RELATORIO DENSIDADE

Prévia do material em texto

Química Geral Experimental – Curso de Química Industrial
INSTITUTO FEDERAL DO ESPIRITO SANTO - Ifes QUÍMICA INDUSTRIAL
Prática n° 3 (30/08/2018):
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
Disciplina: Química Geral Experimental
Professor: Claudinei Andrade
VILA VELHA SETEMBRO - 2018
	Química Geral Experimental – Curso de Química Industrial
INTRODUÇÃO
A densidade de qualquer substância é definida como sua massa por unidade de volume. (BETTELHEIM et al., 2012)
De acordo com as propriedades da matéria, a densidade pertence ao grupo específico de características físicas de qualquer substância, estando essa no seu estado sólido, líquido ou gasoso.
Em cada estado físico da matéria, a densidade poderá ser expressa conforme a sua particularidade, ou seja, nos estados sólidos ou líquidos, leiam-se respectivamente os seus valores determinados em g/cm3 ou g/mL, e já no estado gasoso é mais comum os valores serem lidos em g/L.
Vale ressaltar que tanto a temperatura quanto a pressão, são variáveis que influenciam na mensuração da densidade da matéria e são essas mesmas variáveis que podem provocar alterações volumétricas da matéria, que por consequência alteram a densidade, pois esta última é inversamente proporcional ao volume. Além disso, uma mesma substância poderá ter diferentes densidades conforme a mudança de seu estado físico.
OBJETIVOS
Abordar o conceito de densidade, conhecendo os diferentes métodos para sua determinação em diferentes substâncias, bem como estudar sua variação de acordo com o aumento da temperatura.
MATERIAIS E REAGENTES
Materiais:
									
Parafuso
Balança analítica 
Proveta de 100 e 1000 mL	
Picnômetro 
Termômetro
Densímetro 
Béquer
Reagentes
Água
Etanol 93% 
NaCl
PROCEDIMENTOS
Determinação da densidade de um sólido.
Primeiramente determinou-se a massa do parafuso, em seguida colocou-se 80 mL de água em uma proveta de 100 mL e anotou-se seu volume inicial. Com cuidado mergulhou-se o parafuso dentro da proveta com água e posteriormente leu-se o volume final da proveta. Fez-se o procedimento em duplicata a fim de testar a reprodutibilidade da medida, sendo assim, em seguida foi calculado e tirado a média da densidade encontrada do material analisado.
Determinação da densidade de um líquido.
Com o auxilio de papel toalha foi pesado um picnômetro vazio, em seguida encheu-se o mesmo com água e pesou-o novamente e por diferença de peso determinou-se a massa da água. Mediu-se a temperatura ambiente. Posteriormente com o apoio da tabela de densidade da água mediu-se o volume do picnômetro a fim de calibrá-lo 
Para Calcular a densidade do etanol, lavou-se o picnômetro com um pouco de etanol, posteriormente pesou-se o picnômetro com etanol. Por diferença de peso calculou-se a massa contida de etanol e definiu a densidade do mesmo em seguida comparando com a densidade tabelada do etanol.
Determinação da densidade de uma solução e estudo da variação da densidade de uma solução com o aumento da temperatura
Em uma proveta de 1000 mL, adicionou-se 900 mL de solução de NaCl, mediu-se a temperatura ambiente colocando um termômetro na proveta, aguardou-se um tempo para que a mesma se estabilizasse.
Retirou-se o termômetro, e com o auxílio do densímetro estimou-se a densidade da solução de NaCl à temperatura ambiente, em seguida , em um béquer de 5000 mL , adicionou-se 1000 mL de NaCl aqueceu-o a solução até uma temperatura de aproximadamente 80 °C, e acompanhou-se o aumento da temperatura acordo com auxílio do termômetro.
Com cuidado colocou-se rapidamente cerca de 900 mL da solução aquecida em uma proveta de 1000 mL, analisou-se a temperatura, e anotou-se o valor da mesma, em seguida adicionou-se o densímetro e conferiu- se o valor da sua densidade. Observou-se a diminuição de temperatura de 3 em 3 ºC, e com o densímetro mediu-se a densidade da solução, obtendo cinco resultados de temperatura e densidade. Finalizaram-se os experimentos e construiu-se uma tabela com os valores das temperaturas e densidades encontradas. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Determinação da densidade de um sólido.
Para determinar a massa do sólido analisado pesou-se o parafuso em uma balança e obteve-se a massa de 28,711g.
Após feito a pesagem, encheu-se uma proveta com 80 mL de água e com cuidado imergiu o parafuso afim de calcular o volume do material pela diferença de volume da proveta, como mostra a tabela 1 
 Tabela 1 – Volume do parafuso
	
	Volume da Proveta (mL)
	Volume Inicial
	80
	Volume Final
	84
	Volume do material (V= V2-V1)
	4
OBS: O procedimento foi executado em duplicata, obtendo-se os mesmos volumes, logo a mesma densidade.
Analisando a tabela houve o acréscimo do volume após a imersão do parafuso isso ocorre devido à densidade do parafuso ser maior que o da água, o que fez o parafuso afundar e consequentemente o volume da água aumentar.
Calculado o Volume do parafuso e obtendo-se a massa tornou-se possível encontrar a densidade do parafuso: 
d = 28,711g/4 mL
d = 7,17g/mL
Determinação da densidade de um líquido.
Primeiramente com cuidado e sem encostar os dedos nas laterais do picnômetro, a fim de, evitar a transferência de gordura na hora da pesagem, determinou-se a massa do mesmo vazio (m1) e em seguida o encheu com água (m2) com intuito de determinar a massa da água. Como mostra a tabela 2 abaixo:
Tabela 2 – Massa da água
	
	Massa do picnômetro (g)
	Massa Inicial (m1)
	12,3735
	Massa Final (m2)
	22,3740
	Massa da água (m2 – m1)
	10
 
Em seguida com o auxilio de um termômetro mediu-se a temperatura ambiente do laboratório, a fim de verificar a densidade da água que no momento media 22 ºC. Pode-se apurar a densidade absoluta da água nesta temperatura. Essas densidades estão tabeladas conforme o decréscimo ou acréscimo da temperatura. 
 Tabela 3 – Parte da tabela de densidade da água
	T/ ºC
	d/ (g.cm3)
	20
	0,998203
	21
	0,997992
	22
	0,997770
	23
	0,997538
	24
	0,997296
	25
	0,997044
 
 
 
Essa medição de temperatura se faz necessária, pois a determinação da densidade esta diretamente ligada à mesma, visto que considerada uma propriedade da matéria que depende diretamente da temperatura, a densidade altera-se quando em geral materiais sólidos e líquidos mudam seu volume que geralmente tendem a aumentar com a temperatura, por isso, o valor da densidade de qualquer amostra deve ser visto a temperatura em que foi determinado. 
De acordo com a tabela de densidade absoluta da água pode-se concluir que a água a 22 ºC tem densidade de 0,997770 g/cm3, com essas informações foram possíveis calcular o volume do picnômetro. 
 Vp = m(água)/d(água 22ºC)
Vp = 10 / 0,997770
Vp = 10,02 mL
Após o processo de calibração do picnômetro feito acima foi possível determinar o volume real do mesmo e assim determinar a densidade de qualquer substância ou mistura liquida como no caso do etanol. 
Para calcular a densidade do etanol lavou-se o picnômetro com o mesmo, a fim de evitar que a água alterasse o valor da pesagem, posteriormente encheu-se o picnômetro com etanol 93% e assim definiu-se a massa com ele cheio, visto na tabela 4.
Tabela 4 – Massa da água
	
	Massa do picnômetro com etanol (g)
	Massa Inicial (m1)
	12,3735
	Massa Final (m3)
	20,4516
	Massa da água (m3 – m1)
	8,0781
Com todos os dados encontrados acima foi possível determinar a densidade do etanol, visto abaixo: d = m(etanol) / Vp
d = 8,0781g / 10,02 mL
d = 0,8061 g/mL
Comparando então o valor da densidade encontrado acima e o valor tabelado do etanol pode-se afirmar que o resultado acima está dentro do esperado, visto que, o valor tabelado do etanol é de:d(refêrencia etanol) = 0,80 g/mL 
Determinação da densidade de uma solução e estudo da variação da densidade de uma solução com o aumento da temperatura.
Colocou-se em uma proveta de 1000 mL, 900 mL de solução de NaCl, em seguida a temperatura foi medida a fim de identificar a temperatura ambiente. Em seguida utilizou-se um densímetro para medir a densidade da solução, os resultados podem ser observados abaixo na tabela 3
Tabela 5 – Resultado da densidade da solução de NaCl
	T/ºC
	Densidade (g/mL) NaCl
	35
	1,047
Em um béquer de 5000 mL aqueceu-se a solução de NaCl, ao chegar a temperatura de 80 ºC a solução foi transferida para uma proveta de 1000 mL, sendo assim, mediu-se de 3 em 3 ºC a variação de queda da temperatura, podendo-se observar essa variação na tabela 4
Tabela 6 – Densidade da solução de NaCl com a variação da temperatura
	Temperatura ºC
	Densidade (g/mL) NaCl
	70
	1,032
	67
	1,035
	64
	1,036
	61
	1,0375
	59
	1,039
Analisando a tabela 4, pode-se observar que à medida que a temperatura diminuía a densidade da solução de NaCl aumentava. Recorrendo a teoria, isso acontece, pois, quando a temperatura da solução diminui as partículas contidas nela, diminuem o movimento e consequentemente o espaço entre elas dimiui também, fazendo assim com que a solução fique mais densa.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
De acordo com os experimentos realizados em laboratório, foi possível determinar a densidade de materiais em diferentes estados físicos da matéria.
Observou-se que os resultados encontrados estão de acordo com o esperado. Entretanto, devido à temperatura do laboratório onde os experimentos foram realizados e por conta de possíveis erros provenientes da análise, há possibilidade de haver alguma variação. Pois como propriedade especifica, a densidade precisa de maior precisão possível para se obter os valores esperados.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BETTELHEIM, FREDERICK et al. Introdução à Química Geral. Tradução da 9ª Ed. São Paulo: Cengage Learning, 2012. 271p.