Determinação da Densidade Relativa de um líquido e de um sólido pelo Método do Picnómetro

Prévia do material em texto

Determinação da Densidade Relativa de um líquido e de um sólido pelo Método do Picnómetro
 
Introdução
No dia-a-dia e com uma certa frequência, a densidade de um material utiliza-se indiferentemente como meio de avaliar quanta matéria está presente. Isto significa que este conceito não esta suficientemente clarificado.
Quando se pretende por exemplo, efectuar a determinação da densidade de um dado material utilizando os métodos habituais, surge a necessidade de se ser muito preciso na preparação do material.
Porque a necessidade de tal rigor? a razão explica-se por haver situações em que ocorre por exemplo a entrada de bolhas de ar na preparação o que vai induzir a erros experimentais, alterando a densidade dessa mesma preparação.
Um objecto que é essencial na determinação da densidade de uma substancia é a balança.
BALANÇA
A unidade de massa no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o quilograma (kg). A medição da massa de um corpo efectua-se, normalmente, com balanças. A precisão de uma balança depende muito do ambiente em que se encontra e da habilidade do operador. Para conservar esta qualidade, devem evitar-se correntes de ar, variações de temperatura ou vibrações e resguardar a balança do pó e dos vapores corrosivos.
Objectivo da actividade experimental:
. Determinar a densidade de um líquido;
. Determinar a densidade de um sólido;
. Estudar o método pelo qual se calcula a densidade de um sólido e de um líquido;
. Tomar contacto com objectos laboratoriais e constatar a sua utilidade, como por exemplo a balança e os picnómetros.
Procedimento
	Temp.
ºC
	Massa volúmica/(g/cm3)
	Temp.
ºC
	Massa volúmica/(g/cm3)
	Temp.
ºC
	Massa volúmica/(g/cm3)
	0
	0,99987
	14
	0,99929
	21
	0,99804
	2
	0,99997
	15
	0,99914
	22
	0,99882
	4
	1,00000
	16
	0,99899
	23
	0,99759
	6
	0,99997
	17
	0,99882
	24
	0,99735
	8
	0,99988
	18
	0,99864
	25
	0,99710
	10
	0,99973
	19
	0,99845
	26
	0,99683
	12
	0,99954
	20
	0,99825
	27
	0,99657
Tabela das massas volúmicas da água a diferentes temperaturas
1. Determinação da densidade relativa de um líquido, pelo método do picnómetro
Questões pré-laboratoriais
1.   A partir da expressão    deduza a expressão. 
 
2.   A presença de bolhas de ar no picnómetro introduz erros experimentais. Serão erros aleatórios ou sistemáticos? Justifique a sua resposta.
A presença de bolhas introduz erros experimentais aleatórios, porque é um erro em que surge mesmo em situações em que se tem muito cuidado, é causado acidentalmente e pode ser atenuado mas não eliminado.
Material
	- Amostra líquida a analisar
	- Termómetro
	- Balança electrónica
	- Esguicho com água destilada
	- Picnómetro de líquidos
	- Funil de vidro
	- Papel absorvente
	 
Procedimento Experimental
1 Meça a temperatura da água destilada.
2. Meça a massa do picnómetro vazio e bem limpo, M0.
3. Retire a rolha do picnómetro e encha-o com água destilada. Coloque a rolha no picnómetro.
4. Com uma torcida de papel absorvente, leve o nível da água no capilar da rolha até à altura da parede biselada. Seque cuidadosamente o picnómetro com papel absorvente.
5. Meça a massa do picnómetro cheio de água, MA.
6. Despeje a água contida no picnómetro.
7. Lave e encha o picnómetro com o líquido em estudo e repita as operações indicadas em 4.
8. Meça a massa do picnómetro cheio de líquido a analisar, ML.
 
1.1. Registo de dados e observações
	Ensaio
	mpicnómetro vazio/g
	mpicnómetro cheio de água/g
	mpicnómetro cheio de líquido/g
	1
	15,6769g
	44,0687g
	38,7872g
	2
	15,7158g
	44,0817g
	38,8420g
	3
	15,7261g
	44,0650g
	38,2415g
Temperatura da água destilada: Ensaio1: 16,5ºC/Ensaio2: 16,5ºC/Ensaio3: 16ºC
Menor divisão da escala da balança: 1mg
1.2. Tratamento de dados
1.3. Resultados Obtidos
Densidade relativa do álcool etílico à temperatura a que se efectuou a experiência = 0,807922±0,01736
Compare o valor obtido com o valor tabelado e tire conclusões quanto à pureza do material em estudo.
Densidade relativa do álcool á temperatura de 4ºC: 0.789 a 0.833 g/cm3
O valor obtido na realização da actividade experimental, e efectuando os cálculos necessários, concluí-se que a sua densidade relativa é de (á temperatura de 16ºC) 0,807922 e a sua densidade á temperatura de 4ºC é de 0,80711g/cm3. Comparando este resultado com o tabelado que nos obtemos por pesquisa e descobrimos que á temperatura de 4ºC a densidade situa-se entre os 0,789 e os 0,833g/cm3, concluímos que a substancia em observação, neste caso o álcool etílico, é pura porque se enquadra no intervalo dos dois números que são os que representam a densidade.
2.Determinação da densidade relativa de um sólido, pelo método do picnómetro
Questão pré-laboratorial
1. Deduza a expressão que permite calcular a massa de água que ocupa exactamente o mesmo volume do sólido cuja densidade se pretende determinar.
(Msólido+Mpicnómetro cheio de água) - Mpicnómetro com sólido mais água
Material
	- Amostra sólida a analisar
	- Termómetro
	- Balança electrónica
	- Esguicho com água destilada
	- Picnómetro de sólidos
	- Pipeta de Pasteur
	- Papel absorvente
	 
Procedimento Experimental
1. Meça a temperatura da água destilada.
2. Retire o “funil” do picnómetro e encha-o com água destilada. Coloque novamente o “funil”. Verifique que a água sobe no “funil”.
3. Com uma torcida feita com papel absorvente faça com que o nível da água no interior do picnómetro atinja o traço de referência. Se necessário junte água com a pipeta de Pasteur.
4. Seque cuidadosamente o exterior do picnómetro com papel absorvente.
5. Meça a massa do sólido a analisar, m.
6. Sem retirar a amostra sólida do prato da balança, coloque sobre o mesmo o picnómetro que preparou e registe o valor da massa lida, M .
7. Retire do prato da balança o picnómetro e a amostra sólida. Retire o “funil do picnómetro e introduza, cuidadosamente, a amostra sólida no mesmo.
8. Volte a colocar o funil no picnómetro, procedendo, de seguida, como se descreve no ponto 3.
9. Coloque sobre o prato da balança o picnómetro com a amostra sólida. Registe a massa do conjunto, M’.
2.1. Registo de dados e observações
	Ensaio
	msólido/g
	msólido+mpicnómetro cheio de água/g
	mpicnómetro com sólido mais água/g
	1
	3,37
	86,08
	85,92
	2
	3,36
	86,32
	85,89
	3
	3,37
	86,06
	85,96
Temperatura da água destilada: Ensaio 1: 16ºC/Ensaio 2: 16ºC/Ensaio 3: 16ºC
Menor divisão da escala da balança: 0,1g
2.2.Tratamento de dados
2.3. Resultados obtidos
Densidade relativa do sólido em relação à água à temperatura a que se efectuou a experiência = 20,87±13,06
Compare o valor obtido com o valor tabelado e tire conclusões quanto à pureza do material em estudo.
Densidade relativa do cobre á temperatura de 4ºC: 8,92 g/cm3
O valor obtido na actividade experimental para a densidade relativa do cobre á temperatura de 16ºC é de 20,87 e realizando os cálculos necessários concluísse que a sua densidade relativa á temperatura de 4ºC é de 20,85g/cm3.
Após pesquisas efectuadas descobrimos que a densidade relativa do cobre é de 8,92g/cm3, o que não tem um valor muito aproximado do que determinamos através dos nossos dados.
Concluindo, determinamos que o material que estávamos a estudar, neste caso o cobre, não é um material puro porque o valor da densidade que nós determinamos não é aproximado do valor real do cobre.
Análise crítica
Esta actividade prática esteve dividida em duas partes: determinação da densidade relativa de um líquido e a determinação da densidade relativa de um sólido, as duas determinadas pelo método do picnómetro.
Depois de realizarmos os métodos necessários para determinar a densidade relativa das duas substâncias (para o sólido e para o liquido), determina-mos a sua massa e a da água, e determinamos a sua densidade através da expressão .
Com esta actividade experimental conseguimos aprender mais sobre adensidade de substâncias, quer sejam líquidas ou sólidas, como determina-la e o seu significado (ou seja o quociente de duas massas volúmicas, nas mesmas condições de pressão e temperatura).
Conclusão
Agora terminado o trabalho experimental, importa interpretar os resultados obtidos, assim como tecer certas considerações em jeito de conclusão:
Com a realização deste trabalho experimental conseguimos um contacto mais directo com os vários equipamentos, como a balança e o picnómetro, aprendendo também as regras básicas de manuseamento dos mesmos.
Conseguimos também aplicar os cálculos aprendidos ao longo das aulas para tirarmos as devidas conclusões.
Esta actividade foi um pouco mais complexa do que as anteriores devido ao elevado número de cálculos que tiveram de ser efectuados, mas apesar desse aparente contratempo, o relatório foi conseguido pronto, a tempo de ser entregue dentro da data prevista de entrega.