Relatório Densidade

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INTRODUÇÃO
As propriedades físicas da matéria dividem-se em dois grandes grupos: intensivas e extensivas. As propriedades intensivas são aquelas que independem da quantidade de matéria para ser analisada, como o estado da matéria e a densidade. Já as extensivas são aquelas que dependem da quantidade de amostra, como a massa e o volume. 
Segundo Peter Atkins, em seu livro Princípios de Química, uma propriedade física de uma substância é uma característica que se pode observar ou medir sem mudar a identidade dessa substância. As propriedades físicas incluem características como temperatura, cor, dureza, ponto de fusão, dureza, o estado físico da matéria e a densidade, que será analisada nesse experimento.
Ao se medir a densidade de uma amostra de matéria, deve-se levar a temperatura em consideração, pois ela altera a massa e o volume da amostra desproporcionalmente, podendo alterar resultados futuros e causando possíveis erros de cálculo.
Define-se densidade (d) como um dado obtido através da relação entre a massa e o volume da substância estudada. Com isso, tem-se que a massa (m) é diretamente proporcional ao volume (v), de acordo com a equação 1: 
d = m/v (Equação 1).
Entre as propriedades físicas, a densidade se destaca por ser capaz de identificar, utilizar e caracterizar materiais e substâncias. Devido as suas capacidades, medidas de densidade são utilizadas para o controle de vários processos químicos. 
Para Atkins, a densidade de uma substância independe do tamanho da amostra, pois como mostrado na Equação 1, as variáveis são diretamente proporcionais, o que significa que ao aumentar a massa, o volume aumenta proporcionalmente. Com isso, distinguisse substâncias diferentes por suas propriedades físicas intensivas, podendo reconhecer uma amostra de matéria por sua cor, seus pontos de fusão e sua densidade.
De acordo com o artigo de Alfredo Mokfienski sobre a importância relativa da densidade da madeira para a qualidade do produto, tal propriedade foi importante para distinguir qual madeira era melhor para fins diferentes. Com os dados obtidos por meio dos cálculos sobre a densidade foi possível concluir que os índices de retenção de água mais altos são produzidos por madeiras de menores densidades.
A densidade é utilizada em vários setores, como observa-se no artigo de Luís César de Aquino Lemos Filho, que mostra a importância de conhecer e estudar a variabilidade espacial da densidade de um solo e da matéria orgânica para o plantio de cana-de-açúcar, pois seu cultivo pode ocasionar alterações nos atributos físicos e químicos do solo e o conhecimento da variabilidade espacial dos atributos do solo pode auxiliar seu manejo.
 Em suma, é perceptível que a medição da densidade mais precisa possível é de máxima importância para todo e qualquer experimento químico ao visar a melhor qualidade do objetivo da pesquisa, assim, as indústrias podem garantir a pureza de seu produto. 	
OBJETIVOS
O presente experimento teve como objetivo: determinar a densidade de substâncias sólidas, líquidas e de misturas e entender por que esta propriedade pode ser usada como critério de pureza e de identificação de substâncias.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1 Materiais utilizados
- amostras de diferentes metais;	- Etanol (C2H6O);
- pisseta com água destilada;		- Cloreto de Sódio (NaCl) 10%
- balança analítica;			- Cloreto de Sódio (NaCl) 20%
- provetas de 10 e 25ml;		- Pipetas de Pasteur
- béquer 
Metodologia 
Identificação de amostras sólidas
O objetivo desta parte do experimento é a identificação de amostras sólidas maciças por meio de cálculo de suas densidades. 
Amostras sólidas de três diferentes metais foram pesadas. Fez-se três medidas de pesagem com cada amostra. Com auxílio da pisseta, colocou-se água em uma proveta de 10ml até aproximadamente metade da capacidade total. Anotou-se esse volume de água. Introduziu-se na proveta, a amostra sólida previamente pesada inclinando-a levemente para que a amostra não danificasse a vidraria. Então, anotou-se o volume total (água + amostra). Fez-se três medidas de volume com cada amostra.
Determinação da densidade de uma amostra metálica, utilizando o método gráfico.
Pesou-se 4 amostras de um mesmo metal com variados tamanhos. Com o auxílio de uma pisseta, adicionou-se agua em uma proveta de 10 mL até que sua metade fosse preenchida. Com a proveta inclinada, foi introduzida uma amostra por vez do metal e mediu-se o volume final da proveta. Feito isso, repetiu-se o procedimento com as amostras restantes. 
Amostras líquidas (água destilada, etanol e soluções aquosas de NaCl 10% e 20%)
 
Determinou-se a massa dos volumes de 10 e 25 ml das amostras líquidas de água, álcool etílico e soluções aquosas de NaCl a 10% e 20%. Para determinar a massa de um volume conhecido de cada amostra líquida, pesou-se, inicialmente as provetas de 10 e 25 ml. A seguir, pesou-se novamente contendo líquido até seu volume máximo. Repetiu-se o procedimento anterior três vezes para cada amostra, sempre com o mesmo volume e mediu-se a temperatura das amostras.
Medição direta
Mediu-se a densidade das amostras de água, etanol e das soluções aquosas de Nacl 10% e NaCl 20%, usando um densímetro e confrontou-se as medidas observadas no laboratório com a literatura e discutiu-se possíveis erros. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Após o procedimento experimental ter sido realizado, adquiriu-se vários dados que foram calculados e relacionados em tabelas. Os dados do procedimento 3.2.1 foram anotados na Tabela 01.
Tabela 01. Resultados do procedimento 3.2.1.
	METAL
	MASSA (g)
	Mmédia (g)
	 
	 
	1
	2
	3
	 
	
	M1
	16,0955 ± 0,0001
	16,0955 ± 0,0001
	16,0958 ± 0,0001
	16,096 ± 0,0001
	
	M2
	17,6206 ± 0,0001
	17,6204 ± 0,0001
	17,6209 ± 0,0001
	17,6202 ± 0,0001
	
	M3
	9,8791 ± 0,0001
	9,8784 ± 0,0001
	9,8785 ± 0,0001
	9,8787 ± 0,0001
	VOLUME (mL)
	Mmédia (mL)
	 
	1
	2
	3
	 
	V1
	2,0 ± 0,1
	2,0 ± 0,1
	2.0 ± 0,1
	2,0 ± 0,
	V2
	2,0 ±0,1
	2,0 ± 0,1
	2.0 ± 0,1
	2,0 ± 0,1
	V3
	3,7 ± 0,1
	3,7 ± 0,1
	3,7 ± 0,1
	3,7 ± 0,1
Em seguida, foram calculadas as densidades e repassadas para Tabela 02, como mostra os cálculos para Tabela 02.
Tabela 02. Densidade dos Metais do Procedimento 3.2.1.
	METAIS
	MMÉDIA (g)
	VMÉDIO (mL)
	d = m/v
	METAL 1
	16,0960 ± 0,0001
	2.0 ± 0,1
	8.0 g.mL-1 ± 0,4
	METAL 2
	17,6202 ± 0,0001
	2.0 ± 0,1
	8,8 g.mL-1 ± 0,4
	METAL 3
	9,8787 ± 0,0001
	3,7 ± 0,1
	2,6 g.mL-1 ± 0,3
	Cálculos para Tabela 02.
METAL 1: d = m/v => 16,0960 ± 0,0001 / 2,0 ± 0,1 = 8,048 => 8,0 g.mL-1 ± 0,4
PROPAGAÇÃO DE ERRO:
Erro Relativo da Balança => 0,0001 / 16,0960 = 0,000006
Erro Relativo da Proveta => 0,1 / 2,0 = 0,05
Soma dos Erros Relativos => 0,05 
8,048 x 0,05 = 0,4
METAL 2: d = m/v = > 17,6202 ± 0,0001 / 2,0 ± 0,1 = 8,8101 => 8,8 g.mL-1 ± 0,4
PROPAGAÇÃO DE ERRO:
Erro Relativo da Balança => 0,0001 / 17,6202 = 0,000006
Erro Relativo da Proveta => 0,1 / 2,0 = 0,05
Soma dos Erros Relativos => 0,05
8,101 x 0,05 = 0,4
METAL 3: d = m/v => 9,8787 ± 0,0001 / 3,7 ± 0,1 = 2,6699 => 2,6 g.mL-1 ± 0,1
PROPAGAÇÃO DE ERRO:
Erro Relativo da Balança => 0,00001 / 9,8787 = 0,00001
Erro Relativo da Proveta => 0,1 / 3,7 = 0,03
Soma dos Erros Relativos => 0,03
9,8787 x 0,03 = 0,3
	Nota-se que os resultados se relacionam com as densidades mostradas na Tabela 03, que foi retirada da literatura, a qual podemos identificar os metais e concluir que eram: Ferro, Cobre e Alumínio, respectivamente. Observou-se também que o método foi eficiente para medição de densidade.
Tabela 03. Densidade de Metais.
	SUBSTÂNCIA
	DENSIDADE ( g/cm³ )
	ESTANHO (BRANCO)
	7,31
	CÁDMIO
	8,63
	ALUMÍNIO 
	2,699
	COBRE
	8,9
	GÁLIO
	5,878
	FERRO
	7,86
	
Com o término do processo 3.2.1, o processo 3.2.2 se iniciou e foram obtidos os dados anotados na Tabela 04 e com eles construiu-se o gráfico apresentado na Figura1. 
 	 Calculou-se a densidade de uma das amostras sólidas na qual se usou diferentes amostras de um mesmo metal, pelo método gráfico. Para isso construiu-se um gráfico em papel milimetrado, colocando no eixo da ordenada (y) o valor da massa e, no eixo da abscissa (x), o volume ocupado pela amostra. Calculou-se o coeficiente angular da reta, o qual representa o valor da densidade
Tabela 04. Dados obtidos no procedimento 3.2.2.
	METAL 
	MASSA(g)
	VOLUME (mL)
	ALUMÍNIO
	M1
	3,9622 ± 0,0001
	V1
	1,5 ± 0,1
	ALUMÍNIO
	M2
	5,2957 ± 0,0001
	V2
	2,0 ± 0,1
	ALUMÍNIO
	M3
	7,0185 ± 0,0001
	V3
	2,7 ± 0,1
	ALUMÍNIO
	M4
	9,8790 ± 0,0001
	V4
	3,6 ± 0,1
Gráfico e cálculos
COEFICIENTE ANGULAR = Δy / Δx
COEFICIENTE ANGULAR = 9,8 – 5,2 / 3,6 – 2 => 4,6 / 1,6
COEFICIENTE ANGULAR = 2,9 g.mL-1
Figura 01. Gráfico de densidade.
Terminado o procedimento 3.2.2, iniciou-se as análises de densidade das amostras líquidas (água destilada, etanol, solução aquosa de NaCl 10% e solução aquosa de NaCl 20%). Anotou-se os dados obtidos nas Tabelas 05 e 06.
Tabela 05. Dados obtidos no procedimento 3.2.3
	SUBSTÂNCIAS LÍQUIDAS
	VOLUME (mL)
	MASSA (g)
	
	
	1
	2
	3
	Mmédia
	ÁGUA
	10,0 ± 0,05
	9,7602 ±0,0001
	9,7232 ± 0,0001
	9,7279 ± 0,0001
	9,7371
	
	25,0 ± 0,3
	24,6296 ± 0,0001
	24,7904 ± 0,0001
	24,6582 ± 0,0001
	24,69006667
	ETANOL
	10,00 ± 0,05
	7,6632 ± 0,0001
	7,6681 ± 0,0001
	7,7004 ± 0,0001
	7,677233333
	
	25,0 ± 0,3
	19,3852 ± 0,0001
	19,3328 ± 0,0001
	19,2697 ± 0,0001
	19,32923333
	NaCl 10%
	10,00 ± 0,05
	10,7232 ± 0,0001
	10,8148 ± 0,0001
	10,7986 ± 0,0001
	10,77886667
	
	25,0 ± 0,3
	26,1233 ± 0,0001
	26,4356 ± 0,0001
	26,2276 ± 0,0001
	26,26216667
	NaCl 20%
	10,00 ± 0,05
	11,1895 ± 0,0001
	11,2102 ± 0,0001
	11,2242 ± 0,0001
	11,20796667
	
	25,0 ± 0,3
	78,5794 ± 0,0001
	78,4462 ± 0,0001
	78,5991 ± 0,0001
	78,54156667
Tabela 06. Densidade médias das substâncias líquidas.
	SUBSTÂNCIAS LÍQUIDAS
	VOLUME (mL)
	Mmédia
	d = m/v
	dmédia
	
	
	
	
	
	ÁGUA
	10,00 ± 0,05
	9,7371
	0,97371
	1,0 ± 0,3
	
	25,0 ± 0,3
	24,69006667
	0,987602666
	
	ETANOL
	10,00 ± 0,05
	7,677233333
	0,767723333
	0,8 ± 0,2
	
	25,0 ± 0,3
	19,32923333
	0,773169333
	
	NaCl 10%
	10,00 ± 0,05
	10,77886667
	1,077886667
	1,0 ± 0,4
	
	25,0 ± 0,3
	26,26216667
	1,050486667
	
	NaCl 20%
	10,00 ± 0,05
	11,20796667
	1,120796667
	2,1 ± 0,9
	
	25,0 ± 0,3
	78,54156667
	3,141662667
	
Cálculos para Tabela 06
ÁGUA 10mL: d = m/v => 9,7371 ± 0,00001 / 10,00 ± 0,05 = 0,9737 = 0,97 ± 0,04= 1
PROPAGAÇÃO DE ERRO:
Erro Relativo da Balança => 0,0001 / 9,7371 = 0,00001
Erro Relativo da Proveta => 0,05 / 10 = 0,005
Soma dos Erros Relativos => 0,005
9,7371 x 0,005 = 0,04
ÁGUA 25mL: d = m/v => 24,69006667 ± 0,0001 / 25,0 ± 0,3 = 0,987602666 = 0,9 ± 0,3 
PROPAGAÇÃO DO ERRO:
Erro Relativo da Balança => 0,0001 / 24,69006667 = 0,000004
Erro Relativo da Proveta => 0,3 / 25 = 0,012
Soma dos Erros Relativos => 0,012
24,69006667 x 0,012 = 0,3
ETANOL 10mL: d = m/v => 7,677233333 ± 0,0001 / 10 ± 0,05 = 0,7677233333 = 0,76 ± 0,04 => 0,8 ± 0,04
PROPAGAÇÃO DO ERRO:
Erro Relativo da Balança => 0,0001 / 7,677233333 = 0,00001
Erro Relativo da Proveta => 0,05 / 10 = 0,005
Soma dos Erros Relativos => 0,005
7,677233333 x 0,005 = 0,04
ETANOL 25mL: d = m/v => 19,3292333 ± 0,0001 / 25 ± 0,3 = 0,77316933 = 0,7 ± 0,2
PROPAGAÇÃO DE ERRO:
Erro Relativo da Balança => 0,0001 / 19,3292333 = 0,000005
Erro Relativo da Proveta => 0,3 / 25 = 0,012
Soma dos Erros Relativos => 0,012
19,3292333 x 0,012 = 0,2
NaCl 10% 10mL: d = m/v => 10,77886667 ± 0,0001 / 10 ± 0,05 = 1,077886667 = 1,07 ± 0,05
PROPAGAÇÃO DE ERRO:
Erro Relativo da Balança => 0,00001 / 10,77886667 = 0,000009
Erro Relativo da Proveta => 0,05 / 10 = 0,005
Soma dos Erros Relativos => 0,005
10,77886667 x 0,005 = 0,05
NaCl 10% 25mL: d = m/v => 26,26216667 ± 0,0001 / 25 ± 0,3 = 1,050486667 = 1,0 ± 0,3
PROPAGAÇÃO DE ERRO
Erro Relativo da Balança => 0,0001 / 26,26216667 = 0,000003
Erro Relativo da Proveta => 0,3 / 25 = 0,012
Soma dos Erros Relativos => 0,012
26,26216667 x 0,012 = 0,3
NaCl 25% 10mL : d = m/v => 11,20796667 ± 0,0001 / 10 ± 0,1 = 1,120796667 = 1,12 ± 0,05
PROPAGAÇÃO DE ERRO
Erro Relativo da Balança => 0,00001 / 11,20796667 = 0,000009
Erro Relativo da Proveta => 0,05 / 10 => 0,005
Soma dos Erros Relativos => 0,005
11,20796667 x 0,005 = 0,05
NaCl 25% 25mL : d = m/v => 78,54156667 ± 0,0001 / 25 ± 0,3 = 3,1416626668 = 3,1 ± 0,9
PROPAGAÇÃO DE ERRO
Erro Relativo da Balança => 0,0001 / 78,54156667 = 0,000001
Erro Relativo da Proveta => 0,3 / 25 => 0,012
Soma dos Erros Relativos => 0,012
78,54156667 x 0,012 = 0,9
Ao final, analisou-se os dados por meio do densímetro, cujo apresenta grande exatidão.
Dados do Densímetro em g.ml-1
ETANOL – 0,805
NaCl 10% - 1,067
NaCl 25% - 1,128
ÁGUA – 1,000
	Observou-se que os dados obtidos por meio das análises realizadas dos líquidos a partir de suas massas, coincidiu com os resultados mostrados pelo densímetro.
CONCLUSÕES
Conclui-se que os metais utilizados, até então desconhecidos, eram ferro, cobre e alumínio, respectivamente. A partir do cálculo de densidade pelo método gráfico, identificou-se o metal alumínio.
Já no experimento com amostras líquidas, os dados obtidos por meio dos cálculos com massa coincidiram com os resultados mostrados pelo densímetro, mostrando que as análises foram precisas. 
BIBLIOGRAFIA 
1 - Apostila de Química Experimental I, Universidade Federal de Uberlândia. Semestre 2018-1, p.19-23,
2 - MOKFIENSKI, Alfredo; COLODETTE, Jorge Luiz; GOMIDE, José Lívio; CARVALHO, Ana Márcia M. Ladeira A importância da densidade da madeira e do teor de carboidratos no rendimento de polpa e na qualidade do produto. Santa Maria, v. 18, n. 3, p. 407-419, 2008.