidos deve-se levar em consideração a temperatura, pois esta pode alterar nos resultados da densidade e a pressão, e em proporções menores, também pode alterar os dados obtidos.
A obtenção da densidade com o uso de um picnômetro será mostrado no experimento a seguir, que consiste em um frasco de massa e volume conhecido com exatidão, o mesmo possui um gargalo capilar e pode ser totalmente cheio com o líquido que se quer conhecer a densidade. Conhecendo os dados será necessário somente subtrair a massa do picnômetro pela massa da amostra e dividi-la pelo volume em determinada temperatura. 
2. OBJETIVO 
Determinar a densidade de sólidos por picnometria;
Determinar a densidade de líquidos pela medição da massa em função do volume ocupado.
3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
Balança analítica
Uma proveta de 10,0mL
Um picnômetro
Um béquer de 50,0mL e dois béqueres de 250,0mL
Uma Pisseta
Água destilada
Caixa de fósforos (ou similar)
Álcool comercial 
Termômetro
Pinça
3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Calibração do picnômetro: 
Em um béquer com 250 ml limpo, colocou-se aproximadamente 150 ml de água destilada, onde ficou em repouso até que se atingisse a temperatura de 25ºC (a temperatura foi verificada com o auxilio de um termômetro de mercúrio), os dados obtidos foram anotados para análise posterior. O Picnômetro foi pesado vazio e seco na balança analítica, tendo sempre o cuidado de carregá-lo com um pedaço de papel em sua volta.
O picnômetro foi completamente cheio com a água do béquer e foi tampado de forma que o excesso de água escorresse pelo capilar, foi verificada a inexistência de bolhas no interior do picnometro.
O picnômetro foi introduzido dentro do béquer e permaneceu por 15 minutos em repouso para que atingisse o equilíbrio térmico. Através da tabela à seguir foi-se obtida a densidade da água na temperatura observada.
Com uma toalha de papel o picnômetro foi enxugado para retirar o líquido presente em sua parte externa. Pesou-se picnômetro com água. O valor da massa observada foi anotado. Novamente utilizou-se um pedaço de papel para carregar o picnômetro, não permitindo assim que o calor das mãos fosse transferido para o recipiente. A pesagem foi repetida por duas vezes retirando o picnômetro da balança a cada pesagem. 
O cálculo para determinar a massa da água contida no picnômetro foi baseado na diferença entre a massa do picnometro cheio de água e o mesmo vazio. Os dados obtidos foram anotados para completar a tabela com os resultados e determinar a capacidade do picnômetro.
Determinação da densidade das amostras sólidas:
O picnômetro foi lavado com álcool e determinada a sua massa com o mesmo vazio e seco. Foi utilizada uma toalha de papel para carregar o picnômetro.
Um prego (depois o cobre) foi adicionado ao picnômetro por aproximadamente metade de seu volume e mergulhado em um béquer contendo água destilada em ebulição para que assim fosse removido as bolhas de ar existentes na superfície do prego
O picnômetro foi mergulhado em um béquer com água a temperatura ambiente por 10 minutos até que este também adquirisse temperatura ambiente. O mesmo foi retirado do béquer e foi preenchido com água destilada, até ocupar totalmente o seu volume, tendo o cuidado de evitar a formação de bolhas para que não gerassem erros nos resultados posteriores. Foi colocada a tampa de modo que permitisse que o excesso de água escorresse pelo capilar. Com uma toalha de papel o líquido da parte exterior do picnômetro foi retirado. 
O picnômetro contendo a amostra juntamente com a água foi pesado e anotado os valores de sua massa. A pesagem foi repetida por mais duas vezes para garantir os resultados.
Determinação da densidade do álcool comercial:
Foi determinada a massa do picnômetro vazio e calibrado (veja o item discutido acima). O picnômetro foi lavado por três vezes com um pequeno volume do líquido cuja densidade será determinada (álcool comercial) para remover os resíduos de água do seu interior. Estas alíquotas num foram descartadas em local adequado.Adicionou-se o álcool com cuidado para que não houvesse formação de bolhas, pois isto acarretaria erros nos resultados e colocado a tampa de maneira que o excesso de líquido escorresse pelo capilar. Com um pano ou papel poroso, o líquido presente na parte externa do picnômetro foi enxugado.
O picnômetro (contendo o líquido) foi pesado e anotado sua massa. A pesagem foi repetida por mais duas vezes retirando o picnômetro da balança a cada pesagem. Utilizou-se um pedaço de papel para carregar o picnômetro. A temperatura do líquido foi medida.
Com os dados obtidos, a diferença entre essa massa e a massa do picnômetro vazio permitiu determinar a massa do álcool. Como o volume do álcool corresponde ao volume do picnômetro determinou-se durante a calibração, a densidade do álcool.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
RESULTADOS REFERENTES À CALIBRAÇÃO DO PICNÔMETRO
	Grandeza
	Representação
	Resultado
	Massa do picnômetro vazio
	mPV
	36,9174 g
	Massa do picnômetro com água
	mPA
	86,3587*
	Massa de água
	mH2O = mPA - mPV
	49,4413
	Temperatura da água
	T
	25 oC
	Densidade da água
	dH2O
	0,997044 g/mL
* Média de mPA: 
1) 86,3596 g Logo, dividindo o somatório dos resultados por 3 = 86,3587 g 
2) 86,3587 g
3) 86,3578 g
RESULTADOS REFERENTES A DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE SÓLIDOS (FERRO)
	Grandeza
	Representação
	Resultado
	Massa do picnômetro vazio
	mPV
	37,0123 g
	Massa(picnômetro + amostra) 
	mPA
	37,5981 g
	Massa da amostra
	mA = mPA - mPV
	0,5858 g
	Massa (picnômetro + amostra + água)
	mtotal
	86,9038 g*
	Massa da água
	mH2O(ad) = mtotal - mPA
	49,3057 g
	Volume da água
	VH2O = mH2O(ad) / dH2O
	49,4518 mL
	Volume da amostra
	VA = VP – VH2O
	0,136 mL
Massa da amostra:
 37,5981g - 37,0123g = 0,5858 g
Média de mtotal = (86,6872 g + 86,9041 g + 86,9032 g)/ 3 = 86,9038 g
RESULTADOS REFERENTES A DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE SÓLIDOS (COBRE)
	Grandeza
	Representação
	Resultado
	Massa do picnômetro vazio
	mPV
	36,9859 g
	Massa (picnômetro + amostra) 
	mPA
	37,3654 g
	Massa da amostra
	mA = mPA - mPV
	0,3795 g
	Massa (picnômetro + amostra + água)
	mtotal
	86,6870 g*
	Massa da água
	mH2O(ad) = mtotal - mPA
	49,3216 g
	Volume da água
	VH2O = mH2O(ad) / dH2O
	49,4678 mL
	Volume da amostra
	VA = VP – VH2O
	0,12 mL
Média de mtotal = (86,6872 g + 86,6872 g + 86,6868 g)/ 3 = 86,6870 g
DENSIDADE DOS SÓLIDOS UTILIZANDO PICNÔMETRO
	AMOSTRA
	PREGO
	ALUMÍNIO
	COBRE
	Densidade absoluta (g/mL) 
	4,3073 g/mL
	Não realizado – por orientação do professor
	3,1625 g/mL
RESULTADOS REFERENTES AO ÁLCOOL COMERCIAL
	Grandeza
	Representação
	Resultado
	Massa do picnômetro vazio
	mPV
	37,0113 g
	Massa (picnômetro + álcool)
	mPA
	79,1103 g
	Massa do álcool
	málcool = mPA – mPV
	42,099 g
	Volume do álcool
	Válcool
	49,5878 g
	Densidade do álcool
	dálcool
	0,848 g/mL
5. CONCLUSÃO
Com base na análise dos dados obtidos experimentalmente, pode-se concluir que a densidade é uma propriedade física intensiva, onde cada substância apresenta um valor característico, mas que pode ser afetada por variações na temperatura, sendo que esta influencia diretamente no volume analisado. Os valores obtidos experimentalmente foram bem próximos dos tabelados, provando que o cálculo da densidade é uma importante ferramenta na identificação de uma substância.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BRADY, J. & HUMISTON, G.E., Química Geral Vol. 1, Capítulo 1, Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 1986.
RUSSEL, Jonh Blair - Química Geral - 2ª ed. Vol 1. - São Paulo: Makron Books, 1994.