UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

17

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUIMICA E ING. QUIMICAE.A.P DE INGENERIA TEXTIL Y CONFECCIONES

TEMA: Densidad de Lquidos y slidos.

PROFESOR : CURSO : Fsico-QumicaGRUPO : MartesMESA : 2

INTEGRANTES:

Limachi Caldern Rolando 14170274Ocampo Vargas Cristian 14170080Quispe Phoccohuanca Marco 14170082Jananpa Godinez Mishelle Alexandra 14170071

2015

ContenidoINTRODUCCIN3OBJETIVOS:4FUNDAMENTO TERICO:5PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:7CLCULOS Y RESULTADOS:9CONCLUSION:15DISCUSION DE REULTADOS:16BIBLIOGRAFIA:17ANEXOS18

INTRODUCCINLa densidad de una sustancia homognea es una propiedad fsica que la caracteriza y est definida como el cociente entre la masa y el volumen de la sustancia que se trate. Esta propiedad depende de la temperatura, por lo que al medir la densidad de una sustancia se debe considerar la temperatura a la cual se realiza la medicin. En el caso de sustancias no homogneas lo que obtenemos al dividir la masa y el volumen es la densidad promedio. Por otra parte, si se desea determinar con mayor precisin la densidad de una sustancia liquida es comn utilizar un picnmetro, es un instrumento sencillo cuya caracterstica principal es la de mantener un volumen fijo al colocar diferentes lquidos en su interior. Esto nos sirve para comparar las densidades de entre lquidos diferentes, basta con pesar el picnmetro con cada lquido por separado y comparando sus masas. Es usual comparar la densidad de un lquido respecto a la densidad del agua pura a una temperatura determinada, por lo que al dividir la masa de un lquido dentro del picnmetro respecto de la masa correspondiente de agua, obtendremos la densidad relativa del lquido respecto a la del agua a la temperatura de medicin. El picnmetro es muy sensible a los cambios de concentracin de sales en el agua, por lo que se usa para determinar la salinidad del agua, la densidad de lquidos biolgicos en laboratorios de anlisis clnicos, entre otras aplicaciones.

I. OBJETIVOS: Saber calcular experimentalmente la densidad tanto de lquidos como de slidos. Emplear los pasos adecuados y hallar los valores experimentales del peso (W), que va relacionado a una cierta temperatura para hallar una gravedad especfica a dicha temperatura. Obtener la densidad de una muestra slida a travs del clculo de la gravedad especfica.

II. FUNDAMENTO TERICO:La densidad o densidad absolutaes la magnitud que expresa la relacin entre lamasay elvolumende una sustancia. Su unidad en elSistema internacionales kilogramo por metrocbico(kg/m3), aunque frecuentemente tambin es expresada en g/cm3.Estas relaciones estn en funcin de la temperatura y la presin. La densidad es unamagnitud intensiva.

Siendo ,ladensidad; m, la masa; y V, el volumen de la sustancia.

La densidad relativa de una sustancia es la relacin existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades)

Donde es la densidad relativa, es la densidad de la sustancia, y es la densidad de referencia o absoluta. Para los lquidos y los slidos, la densidad de referencia habitual es la del agua lquida a la presin de 1 atm y la temperatura de 4 C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua destilada es de 1000kg / m3, es decir, 1 kg / dm3. Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presin de 1 atm y la temperatura de 0.

Medicin de la densidadLa densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtencin indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con unabalanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un lquido, entre otros mtodos. Los instrumentos ms comunes para medir la densidad son: Eldensmetro, que permite la medida directa de la densidad de un lquido. Elpicnmetro, que permite la medida precisa de la densidad de slidos, lquidos y gases (picnmetro de gas). Labalanza hidrosttica, que permite calcular densidades de slidos. Labalanza de Mohr(variante de balanza hidrosttica), que permite la medida precisa de la densidad de lquidos.Otra posibilidad para determinar las densidades de lquidos y gases es utilizar un instrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante. Cuya frecuencia de resonancia est determinada por los materiales contenidos, como la masa del diapasn es determinante para la altura del sonido.Unidades Lasunidades de medidams usadas son:En elSistema Internacional de Unidades(SI): kilogramopormetro cbico(kg/m). gramoporcentmetro cbico(g/cm). kilogramoporlitro(kg/L) okilogramopordecmetro cbico. La densidad delaguaes aproximadamente 1kg/L (1000 g/dm= 1 g/cm= 1 g/mL). gramopormililitro(g/mL), que equivale a (g/cm). Para los gases suele usarse elgramopordecmetro cbico(g/dm) ogramo por litro(g/L), con la finalidad de simplificar con la constante universal de los gases ideales:

En elSistema anglosajn de unidades: onzaporpulgada cbica(oz/in) librapor pulgada cbica (lb/in) libra porpie cbico(lb/ft) libra poryarda cbica(lb/yd) libra porgaln(lb/gal) libra porbushelamericano (lb/bu) slugpor pie cbico.

III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:Para encontrar la densidad de los lquidos y la densidad de los slidos empleamos el uso de Picnmetro.Para la primera experiencia, la cual denominaremos: Determinacin DE LA DENSIDAD DE LIQUIDOS POR EL METODO DEL PICNOMETRO, emplearemos:- Picnmetro- Termmetro- Agua destilada- Liquido orgnico Alcohol isopropilico (C3H8O)

Lo primero que se realizo fue lavar el Picnmetro y llevarlo a la estufa para en debido secado interno, para que as cualquier lquido interno no alterase y/o aumente la verdadera masa del Picnmetro a la hora de pesarlo en la balanza electrnica. Ha esta primera pesada la denominaremos W1, cuyo valor la emplearemos conforme vayamos obteniendo los de ms resultados.Seguidamente se procedi a introducir agua destilada al Picnmetro hasta llenarlo cuidadosamente al capilar. Previamente a ello en un bao de temperatura constante (que consta de una base de tecknopor con dos subdivisiones para proceder a realizar el bao de temperatura), dichas temperaturas son: 20 C, 25 C y 30 C; cada temperatura va a ser empleada para realizar el bao de temperatura al Picnmetro (agua destilada y el lquido orgnico).En un vaso de 200ml, se introduce cierta cantidad de agua y se procede a medir su temperatura, cul sera la primera T1= 20 C; como la temperatura del ambiente fue de 23 C con la ayuda de hielo se procede a disminuirlo. Realizado esto se procede a colocarlo en el bao de temperatura y colocar el picnmetro por 5 minutos vigilando que la temperatura se mantenga constante. Pasado este tiempo se retira el Picnmetro, se seca y es llevado a pesar a la balanza electrnica obtenindose as W2, a temperatura de 20 C. Seguidamente volvemos a introducir agua en el vaso de 200ml y esta vez la llevamos a la cocina elctrica ya que mi segunda temperatura es de 25 C, con ayuda del termmetro conseguimos esta temperatura, lo llevamos al bao de temperatura, introducimos el Picnmetro por 5 minutos; pasado es tiempo retiramos el Picnmetro, se seca y es llevado a la balanza y se obtiene un W2 a temperatura de 25 C. Este mismo procedimiento se realiza para obtener el W2 a temperatura de 30 C.Realizado esto se retira el agua destilada del Picnmetro y se lleva a la estufa elctrica para su secado, al estar seco se pasa a pesar en la balanza elctrica y se obtiene el W3, y ahora el lquido que se va introducir en el Picnmetro va a ser el lquido orgnico (Alcohol isopropilico); y se va a realizar el mismo procedimiento con el que se realiz previamente con el agua destilada a las mismas temperaturas: 20 C, 25 C y 30 C.Con dichos datos, tanto del Picnmetro con el agua destilada y el Picnmetro con el alcohol isopropilico; posteriormente se emplear para hallar la "Gravedad especfica (Ge).

Para la segunda experiencia, la que denominaremos: DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DE SLIDOS POR MTODO DEL PICNMETRO, emplearemos:- Picnmetro- Termmetro- Muestra slida- Agua destiladaLo primero que se realizo fue lavar el Picnmetro y llevado a la estufa elctrica para su debido secado, se realiza este proceso ya que al momento de obtener la masa del Picnmetro este no se altere por el residuo de masa de agua introducida en ella, ya seco es llevado a la balanza electrnica obtenindose su peso al que denominaremos (A) (en el experimento primero este valor es W1).Seguidamente se le introduce una pequea cantidad de muestra slida (carbonato de calcio) al Picnmetro y es llevado a pesar, obtenindose as el dato (M) que representa el peso de Picnmetro ms el carbonato de calcio.Se procede a llenar el Picnmetro con agua destilada hasta llenarlo a su capilar pero sin exceso, ya que dentro de ella esta nuestra muestra slida, acto seguido se lleva a la balanza electrnica el Picnmetro y se obtiene el dato (S), que representa el peso del Picnmetro con la muestra slida y el agua destilada.Al obtener este dato se pasa a retirar el contenido solido-liquido del Picnmetro, se procede a lavar y llenar el contenido con agua destilada, es secado el Picnmetro externamente. Finalmente es llevado para su ltima pesada en la que se obtiene el dato (P).Cabe resaltar que para esta ltima experiencia (la obtencin de densidad de un slido) se trabaj con la temperatura del ambiente que fue de: T C= 23C, por tanto no fue necesario equilibrar temperaturas ya que es nica.Con dichos datos se trabaja posteriormente para obtener la "Gravedad especifica (G) y densidad de la muestra" para SLIDOS.

IV. CLCULOS Y RESULTADOS:Resultados del primer grupo:4.1.-Tabla de datos:Tabla 4.1. -Condiciones del laboratorio:P(mmHg)T(C)%HR

7562398

Tabla 4.2.-Datos Experimentales para la densidad de lquidos:PesosTemperatura 20CTemperatura 25CTemperatura 30C

W117.4729g17.4729g17.4729g

W227.3424g27.3342g27.3321g

W3 17.2953g17.2953g17.2953g

W425.2003g25.1854g25.1604g

W1: picnmetro inicialmenteW2: picnmetro + H2OW3: picnmetro finalW4: picnmetro + C3H8O

Tabla 4.3. Densidad de H2O a diferentes temperaturas:20(C)23(C)25(C)30(C)

0.9982 g/ml0.9976 g/ml 0.9970 g/ml0.9957g/ml

Tabla 4.4. Datos experimentales par la densidad de solidos:Pesos A 23C

A17.4636g

M17.5606g

S27.7939g

P27.7542g

A: peso del picnmetro inicialmente.M: peso del picnmetro + CaCO3.S: peso del picnmetro + H2O + CaCO3.P: peso del picnmetro + H2O.

4.2.-Resultados:4.2.1.-Clculo de la densidad relativa o gravedad especfica:

*De la tabla 4.2 extraemos los datos: Para la temperatura a 20C

Para la temperatura a 25C

Para la temperatura a 30C

4.2.2.-Clculo de los valores experimentales de la densidad del alcohol isopropilico.

A 20C

A 25C

A 30C

4.2.3 Calculo del coeficiente de dilatacin:

Tabla 4.5 densidad del alcohol isopropilico a diferentes temperaturasTemperatura (C)Densidad (g/ml)

200.7995

250.7999

4.2.3.-Calculando la densidad relativa del slido:

De la tabla 4.4 extraemos los datos.

4.2.4.-Clculo de la densidad experimental del CaCO3 a 23C

De la tabla 4.3 extraemos la densidad de H2O a 23(C)

Resultados del segundo grupo:Densidad del alcohol isopropilico:Tabla 4.6.-Datos Experimentales para la densidad de lquidos:

27,808417,718017,718625,6316

27,806017,722317,718025,7174

27,797817,514317,722325,6033

De la frmula: == = 0,7845= = 0,7925== 0.8029Luego: = 0,7901

Densidad del carbonato de calcio:

M= 18,0137gA= 17,7008gS= 28,0562gP= 27,9391g

De la frmula:

V. CONCLUSION: Se obtuvieron datos tericos y experimentales de la densidad de alcohol isopropilico las cuales fueron, Vt=0.7863 g/ml y Ve= 0.7999g/ml, determinndose asi un porcentaje de error de 1.73% encontrndose dentro del rango de la densidad del lquido comparadas con los datos tericos. En el segundo grupo el Ve= 0.7901g/ml y su porcentaje de error de de un 0.48% siendo este resultado ms cercano a la densidad terica del alcohol isopropilico. Ya que se trabaj con la temperatura de ambiente en el laboratorio (T=23C), el valor terico fue de 2.71 g/ml y el valor experimental fue de 1.6887 g/ml en el primer grupo y en el segundo grupo 1.598 g/ml obtenindose as un error porcentual de -37.7% y de -41%.

VI. DISCUSION DE REULTADOS: Durante el clculo de la densidad de los slidos se cometieron muchos errores ya que los resultados estuvieron fuera del rango de los datos tericos, es por ello que nos arroja una densidad de la muestra slida errada. A comparacin de la primera parte en la obtencin de la densidad del alcohol isopropilico nos da un resultado ms preciso debido a una buena ejecucin de la experiencia.

VII. BIBLIOGRAFIA: F. J. Galvz, Fsica: curso terico-prctico de fundamentos fsicos de la ingeniera, Editorial Tebas Flores, 1998, Pgina 456 David W. Ball, Fisicoqumica, Editorial THOMSON INTERNATIONAL, 1ra Edicin, 2004, pgina 7. Kenneth Wark-Donald E. Richard, Termodinmica, Editorial Mc Graw Hill, Sexta edicin, 2001, Pgina 927 Tablas y figuras suplementarias.

VIII. ANEXOS:

8.3 Recipiente de conservacin de temperatura.8.2 Termmetro y vaso bicker8.1 Alcohol isopropilico

8.4 Agua destilada

8.5 Pipeta

8.7 Estufa Elctrica.8.6 Balanza electrnica