Relatório 1 - DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS E VARIAÇÃO DA DENSIDADE DE LÍQUIDOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
GOIÁS 
CÂMPUS GOIÂNIA 
BACHARELADO EM QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
PÂMELLA DOS SANTOS ANDRADE SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS E VARIAÇÃO DA DENSIDADE 
DE LÍQUIDOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
APARECIDA DE GOIÂNIA - GO 
2020 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
Conforme César et al. (2004), os materiais possuem algumas propriedades que podem ser 
classificadas em químicas e físicas, no qual as propriedades químicas representam transformações 
químicas que podem acorrer com os materiais devido a uma interação de uma substancia com outra 
ou transformação de um material em outro. Já as propriedades físicas estão relacionadas a 
características que podem ser observadas e medidas no material sem que haja alguma 
transformação em sua composição ou identidade. 
As propriedades físicas, por sua vez, ainda são classificadas também em extensivas e 
intensivas. A propriedades extensivas dependem da quantidade de matéria da substancia que está 
sendo amostrada. Alguns exemplos de propriedades extensivas são massa (m) e volume (V). Já as 
propriedades intensivas não dependem da quantidade de matéria como, por exemplo, temperatura 
(T), pressão (p), cor e densidade que são propriedades intensivas (CÉSAR et al., 2009). 
De acordo com Oliveira et al. (2013), a densidade absoluta (d) ou massa especifica (ρ) é 
determinada através da razão entre a massa de determinado material e seu volume. Essa grandeza 
pode ser expressa em Kg/m3 (sistema internacional de unidades, SI) ou g/cm3. 
𝜌 =
𝑚
𝑉
 
No qual: 
ρ = massa específica do corpo; 
m = massa do corpo; 
V = volume do corpo. 
Segundo Oliveira et al. (2013), “a densidade absoluta é também uma propriedade específica”, 
ou seja, cada material ou substância tem um determinado valor de densidade de modo que esse 
valor pode ser usado para caracterizar e diferenciar um material ou substância de outro. 
A densidade relativa (d ou ρrelativa) de um material pode ser definida de acordo com a relação 
entre a densidade absoluta de um corpo (ρ) e a densidade absoluta de outro corpo definido como 
padrão (ρpadrão ou ρ
o). Geralmente, para realizar o cálculo da densidade relativa de sólidos e líquidos 
utiliza-se a densidade absoluta da água (1 g.cm-3) medida na temperatura de 4°C como padrão 
(OLIVEIRA et al., 2013). Sendo assim, a equação para determinar-se a densidade relativa é dada 
por: 
𝑑 𝑜𝑢 𝜌𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 =
𝜌
𝜌0
 
 
 
Devido a razão, a densidade relativa é uma grandeza adimensional. 
Consoante César et al. (2004), a densidade absoluta de um sólido pode ser determinada 
pesando-o e depois determinando seu volume. Uma das técnicas para medição de volume de 
determinado material, que pode ter a forma irregular, é através do método de deslocamento em que 
após a feito a determinação da massa da amostra adiciona-a em um instrumento volumétrico 
graduado apropriado, podendo ser uma proveta, picnômetro, bureta, previamente cheio com água 
num volume conhecido. Ao ser adicionado ao recipiente, o sólido irá deslocar o volume da água 
igual ao seu volume. Dessa forma, obteremos o valor do menisco após o deslocamento ocasionado 
pela adição do sólido amostrado e subtraindo do valor inicial previamente anotado, poderemos 
deduzir o volume do sólido, conforme equação abaixo: 
𝑉𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 = 𝑉𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 
 
Para fazer a determinação da densidade dos líquidos pode-se basear na determinação da 
densidade dos sólidos, de modo em que, faz-se inicialmente a medição da massa do liquido 
amostrado e em seguida determina-se o seu volume. No entanto, para os líquidos, a temperatura 
pode afetar de modo considerável no valor da densidade, devido a dilatação que pode ocorrer da 
amostra com o aumento da temperatura ou compressão através do resfriamento. (CÉSAR et al., 
2004). 
A densidade de líquidos tanto puros quanto soluções pode ser obtida através do método do 
picnômetro em que é determinado a massa que o liquido amostrado ocupa em um volume 
conhecido - volume do picnômetro. Os picnômetros são frascos que possuem um capilar utilizado 
para pesar determinado volume de líquido. Esse método oferece resultados de densidade bastante 
precisos, uma vez que o volume já está determinado (volume do picnômetro calibrado) e então é 
feito a pesagem da massa necessária para que determinado líquido ocupe aquele volume 
(GUIMARÃES et al., 2013). 
 
 
 
De acordo com Guimarães et al. (2013), 
“a massa volúmica depende da massa dos átomos ou moléculas individuais e do 
volume efetivo ocupado pelas mesmas, seja no sólido, no líquido ou no gás. 
Quando uma certa quantidade fixa de materia é expandida ocorre a diminuição de 
sua massa volúmica e a contração de uma quantidade de matéria fixa leva ao 
aumento da sua densidade.” 
Sabendo disso, é esperado que a temperatura influencie diretamente no valor da densidade, 
de modo que, quanto mais aumenta-se a temperatura de uma amostra, mais ela irá dilatar devido a 
maior separação dos átomos e moléculas ocasionando assim no aumento do volume desta amostra. 
Por outro lado, quanto mais resfria-se a amostra espera-se uma diminuição do volume ocupado por 
ela devido ao fato dos átomos e moléculas estarem mais unidos, há maior compressão que faz com 
que o volume da amostra diminua (Guimarães et al., 2013). 
Um outro método que pode ser utilizado para realizar a determinação de densidade de 
líquidos é através do uso dos densímetros – são aparelhos que permitem a determinação da 
densidade através do mergulho deste no líquido que está sendo trabalhado. Os densímetros 
possuem uma escala no qual é realizada uma leitura direta ao mergulhá-lo no líquido não havendo 
necessidade de cálculos, pesagens. Eles possuem um peso constante e costumam ter o formato de 
um cilindro fechado contendo na parte inferior um lastro de chumbo ou mercúrio, conforme foto 
abaixo (Guimarães et al., 2013). 
 
 
 
 
Densímetros 
Os densímetros servem para determinar a densidade ou as concentrações de soluções. Para 
realizar a determinação da concentração do álcool etílico numa solução de água é bastante utilizado 
o alcoômetro de Gay Lussac. 
O densímetro baseia-se no fenômeno da flutuabilidade, no qual, ele flutua quando encontra-
se em equilíbrio sob a ação da força da gravida e de empuxo. Segundo Sears, Zemansky, Young 
(1984) apud Oliveira et al. (2013), a massa de um corpo flutuante corresponde a massa do fluido 
que ela desloca. 
Para que a medição da densidade seja eficaz, o densímetro tem que flutuar em equilíbrio 
estável no liquido, ou seja, não pode tocar o fundo do recipiente em que está sendo colocado dentro 
(pesado demais para a quantidade de líquido contido no recipiente) e nem pode ser leve demais a 
ponto da escala do densímetro ficar alta impedindo que fica imerso no liquido para realizar a leitura. 
Então, a profundidade da posição de equilíbrio em que o densímetro ficará dependerá da densidade 
do líquido (OLIVEIRA et al., 2013). 
Determinação da densidade através do densímetro 
 
 
 
2. OBJETIVOS 
2.1 OBJETIVOS GERAIS 
• Determinar a densidade de sólidos e líquidos e a variação da densidade de líquidos em 
função da temperatura. 
 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
• Determinar e comparar a massa específica (ρ) e a densidade relativa (d) de líquidos e 
sólidos; 
• Determinar a densidade absoluta de sólidos através do método do deslocamento utilizando 
uma proveta; 
• Determinar a densidade relativa de sólidos através do método de deslocamento utilizando 
um picnômetro; 
• Determinar a densidade absoluta e relativa de líquidos por meio do método do picnômetro; 
• Verificar a influência da temperatura sobre a densidade dos líquidos; 
• Determinar a densidade de uma solução através do densímetro. 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
1ª Parte: Procedimentos para sólidos: 
I. Determinaçãoda massa específica (ρ) do estanho metálico: Para determinar a massa 
específica do estanho metálico, utiliza-se uma proveta para verificar o volume (V) de líquido 
(água) deslocado pela massa (m) de estanho, conforme imagem abaixo. 
 
 
 
 
II. Determinação da densidade (d) do estanho metálico: Para determinar a densidade (d) do 
estanho pelo método do picnômetro, procede-se da seguinte maneira: 
a. Pesa-se o picnômetro completamente cheio com água e anota-se a massa m1; 
b. pesa-se o picnômetro completamente cheio com água mais o estanho fora dele e anota-se a massa 
m2; 
c. pesa-se o picnômetro completamente cheio com água mais o estanho dentro dele e anota-se a 
massa m3. 
 
 
A densidade (d), pelo método do picnômetro é dada pela seguinte equação: 
𝑑 = 
𝑚2 − 𝑚1
𝑚2 − 𝑚3
 
No qual: m2 − m1 é massa do estanho; 
 m2 − m3 é a massa do volume de água à temperatura ambiente. 
 
2ª Parte: Procedimentos para líquidos: 
I. Determinação da massa específica (ρ) do etanol (álcool etílico): Para determinar a massa 
específica do etanol, deve-se seguir os seguintes passos: 
a. anotar o volume do picnômetro, Vp; 
b. pesar o picnômetro vazio, mp; 
c. pesar o picnômetro com o etanol, mp+e. 
 
A massa específica do etanol (ρe) pelo método do picnômetro é dada pela seguinte equação: 
𝜌𝑒
𝑚(𝑝+𝑒) + 𝑚𝑝
𝑉𝑃
 
 
 
II. Determinação da densidade (d) de um líquido (etanol ou álcool etílico): Para determinar a 
densidade de um líquido como etanol ou álcool etílico através do método do picnômetro 
procede-se da seguinte maneira 
a. pesa-se o picnômetro vazio, m1; 
b. pesa-se o picnômetro com o líquido que deseja medir a densidade (etanol), m2. 
c. pesa-se o picnômetro com água, m3; 
 
 
 
A densidade do etanol (d) pelo método do picnômetro é dada pela seguinte equação: 
𝑑𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 =
𝑚2 − 𝑚1
𝑚3 − 𝑚1
 
Comparar o valor obtido com o anterior. 
 
3ª Parte: Variação da massa específica com a temperatura: 
Procedimentos: 
I. Pesa-se 2 picnômetros vazios previamente secos com suas respectivas tampas. Anotam-se os 
pesos de cada um fazendo-se neles um sinal para identificação. Um deles deve ser cheio com água 
destilada e o outro, com um dos acetatos a temperatura ambiente. Fazem-se as pesagens e 
determinam-se as massas específicas. 
a b 
c 
 
 
II. Os picnômetros completamente cheios devem ser levados a um banho-maria termostatizado a 
40°C durante 20 minutos (a temperatura do banho deve ser conferida com um termômetro e 
anotado o valor exato). À medida que a temperatura dos líquidos, nos picnômetros, vai aumentando 
os volumes dos mesmos aumentam, devido à dilatação térmica. Após 20 min devem-se fechar os 
capilares dos picnômetros, com a ajuda de plástico ou papel alumínio, retirá-los do banho-maria 
termostatizado e leva-los a um banho de água a temperatura ambiente. Novamente observar o que 
ocorre com os volumes do líquido ao retornarem a temperatura ambiente. O aluno deve tocar os 
picnômetros com a mão para avaliar a velocidade com que os líquidos retornam a temperatura 
ambiente. 
Os volumes que as substâncias estavam ocupando a 40°C são conhecidos, pois são os volumes dos 
picnômetros, já que estavam completamente cheios. As massas das substâncias a 40°C serão 
obtidas pesando-se os picnômetros, após atingirem a temperatura ambiente, uma vez que não houve 
variação de massa das substâncias ao esfriarem; houve sim, variação de volume. 
III. Repete-se o procedimento realizado no item II, usando um banho-maria termostatizado a 50°C. 
IV. Cada grupo deverá pegar com os outros grupos os resultados obtidos com os outros dois 
acetatos. 
V. Fazer um gráfico das massas específicas versus temperatura (três pontos) para água e para os 
acetatos. 
4ª Parte: Utilização do densímetro: 
Prepare uma solução utilizando exatamente 200,0 mL de água destilada com a massa de sal que 
você irá receber. Anote o volume da solução e usando o densímetro determine a massa específica 
da solução (g/cm3). Usando esses dados, calcule a massa de cloreto de sódio usada na preparação 
da solução. 
 
 
 
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
César, J., Paoli, M.-A., & Andrade, J. C. A Determinação da Densidade de Sólidos e Líquidos. 
Chemkeys - Liberdade para aprender, 2004, 1-8. 
 
Guimarães, F. F. et al. Manual de Laboratório Físico-Química Experimental I. Goiânia, 2013. 
 
Oliveira, B. M., Filho, J. M., & Afonso, J. C. A densidade e a evolução do densímetro. Revista 
Brasileira de Ensino de Física, 2013.