Relatório Determinação da densidade da água e etanol

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA DE MINAS E MEIO AMBIENTE 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
LABORATÓRIO DE QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO SOBRE A DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE LÍQUIDOS E 
SÓLIDOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Marabá – PA 
2018 
§ 
 
RESUMO 
 
Sabe-se que a densidade é a razão entre a massa de um material e o volume por 
ele ocupado, por se tratar de uma propriedade específica de cada amostra é um valor 
tabelado, mas que também pode ser obtido experimentalmente e como as condições 
podem variar, em especialmente a temperatura, os resultados também. Foi realizado 
um experimento que teve como principal objetivo a descoberta da densidade da água, 
e de soluções de diferentes concentrações de etanol de cloreto de sódio. Foi vista a 
diferença entre os valores tabelados e os obtidos experimentalmente, através do 
picnômetro para líquidos voláteis. Como os resultados foram bem distantes foi 
presumido que as condições do experimento foram muito diferentes ou ainda pode ter 
havido formação de bolhas de ar na vidraria e algumas impurezas. 
 
Palavras-chave: densidade; água; etanol; picnômetro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
SUMÁRIO 
 
SUMÁRIO ................................................................................................................... 1 
 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................. 2 
2. OBJETIVO ....................................................................................................... 3 
3. MATERIAIS E REAGENTES ........................................................................... 3 
3.1 Materiais ............................................................................................................ 3 
3.2 Reagentes .......................................................................................................... 3 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................................... 4 
4.1 Determinação da densidade da água ................................................................ 4 
4.2 Determinação da densidade de soluções de etanol ........................................... 4 
4.3 Determinação da densidade de soluções de Cloreto de Sódio .......................... 4 
4.4 Determinação da densidade da folha de alumínio ............................................. 5 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ..................................................................... 6 
5.1 Determinação da densidade da água ................................................................ 6 
5.2 Determinação da densidade de soluções de etanol........................................... 7 
5.3 Determinação da densidade de soluções de Cloreto de Sódio .......................... 9 
5.4 Determinação da densidade da folha de alumínio ........................................... 11 
6. CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 13 
7. REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 14 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
As características dos materiais são alinhadas nas condições químicas e físicas 
que os acompanham. Enquanto as propriedades químicas estão voltadas para as 
ligações e mudança de composição, as propriedades físicas estão voltadas 
observação das alterações que podem ser medidas sem qualquer modificação na 
composição, categorizando propriedades extensivas ou intensivas. 
 A densidade é orientada por exercer uma característica intensiva. Sendo a 
mesma variável de acordo com a substancia, portanto “A densidade é definida como 
a massa da unidade de volume de uma substância, ou simplesmente, massa por 
unidade de volume”. (RUSSEL, 2004) 
A substancia utilizada com frequência como base referencial tanto para sólidos 
e líquidos é a água a densidade da mesma a uma dada temperatura, qual gira em 
torno de 4ºC e uma densidade especifica de 1,000 g/cm³. 
Substancias liquidas detém densidades inferiores comparadas as dos sólidos, 
pois de acordo com a teoria cinética, as moléculas encontram menos agrupadas em 
relação aos sólidos. Além disso, a densidade ocorre de variar de acordo com a 
temperatura as quais os matérias, sejam líquidos ou sólidos estejam sendo sujeitos. 
Em teoria, temperaturas elevadas costumam propor o afastamento molecular, 
propondo uma diminuição da densidade, uma forma de considerar a temperatura no 
cálculo da densidade conta experimentalmente como auxílio de um picnômetro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
2. OBJETIVOS 
 
• Aplicar conhecimento ao conceito de densidade por meio da determinação 
experimental da densidade de uma mistura utilizando picnômetro. 
 
• Verificação de margem de erro entre as densidades experimentais e as 
tabeladas na literatura. 
 
3. MATERIAIS E REAGENTES 
3.1 Materiais 
• Balança analítica; 
• Balão volumétrico; 
• Bastão de vidro; 
• Béquer; 
• Picnômetro; 
• Proveta; 
• Pipeta graduada; 
• Termômetro; 
 
3.2 Reagentes 
• Água destilada 
• Cloreto de sódio PA. 
• Etanol 
• Folha de alumínio 
• Cobre sólido 
 
 
 
 
 
4 
 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Na prática realizada foram estudadas as densidades de líquidos, sólidos com 
formas regulares e sólidos com formas irregulares. Os materiais utilizados foram: 
água, etanol, cloreto de sódio, cobre sólido e folha de alumínio. 
 
4.1. Determinação da densidade da água: 
Primeiro foi determinada a densidade da água com picnômetro. O picnômetro foi 
pesado seco, e em seguida ele foi preenchido com a água destilada, e foi colocado o 
termômetro, até transbordar. Após isso, secamos o picnômetro por fora e pesamos ele 
cheio. 
 
4.2. Determinação da densidade de soluções de etanol (C2H6O): 
Foram preparadas 6 soluções de diferentes concentrações de etanol. Foi medido em 
uma pipeta graduada os seguintes volumes de etanol: 2,5mL, 5mL, 10 mL, 12,5mL, 
15mL. Esses volumes foram individualmente transferidos para um balão de 50mL, para 
preparar uma solução por vez, em seguida o balão foi completado com água até a altura 
do menisco. As soluções foram feitas em duplicata. Para determinar a densidade 
dessas soluções seguiu-se da mesma que no item anterior (densidade da água): 
 
4.3. Determinação da densidade de soluções de cloreto de sódio (NaCl): 
Foram preparadas 6 soluções de diferentes concentrações de cloreto de sódio. Foi 
pesado na balança analítica, com auxílio de um béquer, as seguintes massas de sal: 
2,5g, 5g e 10g de cloreto de sódio. Em seguida as amostras pesadas foram dissolvidas 
e diluídas com água destilada em um béquer, em seguida foram transferidas para um 
balão volumétrico de 50mL. Após isso, com a solução homogeneizada e completada o 
volume da solução com água destilada até a altura do menisco. Para determinar a 
densidade seguiu-se os mesmos passos do item 4.1 (densidade da água). 
 
4.4. Determinação da densidade da folha de alumínio: 
Para a determinação da densidade da folha de alumínio, primeiro pesamos amostra 
sólida em uma balança analítica. Em seguida pesamos um picnômetro de 50mL vazio, 
anotamos a massa e o enchemos com água destilada até o topo, colocamos o 
5 
 
termômetro fazendo a água transbordar, limpamos o picnômetro e pesamos ele cheio. 
Após isso, retiramosa água do picnômetro e colocamos a folha de alumínio, e pesamos 
o conjunto novamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
5.1. Determinação da densidade da água: 
 
Para determinar a densidade da água, primeiro calculamos a massa de água da 
seguinte forma: 
mágua = m1 − m2 (1) 
Onde: 
• m1, é a massa do picnômetro cheio; 
• m2, é a massa do picnômetro vazio. 
Assim a massa de água é: 
mágua = 92,332g − 41,677g 
mágua = 50,655g 
 
Para calcular a densidade utilizamos a seguinte fórmula: 
 
D =
mágua
V
 (2) 
 
Sendo o “V” o volume do picnômetro, a densidade da água é: 
 
D =
50,655g
50mL
 
D = 1,013g/mL 
 
Os dados são então apresentados na tabela 1 
 
Tabela 1 - Dados experimentais do material de referência. 
Material de 
referência 
Massa do 
picnômetro 
vazio (g) 
Massa do 
picnômetro 
cheio (g) 
Temperatura 
(°C) 
Densidade 
(g/mL) 
Água 41,677 92,332 26 1,013 
 
7 
 
De acordo com a literatura a densidade da água a 26°C, temperatura medida 
em laboratório, deveria ser de 0,99678g/mL. No entanto, o valor calculado para a 
densidade da água foi bem maior que o esperado, possivelmente poder ter havido a 
formação de bolhas no picnômetro após adicionarmos água para pesá-lo. 
 
5.2. Determinação da densidade de soluções de etanol (C2H6O): 
Para determinar a densidade das soluções de etanol utilizamos a fórmula (2). 
Assim utilizamos a concentração de 2,5g/50mL para demonstrar os cálculos que 
geraram os resultados da tabela. A massa de etanol é, segundo a fórmula (1): 
 
metanol = 90,919g − 41,677g 
metanol = 49,242g 
 
Usando a fórmula (2) para calcular a densidade da solução a 5% (2,5g/50mL) de 
etanol temos: 
 
D =
49,242g
50mL
 
D = 0,98484g/mL 
Os dados estão na tabela 2 a seguir: 
 
Tabela 2 – Densidade e massa da solução obtidas experimentalmente 
Concentração 
em unidade 
de g/50mL 
Massa 
picnômetro 
vazio (g) 
Massa 
picnômetro 
cheio (g) 
Temperatura 
(°C) 
Massa 
da 
solução 
(g) 
Densidade da 
solução 
(g/mL) 
2,5 41,677 90,919 26 49,242 0,98484 
2,5 41,696 91,055 26 49,359 0,98718 
5,0 41,715 90,548 27 48,833 0,97666 
5,0 41,725 90,622 27 48,897 0,97794 
10,0 41,706 89,726 28 48,020 0,96040 
8 
 
10,0 41,698 89,719 28 48,021 0,96042 
12,5 41,759 89,778 29 48,019 0,96038 
15,0 41,709 89,237 28 47,528 0,95056 
 
Como o experimento foi realizado em duplicata até a concentração de 
10g/50mL (20%) de etanol, fizemos a média das densidades para cada concentração. 
Assim a densidade média (Dm) da concentração da solução 5% de etanol é: 
Dm =
D1 + D2
2
 (1.3) 
Onde: 
• Dm, é a densidade média da solução em uma concentração analisada; 
• D1, é a densidade da primeira análise; 
• D2, é a densidade da segunda análise; 
Dm =
0,98484g/mL + 0,98718g/mL
2
 
Dm = 0,98601g/mL 
As densidades médias foram utilizadas para plotar um gráfico da concentração 
vs densidade, junto com um modelo de ajuste linear desses dados que ser conferido 
abaixo: 
 
Figura 1 - Concentração pela densidade das soluções de etanol com modelo de ajuste. 
 
É possível perceber que a densidade do etanol diminui com o aumento da 
concentração, então podemos dizer que a densidade do etanol é inversamente 
y = -355,36x + 352,61
R² = 1
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
0,94000 0,95000 0,96000 0,97000 0,98000 0,99000
C
o
n
c
e
n
tr
a
ç
ã
o
 d
a
s
 s
o
lu
ç
õ
e
s
 
(g
/5
0
m
L
)
Densidade das soluções de etanol (g/mL)
Concentração X Densidade
Y
Y previsto
Linear (Y previsto)
9 
 
proporcional a concentração das soluções. A densidade de etanol é tabelada em 
diversas concentrações e temperaturas, pode-se perceber no experimento em todas 
as concentrações encontramos valores próximos aos valores tabelados para o etanol, 
com pouca diferença. Essas diferenças nos valores podem ser explicadas pela 
impureza do reagente analisado, no caso etanol, ou até mesmo pela precisão de 
algumas vidrarias. Durante a prática percebemos que não era possível encher até o 
topo do picnômetro, o balão volumétrico de 50mL que utilizamos para preparar as 
soluções estava possivelmente descalibrado. 
 
5.3. Determinação da densidade de soluções de cloreto de sódio (NaCl): 
 
Concentração 
em unidade 
de g/50mL 
Massa 
picnômetro 
vazio (g) 
Massa 
picnômetro 
cheio (g) 
Temperatura 
(°C) 
Massa 
da 
solução 
(g) 
Densidade 
da solução 
(g/mL) 
3,0 42,775 94,775 27 52,000 1,04000 
3,0 42,831 94,582 27 51,751 1,03502 
5,0 42,837 95,747 28 52,910 1,05820 
5,0 42,812 95,855 28 53,043 1,06086 
10,0 42,811 99,018 27 56,207 1,12414 
10,0 42,814 99,039 27 56,225 1,12450 
 
Para determinar a densidade das soluções de cloreto utilizamos a fórmula (2). 
Assim utilizamos a concentração de 5g/50mL para demonstrar os cálculos que 
geraram os resultados da tabela. A massa de NaCl é, segundo a fórmula (1): 
 
mNaCl = 95,747g − 42,837g 
mNaCl = 52,910g 
Usando a fórmula (2) para calcular a densidade da solução a 10% (5g/50mL) 
de NaCl temos: 
D =
52,910g
50mL
 
10 
 
D = 1,0582g/mL 
Como o experimento foi realizado em duplicata, fizemos a média das 
densidades para cada concentração. Assim a densidade média (Dm) da concentração 
da solução 10% de NaCl, utilizando a fórmula (3), é: 
Dm =
1,0582g/mL + 1,06086g/mL
2
 
Dm = 1,05953g/mL 
As densidades médias foram utilizadas para plotar um gráfico da concentração 
vs densidade, junto com um modelo de ajuste linear desses dados que ser conferido 
abaixo: 
 
Figura 2 - Concentração pela densidade das soluções de NaCl com modelo de ajuste. 
 
Através do gráfico podemos perceber que com o aumento da concentração a 
densidade do cloreto de sódio também aumenta, assim diferente do etanol a 
densidade do cloreto de sódio é diretamente proporcional a concentração das 
soluções preparadas. O modelo linear presente no gráfico não ajustou os dados, isso 
aconteceu porque a densidade aumentou muito de uma concentração para outra. 
Outro problema que aconteceu foi o mesmo na análise de etanol, a solução preparada 
no balão volumétrico de 50mL não preenchia completamente o volume do picnômetro, 
o que pode ter conferidos mais erros na prática experimental. Durante a prática 
também ocorreu falta de reagente (NaCl), o que nos impossibilitou de fazer a 
determinação da densidade de cloreto de sódio em mais duas concentrações 
12,5g/50mL (25%) e 15g/50mL (30%). 
y = 5,675x
R² = 0,1361
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
1,02000 1,04000 1,06000 1,08000 1,10000 1,12000 1,14000
C
o
n
c
e
n
tr
a
ç
õ
e
s
 d
a
s
 s
o
lu
ç
õ
e
s
 
(g
/5
0
m
L
)
Densidade das soluções de NaCl (g/mL)
Concentração X Densidade
Y
Y previsto
Linear (Y previsto)
11 
 
5.4. Determinação da densidade da folha de alumínio: 
 
Sabe-se que líquido utilizado (água destilada) não dissolve o sólido analisado 
nem reage com o mesmo. Na determinação da densidade sólidos com uso picnômetro 
o volume da amostra é calculado a partir da massa de um líquido de densidade 
conhecida (referência), que é deslocado pela amostra sólida quando a colocamos no 
picnômetro. Assim para calcular a densidade desse sólido precisamos da massa 
deslocada, que pode ser obtida através da fórmula abaixo:md = (m1 + m2) − m3 (1.4) 
Onde: 
• md, é massa de água deslocada pela amostra sólida; 
• m1, massa do sólido; 
• m2, massa do picnômetro cheio; 
• m3, massa do picnômetro com sólido. 
Assim md será: 
md = (0,112g + 93,034g) − 93,089g 
md = 0,057g 
 
Tabela 3 - Dados da determinação da densidade da folha de alumínio. 
Amostra 
sólida 
Massa do 
sólido (g) 
Massa do 
picnômetro 
vazio (g) 
Massa do 
picnômetro 
cheio (g) 
Massa do 
picnômetro 
com sólido 
(g) 
Densidade 
do sólido 
(g/mL) 
Folha de 
alumínio 
0,112 42,814 93,034 93,089 1,9736 
 
A densidade da água no momento da realização dessa análise era 1,0044g/mL. 
Essa parte do experimento foi feita dias depois da primeira parte, portanto não 
podemos utilizar como referência o item 5.1 para densidade da água. 
O volume deslocado pelo sólido pode ser obtido da fórmula (2), modificando-a 
assim: 
V =
md
D
 
12 
 
V =
0,057g
1,0044g/mL
 
V = 0,05675mL 
 
A densidade do sólido utilizando a fórmula (2): 
 
D =
0,112g
0,05675mL
 
D = 1,9736g/mL 
 
Essa é densidade do alumínio obtida experimentalmente, segunda a literatura 
o alumínio com elevado grau de pureza tem uma densidade de 2,70g/mL. O valor 
encontrado foi cerca de 26,9% vezes menor que o valor tabelado para a densidade 
do alumínio, a explicação para esse fato seria impurezas associados a amostra sólida, 
a folha de alumínio poderia não totalmente pura. Outro fator também seria a formação 
de bolhas no picnômetro quando colocamos a água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Foi observado que a medição da densidade da água esteve com um valor 
superior ao esperado, dada a circunstância ocorreu pela presença de bolhas no 
picnômetro sendo que diante da literatura a densidade da água a temperatura de 25°C 
consta por volta de 0,996 g/cm. Como previsto em literatura a densidade do etanol 
diminui com o aumento da concentração. Em relação ao cloreto de sódio percebemos 
como o aumento da concentração é diretamente proporcional a densidade. Já sobre 
a folha de alumínio foi observado que o valor foi bem menor que o esperado isso pode 
ter ocorrido por conta de impurezas associados a amostra sólida, a folha de alumínio 
poderia não totalmente pura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
FELDER, Richard. Princípios Elementares dos Processos Químicos. Rio de 
Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda, 1993 
RUSSELL, John B. Química Geral: McGraw – Hill do Brasil :São Paulo, 2004.