Lab 1 - Determinacion Experimental de La Densidad de Líquidos y Sólidos
Lab 10 Densidad
-
Upload
david-andres-quezada-espinosa -
Category
Documents
-
view
35 -
download
0
description
Transcript of Lab 10 Densidad
-
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y
AMBIENTAL
ESCUELA DE PETRLEOS
INFORME DE LABORATORIO N 9
NOMBRE: Quezada Espinosa David Andrs. FECHA: 2014_07_30
PROFESOR: Dr. Bolvar Enrquez. CURSO: Cuarto
1. Tema: Densidad de lquidos
2. Objetivos:
2.1. Objetivo General
Establecer la densidad de HCl a distintas concentraciones manteniendo
la temperatura constante.
2.2. Objetivos Especficos
Analizar la dependencia de la densidad () en funcin de la
concentracin.
Encontrar la densidad de sustancias lquidas.
3. Marco Terico
Propiedades extensivas e intensivas
Las propiedades fsicas de las sustancias pueden ser clasificadas como
propiedades extensivas e intensivas. Las propiedades extensivas dependen de la
cantidad de muestra examinada. El volumen y la masa de una muestra son
propiedades extensivas debido a que son directamente proporcionales a la cantidad
de materia.
-
Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de material examinado. El
color y el punto de fusin de una sustancia, por ejemplo, son las mismas para una
muestra pequea o para una muestra grande.
Puesto que dos sustancias no tienen propiedades fsicas y qumicas idnticas a las
mismas condiciones, es posible utilizar las propiedades para identificar y distinguir
entre sustancias diferentes.
Densidad
La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor
es especfico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de
otras.
La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de
la presin. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de
volumen:
=
= , = , =
Se acostumbra a expresar la densidad de los lquidos y slidos en g/mL o g/cm3 y
la densidad de los gases en g/L.
Densidad absoluta
Es una magnitud derivada, porque se obtiene de la combinacion de la masa y la
longitud.
[Densidad absoluta=masa/longitud al cubo].
-
Gravedad especfica
La gravedad especfica de una sustancia se define como la relacin entre la
densidad de una sustancia y la densidad del agua, medida esta ltima a 4 C. Por
ejemplo: la densidad del mercurio es 13.6 g/mL y la densidad del agua es 1.00
g/mL. La gravedad especfica del mercurio ser:
gr. esp. =
La gravedad especfica no tiene unidades, sirve para denotar cuntas veces es
ms pesada o ms densa una sustancia con respecto al agua.
=
3
3
= 1
Concentracin
En fisicoqumica, la concentracin de una disolucin es la proporcin o relacin
que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente, donde el soluto es
la sustancia que se disuelve, el disolvente la sustancia que disuelve al soluto, y la
disolucin es el resultado de la mezcla homognea de las dos anteriores. A menor
proporcin de soluto disuelto en el disolvente, menos concentrada est la disolucin,
y a mayor proporcin ms concentrada est. En el Sistema Internacional (SI) se
emplean [ 3]
Picnmetro
-
Picnmetro o botella de gravedad especfica, aparato que se utiliza para determinar
las densidades de distintas sustancias. Tambin se conoce como frasco de
densidades. Consiste en un pequeo frasco de vidrio de cuello estrecho, cerrado
con un tapn esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo
capilar con graduaciones de tal manera que un volumen puede obtenerse con gran
precisin. Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido
de densidad conocida como el agua o el mercurio.
Mtodo del picnmetro
Un picnmetro es un pequeo frasco de vidrio de volumen exacto y conocido ().
Se pesa vaco (), luego se llena completamente (incluido el capilar) con el lquido
cuya densidad se desea determinar y finalmente se pesa (). Con estos datos se
puede calcular la densidad del lquido:
=
Fundamento del picnmetro
El picnmetro consta de un envase generalmente en forma de huso achatado en su
base o cilndrico de volumen calibrado construido por lo general con vidrio o acero
inoxidable y que dispone de un tapn provisto de un finsimo capilar, de tal manera
que puede obtenerse un volumen con gran precisin. Esto permite medir la
densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el
agua (usualmente) o el mercurio.
Tipos de picnmetro
Para los lquidos poco reolgicos se utilizan picnmetros de vidrio de 10 o 25 ml.
Normalmente, para la determinacin de la densidad de algunos productos
especiales como las pinturas, se utilizan picnmetros metlicos cilndricos.
-
Para los slidos al estado de material particulado se usa un picnmetro sin tapa,
de acero inoxidable de forma cilndrica de 25 a 50 ml que se llena hasta el tope.
Para lquidos menos viscosos (
-
6. Datos experimentales
MATERIAL
MASA (g)
VOLUMEN (mL)
TEMPERATURA ()
Picnmetro 11.808 10 23
Picnmetro+ Agua
21.783 10 23
Picnmetro + cido Clorhdrico (5M)
22.277 10 23
Picnmetro + cido Clorhdrico (7M)
22.602 10 23
Picnmetro + cido Clorhdrico (5M)
22.875 10 23
7. Clculos
o Volumen del picnmetro () = 10
o Calcular la de HCl al 3M, 5M, 7M
HCl 3M
=+ +2
2
=22.277 11.808
21.783 11.808 0.997620
3
= .
HCl 5M
=+ +2
2
=22.602 11.808
21.783 11.808 0.997620
3
= .
-
HCl 7M
=+ +2
2
=22.875 11.808
21.783 11.808 0.997620
3
= .
Calcular la densidad del HCl al 4M y 6M mediante la grfica.
Grficamente:
= .
= .
Matemticamente:
1 = ( 1)
1 = ( 1)
1.047026 =1.109474 1.047026
7 3 ( 3)
1.047026 = 0.015612( 3)
= . + .
4 = 0.015612(4) + 1.000190
= .
6 = 0.015612(6) + 1.000190
= . /
-
8. Tabla de resultados
LQUIDO
DENSIDAD (/)
TEMPERATURA ()
HCl 3M . 23
HCl 4M . 23
HCl 5M . 23
HCl 6M . 23
HCl 7M . 23
9. Conclusiones.
La densidad de un fluido es directamente proporcional a la concentracin del
mismo.
Para una misma masa de HCl y de H2O, se necesitar un volumen mayor de
agua para igualar las masas, debido a la mayor densidad del HCl.
El picnmetro permite determinar la densidad de lquidos por medio de su
volumen previamente fijado.
La Fluctuacin del valor de densidad del HCl 4M y 6M obtenido de la grfica
y mediante la ecuacin de la recta, puede deberse al error de medida de los
datos previos de peso del HCl 3, 5, 7M.
10. Recomendaciones.
Que se revise el estado de los instrumentos de medicin.
Llevar a cabo cada medicin con suma precisin para evitar errores en los
clculos.
Que se maneje con cuidado el cido para evitar reacciones cutneas que
causen molestias.
11. Bibliografa.
BOLIVAR E, Gua de laboratorio Fisicoqumica. Universidad Central del
Ecuador, Facultad de Ingeniera en Geologa, Minas, Petrleos y Ambiental,
Quito Ecuador.
http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica03.
htm
-
http://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3n
http://www.ecured.cu/index.php/Picn%C3%B3metro
12. Anexos
La densidad sirve como criterio para establecer la pureza de un
lquido?
Evidentemente este es un criterio vlido para establecer la pureza debido a
que cada sustancia tiene su densidad especfica, adems este criterio es muy
utilizado en la joyera para determinar la calidad y pureza del producto.
Se afecta significativamente la densidad de un lquido con los cambios
de temperatura? Con los cambios de presin?
La temperatura y presin por lo general alteran la densidad de un lquido, en
el caso de la temperatura, el aumento de esta hace que el lquido se expanda
ligeramente lo que disminuira su densidad por la variacin de volumen,
analizando la presin, si esta aumenta la densidad tambin lo hace debido a
la compresin que sufre el lquido lo que provoca una disminucin del
volumen.
Cmo se determina la densidad de un gas? Qu factores afectan la
densidad de los gases?
La forma experimental ms sencilla es atrapando el gas en un recipiente
cerrado y registrar la presin que ejerce el gas, por ltimo emplear la ley de
los gases ideales
La densidad de un gas se puede ver afectada por cambios de temperatura
y/o presin debido a las mnimas fuerzas de atraccin de las molculas que
componen un gas, siendo muy fcil alterar su densidad.
Qu es ms denso, el agua o el aceite?
El agua es ms densa que el aceite debido a que contiene mayor cantidad
de masa por unidad de volumen.
Un bloque de magnesio cuyo volumen es de 10 mL tiene una masa de
17 gramos. Determinar la densidad del magnesio.
=
=
17
10 = 0.
17
Un cubo de corcho mide 1.5 cm de arista y tiene una masa de 1 gramo.
Cul es su densidad? Cul sera el volumen de 5.5 gramos de
corcho?
=
=
1
(1.5 )3= 0.296296
3
-
=
=
5.5
0.296296
3= 18.5625 3
Utilizando la tabla de valores calcular el volumen que ocupar una masa
de 3 gramos de dixido de carbono a temperatura ambiente y presin
atmosfrica.
=
=
=
3 244 / 0.082
293
1
= 1.638136
Se coloca en un tubo de ensayo un slido cristalino y se determina su
masa que es de 158 gramos. Se calienta el tubo durante un tiempo y se
desprende un gas que ocupa un volumen de 460 mL. Se determin
nuevamente la masa del tubo y es de 155 gramos. Cul es la masa del
gas desprendido? Cul es la densidad del gas?
= 158 155
= 3
=
=
3
460 = 0.006522
Teniendo en cuenta las tablas de densidades de slidos, lquidos y
gases, indica en qu estado es factible que se encuentren las
sustancias cuyas densidades son:
a) 0.0015 g/mL (gas)
b) 10.3 g/mL (slido)
c) 21.45 g/mL (slido)
d) 1.1 g/mL (liquido)
e) 0.0001 g/mL (gas)
-
Explica que sucede si mezclamos dos lquidos que tienen distinta
densidad.
La miscibilidad es un factor importante debido a que al mezclar 2 lquidos
inmiscibles, el ms pesado o ms denso se va a depositar debajo del otro
fluido, en cambio s son miscibles se formar un nuevo fluido con densidad
diferente e intermedia de los 2 fluidos mezclados.
Explica que sucede si mezclamos un lquido con un slido cuya
densidad es mayor. Y la densidad del solido es menor? Da ejemplos
utilizando la tabla de densidades.
En el caso del solido de mayor densidad, este se va a hundir debido a su
mayor peso, al contrario sucede con el slido de menor densidad, este va a
flotar por su menor peso.
Ejemplos:
El hielo (917 /3) se hunde en el alcohol (780 /3)
El acero (7850 /3) se hunde en aceite (920 /3)
La piedra pmez (700 /3) flota en alcohol (780 /3)
La plata (10490 /3) flota en mercurio (13580 /3)