Experiencia N 2 Relaciones Entre Masa Y volumen

Presentado A: Juan de Dios

Presentado Por: Cristian Saavedra, Gabriel Sandoval, Hernando Muos, Jess Mizger Carlos Tapia, Luis Colmenares, Hugo Cerra

Informe de laboratorio

Universidad del Atlntico Facultad de Ingeniera Programa de Ingeniera Qumica Barranquilla (Atlntico) Septiembre de 2011

RELACIONES ENTRE MASA Y VOLUMEN.

Para calcular matemticamente la densidad de un objeto es necesario conocer la masa y el volumen que ocupa en un determinado espacio, el siguiente trabajo fue llevado a cabo, con la finalidad de conocer el uso y manejo de la balanza, adems, trabajar con los instrumentos utilizados para hallar volumen; como son: probeta de 100mL, vasos de precipitado de 100 y 50ml. En lo concerniente a la balanza, la forma de equilibrarla, usarla y la manera en que se debe proceder al momento de utilizar las pesas. Del trabajo realizado con la probeta podemos decir que nos sirve para medir volmenes de cuerpos tales como: rocas, esferas, y objetos sin una forma determinada, estas tambin pueden ser de distinta capacidad, como 50, 100 y 150ml. Los vasos de precipitado, tienen una funcin similar a la probeta, con la diferencia que en el se pueden introducir slidos de un mayor tamao, pero su principal funcin es calentar para preparar sustancias, se les encuentra de varias capacidades, desde 1 ml hasta de varios litros.

Objetivos: Objetivo General: Conocer e identificar el manejo de la balanza, y familiarizarse con trabajos para hallar densidad obteniendo el volumen y la masa de un objeto. Objetivos especficos: Aprender a equilibrar la balanza y ubicar sus pesas de manera correcta. Aprender a hallar masa y volumen de muestras. Utilizar de manera correcta la probeta y el baso de precipitado.

Justificacin:Al intervenir, en el uso de la balanza y la probeta, para hallar la masa y el volumen de las muestras, se amplia el conocimiento concerniente al desarrollo del procedimiento a seguir, siempre que se requieran estas propiedades, en cualquier investigacin, o proceso de experimentacin.

Para mejorar nuestro desempeo, en el rea de experimentacin en el laboratorio, y conocer el adecuado uso de los materiales que all podemos encontrar, y en que momento nos pueden servir en dicha investigacin.

Al centrarnos en el aspecto investigativo practico, sabemos de que manera podemos utilizar, cada uno de los materiales, a la hora de resolver y obtener informacin respecto a ciertos interrogantes que fueron los que conllevaron a la experimentacin la cual, como es de esperar no solo resolver estos, si no que nos ayudara a obtener destrezas a la hora de manejar ciertos instrumentos.

Mtodo:El uso adecuado de la balanza nos garantizara el mejor resultado posible en la experimentacin, a la hora de hallar masa, con respecto a la probeta todo depende de la capacidad que se tenga para utilizar de manera correcta.

Balanza Se verifica que la balanza este equilibrada. Y si no esta equilibrada encargarse de que quede lo mas equilibrada posible. Se colocan las muestras sobre ella y luego se utilizan las pesas para hallar la masa. Repetir este procedimiento tres veces para obtener el promedio de la masa.

Probeta

Se toma una probeta de 100mL, se le agregan 50mL de agua destilada (V1) Se verifica que la medida de agua sea exacta, y si no lo es se elimina o se le agrega la cantidad necesaria. Se introduce la muestra y se apunta el volumen que marque la probeta (V2) Luego se saca el residuo del volumen, restndole al volumen de la probeta con la muestra el volumen inicial, as obtenemos el volumen de la muestra (V3) este procedimiento se hace tres veces para hallar el volumen promedio.

Baso de Precipitado: Despus de haber equilibrado la balanza se halla la masa del baso (M1) Luego se le agrega la muestra al vaso y se halla la masa a este tambin (M2) Se obtiene la diferencia de masas, y se obtiene la masa de la muestra (M3) este procedimiento se hace tambin tres veces para hallar el promedio de la masa. Habiendo obtenido ya estos datos que se han apuntado posterior mente en una tabla de datos, y se aplica la formula para hallar Densidad: D= m/v. y se divide la masa promedio en el volumen promedio y se obtiene la densidad de la muestra.

Papel milimetrado: En el papel milimetrado se realizo un grafico con el promedio de de la masa en gramos sobre la ordenada y el promedio del volumen sobre la abscisa. Se Calcula la pendiente de la curva, esta es una proporcionalidad constante o la densidad de la sustancia. Con la formula m= y2-y1/x2-x1 sugerir la identidad de la muestra dada.

Procedimiento:Primero antes de empezar a tomar nota de la masa de la canica y de la roca, equilibramos la balanza de tal modo que lo que marcara fuese lo mas preciso posible, luego de esto en un baso de precipitado sobre la balanza tomamos un valor inicial o M1 despus se introdujo la canica dentro del baso y se apunto un segundo valor, M2 se realizo la diferencia de masas y se obtuvo la masa final M3, se realizo de esta manera ya que al ser esfrica la cacica no resultaba fcil de pesar sin el baso, este procedimiento se repiti otras dos veces para obtener una masa promedio.

Para obtener el volumen, primero se tomo una probeta, de 100mL y se le agregaron 50ml de agua destilada la cual es el primer valor a considerar V 1 a continuacin se introdujo la canica dentro de ella y se tomo el siguiente valor como: V2 se realizo la diferencia de volumen y se obtuvo el volumen de la canica V3, esto se realizo igualmente tres veces para obtener un volumen promedio.

Todos los datos obtenidos se apuntaron en una tabla de datos para luego determinar mediante esta informacin la densidad de la muestra Con la siguiente formula: D= m/v

TABLA DE DATOS MUESTRA 1

EXPERIENCIA: densidad de la canica ALUMNOS: Cristian Saavedra Sandoval Gabriel Muoz Hernando Mizguer Jess Tapia Carlos Colmenares Luis Cerra Hugo DATOS DE MASAS:

FECHA: 30 de Agosto 2011

DETERMINACIN Masa (g) MUESTRA 1 Baso de precipitados Baso + canica Diferencia de masas 31g 36.7g 5.7g 2 30.5g 35.5g 5g 3 31.1g 36g 4.9g Promedio 30.89g 36.1g 5.5g

MEDIDA DE VOLUMENES: DETERMINACIN Volumen (ml) MUESTRA 1. 1 Agua + muestra Agua Muestra 52ml 50ml 2ml 2 52.5ml 50ml 2.5ml 3 52ml 50ml 2ml Promedio 52.1ml 50ml 2.16ml

Del promedio determinado por los dos grupos, 3y4, la densidad fue la sig. m/v=4.9g/2.5mL= 1.96g/mL

Con la piedra china el procedimiento fue prcticamente igual, solo que para obtener la masa no hubo necesidad de utilizar el baso de precipitados, ya que esta se mantena estable sobre el platillo de la balanza por si sola. TABLA DE DATOS MUESTRA 2

EXPERIENCIA: densidad de la piedra china FECHA: 30 de Agosto 2011 ALUMNOS: Cristian Saavedra Sandoval Gabriel Muoz Hernando Mizguer Jess Tapia Carlos Colmenares Luis Cerra Hugo DATOS DE MASAS: DETERMINACIN Masa (g) MUESTRA 1 1 14.6g 2 14.1g 3 14.3g Promedio 14.3g

MEDIDA DE VOLUMENES: DETERMINACIN Volumen (ml) MUESTRA 1. 1 Agua + muestra Agua Muestra 55ml 50ml 5ml 2 54ml 50ml 4.5ml 3 55ml 50ml 4.8ml Promedio 54.6ml 50ml 4.66ml

Del promedio determinado por los dos grupos se obtuvo que la densidad fue: m/v= 13.9g/5.13mL= 2.7g/mL

Grupo #1. Procedimiento H2O 1 equilibrar la balanza 2 pesamos la probeta de 100ml, vaca, y el resultado fue m 1= 131,5 g 3 luego pesamos la probeta con 50ml de H2O y obtuvimos m2= 180,5 g Diferencias de masas m2 - m1 = m3 = 180,5 g - 131,5g = 48,5 g D = m/v = 48,55g / 50mL = 0,971g/mL Etanol 1 se peso la probeta vaca m1 = 131,5g, luego con el etanol (50ml) m2= 171g Diferencias de masas m2 m1 = m3 = 171g 131,5g = 39,5g D = m/v = 39,5g/ 50mL = 0,79g/mL

Datos de masas 1 Probeta m1 1 131,5g 180,05g 2 130,8g 180g 3 131,2g 180,1g Promedio 131,5g 180,05g

Probeta m2 2 +H2O Probeta CH3CH2OH + 3

171g

170,08g

170,02g

171g

Medidas de volmenes 1 Agua muestra Agua Muestra + 50mL 2 50mL 3 50mL Promedio 50mL

Grupo #2 Procedimiento * Pesamos el corcho 3 veces, luego lo introducimos en la probeta con 50mL de agua y hallamos su volumen. * Con la caja de fosforo la pesamos y medimos sus longitudes (largo, ancho y alto) y as hallamos el volumen de este. Masa 1 Corcho Caja fosforo Volumen 1 Agua muestra Agua Muestra + 57mL 2 56mL 3 57mL Promedio 56,6mL 4,1g de 2,72g 2 4,05g 2,7g 3 4,02g 2,61g Promedio 4,06g 2,6g

Grupo #5 y #6 Masa 1 Lamina hierro Dado 4,6g 4,6g 4,6g 4,6g de 50,8g 2 50,9g 3 50,8g Promedio 50,8g

Volumen 1 Lamina hierro Dado 5,776cm3 5,776cm3 5,776cm3 5,776cm3 de 3,375cm3 2 3,375cm3 3 3,375cm3 Promedio 3,375cm3

Pendiente de la piedra china

Pendiente de la canica

Resultados:Grupo 1: Densidad H2O: Densidad Etanol: 0.971 g/mL 0.79 g/mL

Grupo 2: Densidad de la tapa: Densidad Caja de Fsforos: m/v = 4.06g/7mL = 0.58 g/mL m/v= 2.96g/19.8cm3=0.13g/cm3

Grupo 3 y 4: Densidad de la Piedra: Densidad Bolita: m/v= 13.9g/5.13mL= 2.7g/mL m/v=4.9g/2.5mL= 1.96g/mL

Grupo 5 y 6: Densidad del dado: Densidad Lmina: m/v=4.6g/3.37cm3=1.363g/cm3 m/v=50.05g/6.4cm3=7.8g/cm3

Conclusiones: La balanza es un instrumento que nos ayuda a obtener el valor de la masa de una muestra. La probeta nos permite calcular el volumen de un solido sin forma determinada El vaso de precipitada nos ayuda a la hora de pesar objetos esfricos.

La utilizacin correcta de cada uno de los instrumentos o herramientas que nos facilita el laboratorio, nos permite determinar, ciertos valores, o cualidades fsicas de la materia, como son la masa y el volumen, y con estas podemos determinar otras caractersticas de la misma como la densidad. No se puede determinar estas caractersticas de todas las muestras de la misma forma, ya que en la mayora de los casos tienen diferente forma, tamao, incluso composicin y estado, bien sea liquido solido o gaseoso, por esta razn no es igual determinar la densidad del agua, que la densidad de una roca.

Recomendaciones: Calibrar bien la balanza para obtener las cantidades de manera mas precisa Verificar el volumen sealado por el lquido dentro de la probeta. No golpear la balanza ya que se desequilibra. Tener cuidado al introducir los slidos dentro de la probeta para evitar romperla Tener el mayor cuidado posible al momento de utilizar la probeta y los vasos de precipitado, debido del cual estn elaborados.

Preguntas:

Dos muestras metlicas una de las cuales fue conocido para ser plomo denibelizado. La primera muestra tiene una masa de 7.60 g y desplaz 0.90 ml de agua. La segunda muestra tiene una masa de 8.40 g y desplaza un volumen de 0.74 ml de agua. Cul de las muestras tiene plomo?

Una muestra de forma esfrica de masilla insoluble en agua pes 10.51 g y cuando se coloc en agua desplaz 8.50 ml. Cul es la densidad de la masilla?

La masilla fue alargada por balanceo a una forma diferente a la esfera original. Cuntos ml de agua sern desplazados colocando la masilla alargada en el agua?

Cul sera la masa de un cubo de plomo de 1.0 cm de arista? La densidad del oro es 19.3 g/ml Cul sera la masa de un cubo de oro de 1.0 cm de arista? Qu volumen de agua desplazara? Por qu no se deben pesar sustancias directamente sobre el platillo de la balanza? Cuando se pesan objetos calientes sobre el platillo de la balanza se obtiene una masa algo inferior a la que posee el objeto fro. Lo anterior ocurre debido a las corrientes de conveccin. Qu se entiende por corrientes de conveccin?

En qu consiste el error de paralaje?

Los lquidos contenidos en recipientes de estrecha capilaridad muestran en su parte inferior un menisco Cul es la razn por la que el menisco del mercurio sea contrario al resto de otros lquidos? Explique.

Elabore una lista de material de vidrio: a) volumtrico: graduado y aforado. b) no volumtrico: refractario y no refractario. Elabore una lista de material de porcelana: refractaria y no refractaria. Elabore una lista de materiales metlicos.

Solucin:1. Cul de las muestras tiene plomo?

d=m/v

d1= 7.6g/0.9 mL =8.44 g/mL

d2= 8.4g/0.74mL = 11.35 g/mL

la segunda muestra tiene mayor densidad luego es posible que ese contiene Pb 2. Cul es la densidad de la masilla?

m= 10.51g v= 8.50mL d=? D=m/v

D=10.51g/8.50mL= 1.23g/mL D= 1.23g/mL

3. Cuntos ml de agua sern desplazados colocando la masillaalargada en el agua? El volumen marcado por la masilla dentro del agua ser el mimo 8.50mL, pues lo nico que cambio fue su forma, no su masa, ni su peso

4. Cul sera la masa de un cubo de plomo de 1.0 cm de arista?

1cm

D=1 1,35g/cm3

V=1cm . 1cm . 1cm = 1cm3 M=? D=M/V M=V . D =1cm3 . 11,35g/cm3 M=11,35g

5. Cul sera la masa de un cubo de oro de 1.0 cm de arista? Qu volumen de agua desplazara?

D= 19.3 g/ml A= 1,0 cm V= (a)3 V= 1cm3 = 1 ml M= D x V= 19.3g/ml x 1ml = 19.3g 1cm

6. Por qu no se deben pesar sustancias directamente sobre el platillo de la balanza?

Para que el resultado no sea alterado por una cantidad residual de lo que has pesado antes y adems para que tus residuos no puedan reaccionar con otros elementos a pesar o incluso contaminarlos.

Al pesar sustancias dispersas como sal, azcar, arena, etc. Habr una diferencia en el resultado, lo que se debe hacer es concentrar la muestra en un punto y as se tendr un resultado ms exacto.

7. Qu se entiende por corrientes de conveccin?

Las corrientes de conveccin son una forma de transferencia de calor, est en particular, se caracteriza porque se produce por intercambio de un fluido que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas.

La conveccin se produce nicamente por medio de fluidos, estos, al calentarse, aumentan su volumen (para los gases) y su densidad disminuye y asciende desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que esta a menor temperatura.

La conveccin es una de las tres formas de transferencia de calor y se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La conveccin se produce nicamente por medio de materiales fluidos. Estos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, su densidad disminuye y ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que est a menor temperatura. Lo que se llama conveccin en s, es el transporte de calor por medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.

La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la mezcla de elementos

macroscpicos de porciones calientes y fras de un gas o un lquido. Se incluye tambin el de energa entre intercambio una

superficie slida y un fluido o por medio de una bomba,

un ventilador u otro dispositivo mecnico (conveccin

mecnica, forzada o asistida). En la transferencia de calor libre o natural un fluido es ms caliente o ms fro y en contacto con una superficie slida, causa una circulacin debido a las diferencias de densidades que resultan del gradiente de temperaturas en el fluido. La transferencia de calor por conveccin se expresa con la Ley del Enfriamiento de Newton:

Donde h es el coeficiente de conveccin ( coeficiente de pelcula), As es el rea del cuerpo en contacto con el fluido, Ts es la temperatura en la superficie del cuerpo y Tinf es la temperatura del fluido lejos del cuerpo.

8. En qu consiste el error de paralaje?

Desplazamiento aparente de un objeto debido a un cambio de punto de vista. El error de paralaje se nota slo en las tomas cercanas, y el resultado de la discrepancia que hay entre la imagen del objetivo y la imagen del visor en las cmaras que lo tienen separado del objetivo. Se denomina paralaje a la desviacin angular de la posicin aparente de un objeto, dependiendo del punto de vista elegido. Como se muestra en el esquema, la posicin del objeto observado, en O, vara con la posicin del punto de vista, en A o en B, al proyectar O contra un fondo suficientemente distante. Desde A el objeto observado parece estar a la derecha de la estrella lejana, mientras que desde B se ve a la izquierda de aqulla. El ngulo AOB es el ngulo de paralaje: ngulo que abarca el segmento AB desde O. Este error es muy comn en las cmaras compactas, las cuales poseen un visor que observa de manera directa la escena para ser tomada. El error parte desde que usando este tipo de cmaras "uno no ve lo que toma" a diferencia de la cmara reflex de 35 mm. Este error es mayor a menores distancias, es decir que si observando por el visor de la cmara uno se acerca al sujeto el error es magnificado, produciendo un corte en la imagen. Esto error se da por ejemplo en las cmaras compactas de formato 110, en las cmaras de dos objetivos de 6 x 6 y nuestras fieles compactas.

9. Cul es la razn por la que el menisco del mercurio sea contrario al resto de otros lquidos? El menisco es la curvatura que se observa en la parte superior de los lquidos como respuesta a la superficie del recipiente que los contiene. En la mayora de los lquidos polares como el agua, el menisco que forman es cncavo atrados (hacia por abajo) pues son la superficie del

recipiente (como por ejemplo una bureta). En el caso del mercurio, el menisco que forma es convexo (hacia arriba) y esto se debe a que sus molculas son repelidas por la mayora de las superficies. Si deseamos realizar la lectura del volumen de ambos lquidos, se considera la parte inferior del menisco en el caso del agua, y la parte superior del mismo en el caso del mercurio.

Volumtricos graduados: los materiales volumtricos graduados son los que tienen plasmada una escala para a medicin del volumen, estas son: Pipetas graduadas. Buretas. Probetas.

Volumtricos aforados: posee uno o ms aforos, los cuales son marcas graduadas con precisin sobre el vidrio para indicar que ese es el volumen indicado, estos son: Baln o matraz aforado. Pipeta aforada. Pignmetro.

Material de vidrio no volumtrico: el material de vidrio no volumtrico, no tiene ninguna marca, o escalan que permitan medir el volumen, estas se clasifican en material refractario y no refractario. Material refractivo: el material de vidrio refractivo es aquel que se puede calentar a altas temperaturas, estos son:

Tubo de ensayo. Baln de destilacin. Erlenmeyers. Beakers. Condensadores. Rotavapores. Thiel. Tubos capilares. Kitasato.

Material no refractivo: es aquel que no se puede calentar porque se rompe al aumentar bruscamente su temperatura, estos son: Cubetas. Desecador Probeta de decantacin. Capsula de petri. Vidrio de reloj. Cristalizador. Frasco gotero. Porta objetos.

1. Material de porcelana:

Refractivo: Capsulas. Crisol

No refractivo: Morteros. Embudo buchner. Esptula.

2. Materiales metlicos: la mayora de estos materiales se utilizan para la sujecin de otros materiales, estos son: Agarradera. Aro. Doble nuez. Esptula. Gradilla. Cuchara de combustin. Balanza de platillos. Mechero bunsen. Mechero mecker Pinzas. Pie universal. Pinza de mohr. Pinza metlica. Saca bocados. Tela metlica. Rejilla de tamiz. Trpode. Rejilla.

Bibliografa: http://www.afora.com/afora/index.htm http://es.wikipedia.org http://www.unioviedo.es http://www.blamis.com.co/