LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA GRUPO C: DETEMINACIÓN DE DENSIDAD DE LÍQUIDOS L ÍQUIDOS
Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Química e Ing. Química E.A.P Microbiología y Parasitología
Departamento de Fisicoquímica
DETERMINACIÓN DE DENSIDAD DE LÍQUIDOS Laboratorio Práctica N°2 Profesor: Dr. Aldo J. Guzmán Duxtan
Grupo
Espettia Rodríguez María Fernanda
15100005
Reaño Quispe Kimberly
15100048
Ventura Rodriguez Josue Enrique
14100143
21 de setiembre de 2015
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TABLA DE CONTENIDOS
I. RESUMEN ........................................................................ 3 II. INTRODUCCIÓN ............................................................. 5 III. PRINCIPIOS TEÓRICOS ................................................. 6 VI. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS .................. 15 VI. CONCLUSIONES ........................................................ 15 VIII. RECOMENDACIONES ................................................ 16 IX. BIBLIOGRAFÍA ............................................................. 17 X.
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APÉNDICE .................................................................. 18
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I. RESUMEN
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OBJETIVOS:
Determinación experimental de la densidad de líquidos. Aplicar el Método del Picnómetro para medir o determinar la densidad
DEFINICIONES FUNDAMENTALES
Densidad absoluta Mide la masa por unidad de volumen
Peso específico o peso específico absoluto La relación entre el peso de una sustancia y el peso de un volumen equivalente de agua a 4 °C.
Densidad relativa o Gravedad específica Compara la densidad de una sustancia con la del agua. Dicha densidad fue aplicada en nuestra experiencia por medio en el Método del Picnómetro.
APARATOS Y REACTIVOS
Aparatos: Picnómetro, baño de temperatura constante, vasos de 100 ml, bagueta, Termómetro. Reactivos: Líquidos orgánicos, agua destilada.
RESULTADOS PRINCIPALES ρ20 ácido propílico = 0,9997 g/cm3
ρ20 agua destilada = 0,7853 g/cm3
ρ30 ácido propílico = 0,9917 g/cm3
ρ30 agua destilada = 0,7750 g/cm3
VALOR TEÓRICO VS % ERROR ρ20 teórico ácido propílico
= 0,9932 g/cm3
Error (%) = Ρ30teórico ácido propílico = 0,9915 g/cm3
Error (%) = UNMSM
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ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Con el uso del picnómetro, obtenemos resultados experimentales que son muy próximos a los Cancel Download And Print datos teóricos lo cual indica que el proceso experimental se realizó con sumo cuidado y la mayor exactitud. Los porcentajes de error son bajos, lo cual indica que no se tuvo el cuidado necesario, no se usó las temperaturas adecuadas o mal uso de los instrumentos en el laboratorio. PRINCIPALES CONCLUSIONES Al someter al ácido propílico a cierta temperatura ocasiona que esta pierda parte de su masa, lo cual indica una disminución en su densidad. Por lo tanto podemos decir que a mayor temperatura a la que se exponga un líquido, menor será su densidad. RECOMENDACIONES En el momento de pesar el picnómetro, vacío o lleno de algún líquido, debe hacerse con bastante cuidado, pues debido a la alta sensibilidad de la balanza, se pueden calcular pesos erróneos. Cada uso que le demos al picnómetro debe ser lavado correctamente, en este caso lo que hicimos fue agitarlo con etanol y posteriormente a la estufa para que no existan cálculos con porcentajes de error regulares o altos.
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II. INTRODUCCIÓN Bien es sabido que el mundo o más aun el Universo están constituidos por materia cuyas propiedades principales son la masa y el volumen que ocupan. La densidad, es la masa de un cuerpo por unidad de volumen. Para medir esta densidad, específicamente la de un líquidos; se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad, sin embargo, para nuestra experiencia recurrimos a la aplicación del Método del Picnómetro, en el cual, únicamente utilizamos los valores de los pesos obtenidos por una balanza y la formula de la gravedad especifica o densidad relativa. En el proceso de realización de los cálculos correspondientes a nuestra experiencia, pudimos contrastar resultados teóricos y experimentales, dichas diferencias resultaron ser regulares puesto que los porcentajes de error no fueron los esperados.
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III. PRINCIPIOS TEÓRICOS Cancel
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DETERMINACIÓN DE DENSIDAD DE LÍQUIDOS a) Densidad absoluta La densidad es una medida utilizada por la física y la química para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. La ciencia establece dos tipos de densidades. La densidad absoluta o real que mide la masa por unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad. Se calcula con la siguiente fórmula:
= b) Peso específico o peso específico absoluto Se denomina peso específico de un mineral al cociente entre su peso y el peso de un volumen equivalente de agua a 4ºC (condiciones de máxima densidad del agua), siendo un valor adimensional. c) Densidad relativa o gravedad específica Por otro lado, también existe la densidad relativa o gravedad específica que compara la densidad de una sustancia con la del agua; está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4ºC. Se calcula con la siguiente fórmula: Densidad relativa = densidad de la sustancia / densidad del agua.
= Método del picnómetro Picnómetro Aparato que se utiliza para determinar las densidades de distintas sustancias. También se conoce como frasco de densidades. Consiste en un pequeño frasco de vidrio de cuello estrecho, cerrado con un tapón esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo capilar con graduaciones. UNMSM
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Para llenar el picnómetro se quita el tapón esmerilado, que está hueco o perforado, se añade la muestra con una probeta pequeña y se tapa. El líquido subirá por el interior del Cancel And Print tapón hasta el capilar. Puede ocurrirDownload que incluso rebose, en cuyo caso se secaría cuidadosamente por fuera procurando que el líquido llene totalmente el tapón o que el exceso se pueda medir con el capilar. Así se determina el volumen de líquido contenido en el recipiente. Algunos picnómetros, menos precisos, no tienen tapón, sino un cuello largo aforado; en este caso, el picnómetro se llenaría hasta el enrase marcado en el cuello y de esta forma se conocería el volumen del líquido.
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Un picnómetro es un recipiente calibrado, con el que se puede pesar un volumen de líquido con mucha precisión. Por comparación entre la masa del picnómetro lleno de agua destilada -de la que se conoce con gran precisión su densidad a la temperatura de la experiencia- y la masa del picnómetro lleno con un líquido muestra se puede calcular la densidad de éste último. Para el caso de la densidad de un sólido -cuyo tamaño ha de ser adecuado a las dimensiones del picnómetro- pesando el picnómetro con el sólido y rellenando con agua destilada podemos obtener el volumen del sólido si además hemos calculado el volumen del picnómetro. Por otra parte, una vez obtenida la masa del sólido podemos calcular su densidad.
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El método es general para el caso de pares sólido/líquido que no reaccionen entre sí. Cancel
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= -
Ecuación para halla r la gravedad específica
− = − -
Ecuación para hallar la densidad experimental
= × − = −
=
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×
1 − −
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IV.
DETALLES EXPERIMENTALES Cancel
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A) MATERIALES
Picnómetro Vaso de precipitados de 100 ml Termómetro Baño de temperatura constante Placa Petri Papel Estufa Cocinilla Balanza
B) REACTIVOS
Agua destilada Alcohol isopropílico
C) APLICACIÓN DE EQUIPOS
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Picnómetro: ya que su volumen es conocido, lo empleamos para obtener la densidad desconocida de ciertas sustancias. Vaso de precipitados de 100 ml: se usó principalmente para calentar el agua en la cocinilla Termómetro: sirvió para medir las diferentes temperaturas. Baño de temperatura constante: se usó para que las sustancias empleadas adquiera una temperatura específica. Placa Petri: sirvió como soporte para el picnómetro Papel: se usó para secar el picnómetro Estufa: se llevó el picnómetro a la estufa para que este sea secado en su totalidad. Cocinilla: sirvió para calentar el agua Balanza: se empleó para medir las diferentes masas.
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D) PROCEDIMIENTO
Cancel Download And PrintPOR EL MÉTODO DEL 1) DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LOS LÍQUIDOS PICNÓMETRO
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Primero se lavó el picnómetro con detergente, y se enjuagó muchas veces. El último enjuague fue con agua destilada. Después se secó con papel y se metió en la estufa durante 10 min aprox. Después se dejó en la cámara de enfriamiento.
-
Se acondicionó el picnómetro y se pesó
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Luego llenamos el picnómetro con agua destilada y se sometió a un baño de temperatura constante de 20 0C. Después se pesó nuevamente. Cancel
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Nuevamente se secó y se metió el picnómetro a la estufa, se dejó enfriar. Se acondicionó y se pesó. Se llenó el picnómetro de agua destilada y se dejó en baño de temperatura constante a 30 0C y se pesó. Repetimos el mismo procedimiento empleando esta vez alcohol isopropílico. De igual modo dejamos que adquiriera temperaturas de 20 y 30 0C.
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V.
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TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS CancelEXPERIMENTALES Download And Print
5.1 TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES Para el picnómetro
Masa 18.9987 18.9968
TEMPERATURA 200C 300C 200C 300C
Temperatura 20 0C 30 0C
LÍQUIDO AGUA AGUA ALCOHOL ISOPROPÍLICO ALCOHOL ISOPROPÍLICO
MASA 45.6915 45.6107 40.0015 39.7152
5.2TABLA DE DATOS TEÓRICOS TEMPERATURA 200C 300C 200C 300C
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LÍQUIDO AGUA AGUA ALCOHOL ISOPROPÍLICO ALCOHOL ISOPROPÍLICO
DENSIDAD 0,9983 g/cm3 0,9957 g/cm3 0,9932 g/cm3 0,9915 g/cm3
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5.3CÁLCULOS
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1) DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LOS LÍQUIDOS POR EL MÉTODO DEL PICNÓMETRO a) Calcule la gravedad específica usando los datos obtenidos de la muestra.
b)
A 20 0C
− = −
= 40.0015−18.9987 45.6915−18.9987 = 0.7868
− = −
= 39.7152−18.9968 45.6107−18.9968 = 0,7784
A 30 0C
Determinación de la
densidad del agua destilada
= × − = −
×
A 20 0C
= 40.0015−18.9987 45.6915−18.9987 ×0,9982 °
= 0.7853
A 30 0C
= 39.7152−18.9968 45.6107−18.9968 ×0.9957 °
= 0.7750 UNMSM
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A 20 0C
− ( ) × = .−.× = .% %= .
A 30 0C
− ( ) × = .−.× = .% %= .
5.4TABLAS DE RESULTADOS Y % ERROR
Ρ20 alcohol isopropílico
0.7853 g/cm3 0.7750 g/cm3
Ρ30 alcohol isopropílico
20 0C ALCOHOL ISOPROPÍLICO
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30 0C
.% .%
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VI. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Se puede percatar que la densidad de la sustancia (agua y acetato de etilo) disminuye cuando la temperatura va aumentando. El método del picnómetro es un método muy exacto, además con ayuda de una balanza analítica los valores de los pesos son más exactos y se puede determinar la densidad muy próxima a la teórica para así poder hallar las viscosidades a diferentes temperaturas. El porcentaje de error nos muestra un acierto muy bueno en las mediciones, así del resultado obtenido de 0,46% de error, lo cual nos indica que los materiales utilizados nos han proporcionado una medida muy exacta y por ello se aproxima mucho al valor teórico.
VI. CONCLUSIONES
A mayor temperatura el valor de la densidad disminuye. El método del picnómetro resulta ser más exacto para la determinación de la densidad de los líquidos. Los líquidos con viscosidades bajas fluyen fácilmente y cuando la viscosidad es elevada el líquido no fluye con mucha facilidad. La viscosidad y la densidad de las soluciones que se estudian van a depender de las concentraciones que tengan dichas soluciones. La gravedad específica es un valor referencial y sirve para comparar cuantas veces una sustancia es más densa que el agua. El cálculo de la densidad de un líquido con el picnómetro es debido a que este instrumento tiene un volumen contante.
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VIII. RECOMENDACIONES
Tratar de mantener la temperatura constante cuando se trabaja con el picnómetro, para la determinación de las densidades de las diversas soluciones que se van a estudiar. Se deben tomar los tiempos de manera exacta cuando el líquido que se estudia pasa de un punto A a un punto B en el picnómetro. Los materiales que se utilizan para las diversas mediciones se deben lavar y secar por completo en la estufa. El picnómetro debe de ser llenado completamente hasta el capilar; luego del baño se debe de secar por completo el picnómetro antes de ser pesado. El volumen que se utiliza de agua debe ser el mismo para las soluciones de etanol que se han utilizado. Sujetar el picnómetro de la boca del envase y no del tubo capilar ya que el capilar es un parte movible. Al momento de encender la balanza analítica se debe esperar a que pase por el proceso de auto calibración. Es importante cerrar la ventana de la balanza analítica para que no entre ninguna sustancia externa como polvo. Al empezar a realizar las mediciones con la balanza analítica se pueden presentar lecturas de “0,0002g” ó “0,0001g” cuando no existe ninguna sustancia en el platillo de mediciones. Ante esto se debe presionar el botón “Tare” para tarar el peso de la balanza y que la lectura vuelva a indicar “0,0000g”.
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IX. BIBLIOGRAFÍA
MOTT, Robert. MECÁNICA DE FLUIDOS. Editorial Addison- Wesley Iberoamericana
MICKEL y GROTCH. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA. Editorial Harla.
FRITZ ULLMANN. ENCICLOPEDIA DE QUÍMICA INDUSTRIAL.
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X.
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APÉNDICE
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CUESTIONARIO 1. Explique el fundamento teórico del método del picnómetro. El Picnómetro es un instrumento de medición cuyo volumen es conocido y permite conocer la densidad o peso específico de cualquier fluido ya sea líquido o sólido mediante gravimetría a una determinada temperatura. En su estructura presenta un finísimo capilar el cual va a permitir tener un valor más exacto del volumen que se especifica en el mismo. Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua 2. Explique el efecto de la temperatura sobre la densidad de líquidos y sólidos. La densidad es una propiedad física de las sustancias que compara la relación entre el volumen y la masa. La densidad es afectada por la temperatura porque a medida que la temperatura incrementa también lo hace la energía cinética de las partículas. Cuanta más sustancia tiene la energía cinética, más caliente será y más rápidamente se moverán las partículas, lo que reduce la densidad en la sustancia. Cuando la temperatura sube, el aire se vuelve menos denso y sube, lo que es conocido como sistema de presión baja. Cuando la temperatura cae, el aire se vuelve más denso y es conocido como sistema de alta presión. Cuando la temperatura se incrementa, los objetos se expanden y se vuelven más grandes, por lo tanto la densidad decrece. Cuando la temperatura decrece, los objetos se condensan y se vuelven más pequeños, entonces la densidad incrementa.
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