Determinação de densidade de sólidos e líquidos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – CCSST
ENGENHARIA DE ALIMENTOS – 2017.2
QUÍMICA EXPERIMENTAL II– TURMA 1
11 DE SETEMBRO DE 2017
PROF. MSC.CLEIDIVAN SILVA MACENA
ADRIANNE DA SILVA PATROCÍNIO – MATRÍCULA: 20113020891
VINICIUS COSTA BARROS– MATRÍCULA: 2016013827
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS
	
IMPERATRIZ – MA
2017
ADRIANNE DA SILVA PATROCÍNIO – MATRÍCULA: 20113020891
VINICIUS COSTA BARROS– MATRÍCULA: 2016013827
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS
Relatório apresentado no curso Engenharia de Alimentos como requisito para obtenção de nota na disciplina de Química Experimental II.
 Orientador: Prof. Msc. Cleidivan S. M.
IMPERATRIZ-MA
2017
RESUMO
A densidade absoluta ou massa volumétrica define-se como a propriedade da matéria correspondente à massa por volume, ou seja, a proporção existente entre a massa de um corpo e seu volume. Desta forma pode-se dizer que a massa volúmica mede o grau de concentração de massa em determinado volume, isso foi feito experimentalmente com três amostras sólidas e três amostras líquidas, apresentando resultados de grande interesse.
SUMÁRIO
OBJETIVO---------------------------------------------------------------------------------1
INTRODUÇÃO----------------------------------------------------------------------------1
MATERIAIS E REAGENTES----------------------------------------------------------2
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL------------------------------------------------2
RESULTADOS E DISCUSSÃO--------------------------------------------------------4
CONCLUSÃO-----------------------------------------------------------------------------8
REFERÊNCIAS---------------------------------------------------------------------------9
OBJETIVO
Determinar a densidade de algumas substâncias sólidas e líquidas, como: o alumínio, aço, ferro, leite, álcool comercial e água destilada.
INTRODUÇÃO
A densidade é uma propriedade física que caracteriza uma substância. “A densidade é definida como a massa da unidade de volume de uma substância, ou simplesmente, massa por unidade de volume”. (RUSSEL, 2004, p. 40)
É através desta grandeza que se expressa a quantidade de matéria existente em uma unidade de volume (IENNE,2010).
A densidade de sólidos e líquidos, segundo o 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/mL. A densidade absoluta é uma propriedade específica, isto é, cada substância pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras substâncias. É definida como a quantidade de massa em uma unidade de volume (IENNE,2010).
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 cm-3 a 4,0 ºC (FCFRP, 2010).
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(UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHHARIA CIVIL, 2010).
O volume de objetos irregulares, como por exemplo, um prego, pode ser medido colocando-o em um recipiente cheio de água; o volume de água deslocada é igual ao volume do objeto irregular (MAZALI, 2010).
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 dois tipos de equipamentos: um deles é o picnômetro e o outro é o densímetro(MAZALI, 2010)..
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
 Reagentes e material:
Balança analítica;
Uma proveta 25 ml;
Um picnômetro de 50 ml;
Três béqueres de 50 ml;
Uma espátula;
Água destilada;
Pregos (ferro ou aço)
Aparas de alumínio 
Fios de Cobre;
Leite;
Álcool comercial.
Termômetro 
 Procedimento: 
Este experimento teve inicio com as amostras sólidas, como: aço (prego), cobre e alumínio os quais apresentam diferentes formas. Dessa maneira, era pra pesar 10g de cada amostra, mas como não tinha como obter esse valor exato, resolveu-se então deixar passar umas gramas porém de forma que o valor fosse bem aproximado a qual se queria. Daí então, o peso de cada amostra foi (10,02 g) Alumínio, (10,106 g) de Aço e (10,179 g) de Cobre, e em seguida anotou-se seu peso em grama no caderno. Dando continuidade, levaram-se todos os utensílios que foram pesados para a bancada, daí pegou-se a proveta de 25 ml e colocou-se 10 ml de água destilada e depois colocou-se a amostra na qual é o cobre. Depois disso, retirou-se o cobre e a água da proveta, para repetir o mesmo processo com as outras duas amostras restantes, como: alumínio e aço. Só que para o alumínio e o aço colocou-se 15 ml de água destilada na proveta, pois possuíam formatos mais alongados. Na tabela abaixo, demonstra-se o volume inicial de cada amostra, volume final e o quanto a amostra cresceu em volume, que o mesmo que (Vf - Vi) = Vt (volume total). Depois disso, calculou-se a densidade para cada sólido.
Tabela 1: Volume obtido das amostras sólidas.
	Amostras
	Vi (ml)
	Vf (ml)
	Vt (ml)
	Cobre
	10
	11
	1
	Alumínio
	15
	19,5
	4,5
	Aço
	15
	16,2
	1,2
Dando continuidade ao experimento em líquidos, primeiramente pesou-se o picnômetro de 50 ml vazio e com tampa (32,2560 g), depois disso, pesou-se o mesmo utensílio contendo água destilada. Em seguida, ambientou-se o picnômetro com álcool 70° na capela, logo encheu-se até derramar e colocou-se a tampa, após isso, pesou-se a amostra. Posteriormente, encheu-se o picnômetro com leite e pesou-se novamente. Na tabela abaixo, mostra os valores dos pesos obtidos com o picnômetro cheio. Ademais calculou-se a densidade dos líquidos em questão.
Tabela 2: Peso obtido das amostras líquidas.
	Amostras
	Peso (g) 
	Água destilada
	80,036
	Álcool
	72,9091
	Leite
	81,711
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Densidade de alguns sólidos:
Para o prego de aço:
O valor da massa do prego medido na balança analítica foi de 
Ao mergulhar o prego na proveta contendo 15 mL de água obteve-se um novo valor do volume (da água + prego).
	
A diferença entre o novo volume e os 15 mL nos dá o volume do prego.
 
Calculou-se a densidade do metal de que ele é feito, encontrado:
 
Com este valor conclui-se que o prego tende a permanecer submerso, por apresentar densidade superior que a da água .
Para densidade do alumínio:
O valor da massa do alumínio medido na balança analítica foi de 
Ao mergulhar o alumínio na proveta contendo 15 mL de água obteve-se um novo valor do volume (da água + aluminio).
	
A diferença entre o novo volume e os 15 mL nos dá o volume do aluminio.
 
Calculou-se a densidade desse metal, encontrado:
 
Com este valor conclui-se que o alumínio tende a permanecer submerso, por apresentar densidade superior que a da água . 
Para densidade do cobre:
O valor da massa do cobre medido na balança analítica foi de 
Ao mergulhar o cobre na proveta contendo 10 mL de água obteve-se um novo valor do volume (da água + cobre).
	
A diferença entre o novo volume e os 10 mL nos dá o volume do acobre.
 
Calculou-se a densidade desse metal, encontrado:
 
Com este valor conclui-se que o cobre tende a permanecer submerso, por apresentar densidade superior que a da água . Logo, os valores obtidos podem ser observados na tabela a seguir:
	Amostra
	Prego
	Alumínio
	Cobre
	Massa (g)
	10,106 g
	10,020g
	10,179 gVolume Inicial
	15 mL
	15 mL
	10 mL
	Volume Final 
	16,2 mL
	19,5 mL
	11 mL
	Volume Deslocado
	1,2 mL
	4,5 mL
	1 mL
	Densidade (g.mL-1)
	8,421 g.mL-1
	2,226 g.mL-1
	10,179 g.mL-1
Tabela 3 – Densidade de alguns sólidos
Densidade de líquidos:
Para a densidade de líquidos, realiza-se esse experimento primeiramente com água destilada, logo após com álcool comercial e por fim com o leite. Podendo ser vista nas tabelas a seguir:
Para água destilada
	Grandeza
	Representação 
	Resultado
	Massa do picnômetro vazio
	Mpv
	32,256g
	Massa (picnômetro +água)
	Mpa
	80,036g
	Massa da água
	Magua= (Mpa) – (Mpv)
	47,78g
	Volume da água
	Vagua
	50 mL
	
Densidade da água
	dágua
	0,9556 g.mL-1
Tabela 4 – Propriedades da água
Para álcool comercial
	Grandeza
	Representação 
	Resultado
	Massa do picnômetro vazio
	Mpv
	32,256g
	Massa (picnômetro +álcool)
	Mpa
	72,9091 g
	Massa do álcool
	Malcool = (Mpa) – (Mpv)
	40,6531 g
	Volume do álcool
	Valcool
	50 mL
	
Densidade do álcool
	Dálcool
	0,813 g.mL-1
Tabela 5 – Propriedades do álcool comercial
Para densidade do leite, a 20º C
	Grandeza
	Representação 
	Resultado
	Massa do picnômetro vazio
	Mpv
	32,256g
	Massa (picnômetro +leite)
	Mpl
	81,711 g
	Massa do leite
	Mleite = (Mpl) – (Mpv)
	49,455 g
	Volume do leite
	Vleite
	50 mL
	
Densidade do leite
	Dleite
	0,9891 g.mL-1
Tabela 6 – Propriedades do leite comercial
Percebe-se que os valores de densidade são bem aproximados com o da literatura, ou seja, com a densidade tabelada de cada solido e liquido. A comparação pode ser feita na tabela seguir:
	Amostra
	Densidade experimental
	Densidade Tabelada
	Prego de Aço
	8,421 g.mL-1
	7,9 g.mL-1
	Aluminio
	2,226 g.mL-1
	2,7 g.mL-1
	Cobre
	10,179 g.mL-1
	8,9 g.mL-1
	Água Destilada
	0,9556 g.mL-1
	1,0 g.mL-1
	Alcool Comercial 
	0,813 g.mL-1
	0,79 g.mL-1
	Leite Comercial
	0,9891 g.mL-1
	1,032 g.mL-1
Tabela 7 – Quadro comparativo, Experimental X Teórica
Essa densidade experimental se distancia do valor padrão devido a propagação de erros contidos no experimento, que engloba erro instrumental, erro de manipulação, erro de paralaxe entre outros que fazem as densidades obterem um desvio em relação à media; sendo a amostra que apresenta um erro e desvio maior o Cobre e o que apresenta mais exatidão o leite comercial que quase não apresenta desvio, pois o valor do leite pode ainda variar de 1,023 g.mL-1 e 1,040 g.mL-1
CONCLUSÕES
De acordo com o experimento pode-se, conheceu-se o valor experimental de três amostras sólidas e três liquidas além de perceber a diferença entre os mesmos e a identificação dos fatores que causam desvios em relação à média quando mencionado a densidade. Ainda é possível provar que é possível determinar a densidade de um material sólido e líquido usando dois métodos relativamente simples e que pode até mesmo ser executado com material alternativo. Deste modo, para achar a densidade de um sólido e liquido é preciso apenas saber sua massa e o seu volume, onde pesando o material se obtém sua massa em gramas e o volume em ml utilizado a proveta. Ao final se obtém a densidade do material que é requerido o experimento.
REFERÊNCIAS
IENNE, Fabio Roberto - COLA DA WEB. Densidade: massa volúmica. Disponível em: <http://www.coladaweb.com/quimica/fisico-quimica/densidade-massa-volumica>. Acesso em: 15 maio 2010.
FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS DE RIBEIRÃO PRETO - USP. Densidade relativa dos líquidos. Disponível em: <http://www.fcfrp.usp.br/dfq/Fisica/GuiaDensidadedeLiquidos/DensidadeLiquidos.pdf> , 2010.
MAZALI, Italo Odone. Determinação da densidade de sólidos pelo método de Arquimedes. Vivência LQS. Disponível em: <http://lqes.iqm.unicamp.br/images/vivencia_lqes_meprotec_densidade_arquimedes.pdf> , 2010.
RUSSEL, John B. Noções preliminares. In:___. Química geral. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 2004. cap. 1, p. 40-41.
UNIDADE ACADEMICA DE ENGENHARIA CIVIL. Propriedades da água. Disponível em: <http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Agua02.html>, 2010.