Relatório - Densidade, PF e PE

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INTRODUÇÃO
As propriedades físicas são características dos materiais, uma propriedade individual que não está ligada a nenhuma substância, não envolvem qualquer mudança na composição ou identidade da substância, são propriedades que podem se observadas e medidas sem modificação de sua composição e podem ser classificadas como extensivas ou intensivas. Propriedades extensivas são diretamente proporcionais á quantidade de matéria da substância presente da amostra (massa e volume) enquanto que as intensivas independem da quantidade de matéria e sim da natureza da substância como exemplo a temperatura, pressão, ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade.
A determinação da densidade é utilizada em diversas áreas para caracterizar propriedades de um produto ou material, é uma propriedade física e pode ser classificada em absoluta ou relativa. A densidade absoluta também chamada de massa específica pode ser definida como a razão entre massa de um objeto e o volume que ele ocupa. Logo a densidade relativa é a razão entre duas massas específicas em que o denominador é a massa específica de uma substância eleita como padrão ou referência. Neste relatório utilizaremos o método do deslocamento do líquido na proveta para determinar densidade de sólidos e o método de volume do picnômetro para determinar densidade de líquidos.
O ponto de fusão designa a temperatura a qual uma substância passa do estado sólido ao estado líquido.  Esta temperatura é a mesma quando a substância se solidifica, ou seja, passa do estado líquido para o estado sólido. É a temperatura na qual a substância sólida está em equilíbrio com a substância que dela se obtêm por fusão. No caso de “substâncias puras”, o intervalo de temperatura desde o momento inicial de fusão até as duas completas fusão é pequeno não devendo exceder 0,5ºC, por outro lado as substâncias que contém impurezas, não há um ponto de fusão definido, apresentando então um intervalo de vários graus de temperatura.
O ponto de ebulição é também característico em cada substância e corresponde à temperatura em que esta vai do estado líquido para o gasoso à pressão de 1 atm. Quando uma substância se encontra no estado gasoso há alta energia cinética e uma baixa energia de atração entre as moléculas. 
Nos dois processos ocorre um afastamento de moléculas que só será possível com o rompimento das ligações intermoleculares. Há fatores que influenciam a mudança de estado, como o tamanho da cadeia ou peso molecular, a presença de ramificações e polaridade.
A finalidade deste experimento é determinar as densidades específicas das substâncias sólidas e líquidas, identificar, medir e interpretar propriedades físicas das substâncias. 
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais
Vidrarias:
Béquer (50 mL); Picnômetro (50 mL); Proveta graduada (50 mL); Vidro de relógio; Tubo Capilar; Termômetro; Tubo de ensaio.
Reagentes:
Liquídos: água(H2O), etanol(C2H5OH), acetona(C3H6O);
Sólidos: alumínio(Al), cobre(Cu), ferro(Fe), naftaleno(C10H8), P-diclorobenzeno (C6H4Cl2).
Equipamentos:
Balança analítica ou semi-analítica; Pisseta; Chapa aquecedora; Pinça; Suporte; Garras; Elástico; Espátula.
Métodos
Determinação da Densidade de Sólidos (Método da medida de deslocamento do líquido na proveta)
Densidade de Cobre (Cu)
Inicialmente pesou a massa do béquer vazio (50,052g), em seguida pesou a massa do béquer com a amostra de cobre (63,150g). Posteriormente, a subtração dessa massa com a do béquer vazio (50,052g) obteve-se a massa da amostra de cobre (13,098g). Depois, foi colocado essa amostra em uma proveta contendo 10 mL de água e obteve o volume de água deslocado de 1,5 mL. Com esses dados (massa e volume) calculou a densidade do cobre. 
M(Cu) = M(béquer+Cu) – M(béquer)
 
Densidade de Alumínio (Al)
Com a pesagem da massa de alumínio no béquer (54,167g), e a subtração dessa massa com a do béquer vazio (50,052g) obteve-se a massa do alumínio (4,115g). Em uma proveta com 10 mL de água, onde foi depositada a amostra, descobriu-se o volume do alumínio (1,5 mL), uma vez que esse equivale-se ao volume deslocado. 
M(Al) = M(béquer+Al) – M(béquer)
Densidade de Ferro (Fe)
Com a pesagem da massa do ferro no béquer (68,049g), e a subtração dessa massa com a do béquer vazio (50,052g) obteve-se a massa do ferro (17,997g). E em uma proveta com 10 mL de água, onde foi depositada a amostra, descobriu-se o volume do ferro (2,5 mL), uma vez que esse equivale-se ao volume deslocado. 
M(Fe) = M(béquer+Fe) – M(béquer)
Determinação da Densidade de Líquidos (Método da medida de volume do picnômetro)
Densidade da água (H2O)
Inicialmente pesou a massa do picnômetro vazio (33,743g), em seguida pesou o mesmo com água (94,874g). Subtraindo os valores das massas do picnômetro vazio e do picnômetro com água, obteve a massa de água (61,131g) com a qual calculou-se a massa específica da água (densidade). 
M(H2O) = M(picnômetro+H2O) – M(picnômetro)
Densidade do etanol (C2H5OH)
Utilizando o mesmo picnômetro do item anterior, pesou o mesmo com etanol (81,949g). Posteriormente, com a subtração dos valores das massas do picnômetro vazio e picnômetro com etanol obteve-se a massa do etanol (48,206g), com a qual calculou a massa específica, a densidade e o erro encontrado. 
M(C2H5OH) = M(picnômetro+ C2H5OH) – M(picnômetro)
Densidade da Acetona (C3H6O)
Utilizando o mesmo picnômetro do item anterior, pesou o mesmo com acetona (81,889g). Posteriormente, com a subtração dos valores das massas do picnômetro vazio e picnômetro com acetona obteve-se a massa da acetona (48,146g), com a qual calculou a massa específica, a densidade e o erro encontrado. 
M(C3H6O) = M(picnômetro+ C3H6O) – M(picnômetro)
Determinação do Ponto de Fusão (Método da medida do sólido a ser fundida no tubo capilar)
Ponto de Fusão do P-Diclorobenzeno (C6H8Cl2)
Foi colocada uma determinada quantidade de P-Diclorobenzeno, provavelmente ¼ , em um tubo capilar que foi preso por elástico junto ao termômetro fixado em um suporte universal, o termômetro foi mergulhado em um béquer grande contendo água, que foi lentamente aquecida por uma chapa aquecedora. A temperatura foi anotada assim que o P-Diclorobenzeno começou a fundir.
Ponto de Fusão do Naftaleno (C10H8)
Foi colocada uma determinada quantidade de Naftaleno, mais ou menos 1/4, em tubo capilar. O tubo foi preso por elástico junto a um termômetro fixado em um suporte universal, o termômetro foi mergulhado em um béquer grande contendo água que foi aquecida lentamente por chapa aquecedora. A temperatura foi anotada assim que o Naftaleno começou a fundir.
Determinação do Ponto de Ebulição (Método da medida da temperatura do líquido no tubo de ensaio)
Ponto de Ebulição da Acetona (C3H6O)
Foi adicionado 4 mL de acetona em um tubo de ensaio, em seguida foi colocado um termômetro e mergulhado na substância. Com auxílio do suporte universal colocou-se o tubo de ensaio sobre o béquer contendo água, que foi aquecida por uma chapa aquecedora. No momento em que a acetona mudou de estado físico, foi anotada a temperatura.
Ponto de Ebulição do Etanol (C2H5OH)
Foi adicionado 4 mL de etanol em um tubo de ensaio, em seguida foi colocado um termômetro e mergulhado na substância. Com auxílio do suporte universal colocou-se o tubo de ensaio sobre o béquer contendo água, que foi aquecida por uma chapa aquecedora. No momento em que o etanol mudou de estado físico, foi anotada a temperatura.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os dados obtidos em laboratório sobre medidas de densidades de sólidos e líquidos e de pontos de fusão e de ebulição foram aqui comparados com os dados de mesmo assunto encontrados na literatura. Esses dados obtidos aqui foram comparados com os literários, resultando em pontos de erros e desvios. Os mesmos estão listados nas tabelas 1 a 4. 
Tabela 1: Dados das densidades dos sólidos encontrados em laboratório, calculados os erros e os desvios das medidas.
	Amostra
	Densidade g/cm³ (Literatura)
	Densidade g/cm³ (Laboratório)Erro (%)
	Desvio (S)
	Dado Encontrado ± (S)
	Fe
	7,87
	7,1988
	8,52
	0,6712
	7,1988 – 8,5412
	Al
	2,70
	2,743
	1,59
	0,043
	2,657 – 2,743
	Cu
	8,93
	8,732
	2,21
	0,198
	8,732 – 9,128
Observando os dados obtidos em laboratório por meio de medições de massas e cálculos a partir dessas medidas encontradas, é possível concluir que os dados obtidos em laboratório do Cu, do Al e do Fe são próximos aos encontrados na literatura, com pequenos desvios que resultaram em uma taxa de erro menor que de 9%. Erros estes que podem ter decorrido de condições não ideais do laboratório, erros das calibragens dos materiais ou impurezas das substâncias.
Tabela 2: Dados das densidades dos líquidos encontrados em laboratório, calculados os erros e os desvios das medidas.
	Amostra
	Densidade g/cm³ (Literatura)
	Densidade g/cm³ (Laboratório)
	Erro (%)
	Desvio (S)
	Dado Encontrado ± (S)
	Água (H20)
	1,00
	0,998
	0,20
	0,002
	0,998 – 1,002
	Etanol (C2H5OH)
	0,79
	0,787
	0,37
	0,003
	0,787 – 0,793
	Acetona(C₃H6O)
	0,79
	0,786
	0,50
	0,004
	0,786 – 0,794
Dados: Picnômetro vazio possuía massa de 33,743g. O volume do mesmo picnômetro era de 61,203 mL.
Massas: Água(H20) = 61,131g; Etanol(C2H5OH) = 48,206g; Acetona(C3H6O) = 48,146g; 
Observando os dados obtidos em laboratório por meio de medições de massas e cálculos a partir dessas medidas encontradas, é possível concluir que os dados obtidos em laboratório da acetona, do éter e da água são próximos aos encontrados na literatura, com pequenos desvios que resultaram em uma taxa de erro menor que de 2%. Erros estes que podem ter decorrido de condições não ideais do laboratório, erros das calibragens dos materiais ou impurezas das substâncias.
Tabela 3: Dados dos pontos de fusão dos sólidos encontrados em laboratório, calculados os erros e os desvios das medidas.
	Amostra
	Ponto de Fusão ºC (Literatura)
	Ponto de Fusão ºC (Laboratório)
	Erro (%)
	Desvio (S)
	Dado Encontrado ± (S)
	Naftaleno (C10H8)
	80,26
	81,00
	0,92
	0,74
	79,52 – 81,00
	P-Diclorobenzeno (C6H8Cl2)
	53,00
	52,8
	0,37
	0,20
	52,80 – 53,20
Analisando os dados obtidos em laboratório por meio de observações do estado da matéria e cálculos a partir dessas observações, é possível concluir que os dados obtidos em laboratório do Naftaleno e do P-Diclorobenzeno são próximos aos encontrados na literatura, com pequenos desvios que resultaram em uma taxa de erro menor que de 1%. Erros estes que podem ter decorrido de condições não ideais do laboratório, observações equivocadas ou impurezas das substâncias.
Tabela 4: Dados dos pontos de ebulição dos líquidos encontrados em laboratório, calculados os erros e os desvios das medidas.
	Amostra
	Ponto de Ebulição ºC (Literatura)
	Ponto de Ebulição ºC (Laboratório)
	Erro (%)
	Desvio (S)
	Dado Encontrado ± (S)
	Acetona (C₃H6O)
	56,00
	55,00
	1,78
	1,00
	55,00 – 57,00
	Etanol (C2H5OH)
	78,37
	78,00
	0,47
	0,37
	78,00 – 78,74
Analisando os dados obtidos em laboratório por meio de observações do estado da matéria e cálculos a partir dessas observações, é possível concluir que os dados obtidos em laboratório do etanol e da acetona são próximos aos encontrados na literatura, com pequenos desvios que resultaram em uma taxa de erro menor que de 2%. Erros estes que podem ter decorrido de condições não ideais do laboratório, observações equivocadas ou impurezas das substâncias.
Observação: 
Método para calcular o:
1- Erro Percentual:
[ | DadoLiterário – DadoLaboratorial | ÷ DadoLiterário ] x 100
2- Desvio (S):
| DadoLiterário – DadoLaboratorial |
3- Dado Encontrado ± (S):
DadoLiterário ± Desvio (S)
CONCLUSÃO
A experiência realizada teve intuito de determinar a massa específica e a densidade de determinadas substâncias sólidas e líquidas. Para determinar a densidade dos sólidos utilizamos o método do deslocamento de líquido na proveta, já para determinação de densidade de líquidos foi utilizado o método do volume do picnômetro, sendo este um método bastante preciso e exato. Com base na análise dos números obtidos conclui-se que os valores dos dados e dos erros atingidos para a densidade dos sólidos e líquidos se assemelham com os dados encontrados na literatura, obtendo apenas uma pequena margem de erro.
A determinação do ponto de fusão de uma substância pode fazer-se recorrendo a técnicas como o aquecimento do sólido num banho, ou utilizando aparelhos automáticos. O banho a usar para o aquecimento da substância é escolhido em função da temperatura previsível de fusão da substância. Se esta for inferior a 100ºC (ponto de ebulição da água), é usual o banho-maria. Cada substância possui um valor para o calor latente e, em uma mesma substância, esse valor é diferente, dependendo da transição em que ocorre, é necessária quantidade de calor para que uma substância mude de estado. Observamos também que alguns líquidos apresentam maior ebulição que o outro, isso ocorre porque existem dois fatores básicos que justificam as diferenças dos pontos de ebulição das substâncias, que são: interações intermoleculares e massas molares. Quanto mais forte for a interação intermolecular, maior será o ponto de ebulição e quanto maior a massa molar maior será o ponto de ebulição.
 A partir dos experimentos realizados foi possível observar que erros advindos de condições não ideais do laboratório, do operador ou impurezas das substâncias influenciam bastante nos resultados obtidos, explicando assim a diferença dos resultados obtidos com os resultados encontrados na literatura.
BIBLIOGRAFIA
Material e Apostila fornecidos pelo Prof. Dr. Edésio F. C. Alcântara.