FUNDAMENTOS TEORICOS Propiedades de las sustancias Existen una serie de características que sirven para distinguir una sustancia de las demás. Al conjunto de ellas se les llama propiedades de las sustancias. Sus valores suelen ser específicos. Así, por ejemplo la densidad es una propiedad general de todas las sustancias, sin embargo, su valor es característico para cada sustancia a una temperatura y presión dada. Las propiedades pueden ser EXTENSIVAS o INTENSIVAS y ambas pueden ser FÍSICAS o QUÍMICAS. Las propiedades extensivas son aquellas cuyo valor numérico depende de la cantidad de sustancia, por ejemplo: la masa, el volumen, el peso, calor de liberado en una combustión, etc. Las propiedades intensivas son aquellas cuyo valor numérico es independiente de la cantidad de sustancia, por ejemplo: densidad, temperatura de ebullición, viscosidad, índice de refracción. Es interesante anotar que la relación entre dos propiedades extensivas origina una propiedad intensiva. Ej.: D= masa / volumen, donde D es densidad. Propiedades físicas Son todas aquellas propiedades, especificas de una sustancias cuya medición u observación no implica cambios en la naturaleza de ella. Los valores numéricos de las propiedades físicas dependen de la temperatura y presión. Aquellas propiedades físicas como sabor, color y olor que son detectadas por los sentidos se denominan propiedades Organolépticas. Algunas propiedades físicas importantes son: densidad, temperatura de ebullición. Densidad y Gravedad especifica. La densidad se define como la masa por unidad de volumen: D= m/V. La masa puede expresarse en libras, onzas, kilogramos, miligramos; el volumen puede expresarse en cuartos, galones, pies cúbicos, litros, mililitros, metros cúbicos; por tanto la densidad tendrá unidades las cuales dependen de las unidades utilizadas para expresar la masa y el volumen. La gravedad especifica de una sustancia se define como la relación entre el peso de un volumen dado de sustancia con respecto al peso de un volumen igual de agua; La gravedad especifica no tiene unidades. Se observa que para calcular la densidad de una sustancia, es necesario determinar la masa y el volumen de una cantidad de sustancia. La determinación del peso rara vez es un problema, mientras que la determinación del volumen puede presentar algunas dificultades. Si la sustancia es un sólido de forma regular, se pueden medir las dimensiones para calcular el volumen con base a fórmulas que están publicadas. Para materiales de formas irregulares, el método más conveniente para medir el volumen consiste en añadir la sustancia a un líquido (en el cual no se disuelva) en una probeta. Al medir el volumen del líquido antes y después de añadir el sólido, la diferencia corresponde al volumen del líquido desplazado por un sólido (principio de Arquímedes). Si la sustancia es un líquido, su volumen se mide en un recipiente graduado. La más utilizada para este propósito es la probeta graduada. Sin embargo, la medición más exacta de líquidos se logra con el uso de un recipiente especial llamado PICNÓMETRO, que está diseñado siempre para contener el mismo volumen. MATERIALES Y REACTIVOS Balanza Agua Probeta de 25 mL Etanol Picnómetro de 10 mL Pedazos de Aluminio
Tapones de caucho Pedazos de Cobre Soluciones de NaCl Pedazos de Hierro Pedazos de Zinc Pipeta de 5 mL
PROCEDIMIENTO 1 Determinación de la densidad de un líquido puro. Pesar una probeta limpia y seca. Adicionar 5.0 mL de agua; pesar nuevamente el conjunto. Registrar los datos obtenidos. 2. Determinación de la densidad de una solución de concentración desconocida. Repetir el procedimiento anterior, teniendo en cuenta que el líquido problema es una solución de Etanol. 3 Determinar la densidad de un sólido. El sólido (Cobre, Hierro, Zinc, Aluminio), se pesa y posteriormente se sumerge en una probeta graduada que contenga agua suficiente para cubrir el sólido. Con el objetivo de hallar el volumen usando el principio de Arquímedes. OBSERVACIONES Densidad del líquido puro. (solución salina, agua,.) 1- Se procedió a pesar la probeta seca y limpia en la balanza, luego se le agrega 5 ml de Agua y se procedió a pesar nuevamente y se repito el procedimiento pero con el picnómetro, registrando los siguientes datos -
AGUA DESTILADA
Vol. Picnómetro = 10 m l
Se peso el picnómetro Se lleno de agua destilada Se resto Wg2 y Wg1
Wg 1 = 14.8670g Wg 2 = 25.5118 g Wg Final = 10.6448g /10=1.06448 g/cm3g
Se calculo la densidad con la siguiente fórmula:
D=m ÷ v
=
10.6448 g ÷ 10 ml=1.06448 g /ml
- SOLUCION SALINA + PICNOMETRO Vol. Picnómetro = 10 ml Se peso el picnómetro Se lleno de Solucion salina Se resto Wg2 y Wg1 Se calculo la densidad con la siguiente fórmula:
D=m ÷ v
=
11.1784 g ÷ 10 ml=1.11784 g/ml
Wg 1 = 14.8670g Wg 2 = 26.0454 g Wg Final = 11.1784g / 10 = 1.11784
DENSIDAD DEL SÓLIDO. 2- Se procedió a pesar la probeta seca y limpia en la balanza, luego se le agrega 15 ml de Agua, se procedió a pesar nuevamente, también se pesa el corcho luego se procedió a pesar nuevamente y por último se peso con el sólido dentro registrando los siguientes datos PROBETA Esta se lleno con agua destilada hasta 20 ml - CORCHO Se procedió a pesar el corcho en la balanza. MASA: 9.1 g
Volumen de la probeta Volumen de la probeta con el corcho Se resta Vol 2 - Vol 1
V 1 = 20 ml V 2 = 26 ml V final = 6 ml
Se calculo la densidad con la siguiente fórmula:
d=m÷ v
=
9.1 ÷6 ml=1 . 516 g /ml
- PIEDRA Se procedió a pesar la piedra en la balanza. MASA: 5.7g
Volumen de la probeta Volumen de la probeta con el corcho Se resta Vol 2 - Vol 1
Se calculo la densidad con la siguiente fórmula:
d=m÷ v
-
=
5 .7 ÷ 3 ml=1. 9 g/ml
BALA DE HIERRO
V 1 = 20 ml V 2 = 23 ml V final = 3 ml
Se procedió a pesar el cuerpo cilíndrico en la balanza. MASA: 16.6g
Volumen de la probeta Volumen de la probeta con el corcho Se resta Vol 2 - Vol 1
Vol 1 = 20ml Vol 2 = 18ml Vol final = 2 ml
Se calculo la densidad con la siguiente fórmula:
d=m÷ v
16 . 6÷ 2 ml=8 . 3 g /ml
=
OBS: debido a que la concentración de las soluciones varía, por tanto, la densidad también lo hace; además, en este caso no hallamos el margen de error de la densidad de las soluciones. Por otra parte el margen de error de los tapones no se hallo por que la masa del caucho varia, ya que el material de este varia en su composición. % error = D. Teórico – D. Experimental D. Teórico
x 100 %
Densidad de Agua: 1 g/cm3 -
Picnómetro 1 g/cm3 – 1.06448 g/cm3 x 100 % = -6.448 % 1 g /cm3
Densidad de solución salina: 2.17 g/cm3 -
Picnómetro 2.17 g/cm3 – 1.11784 g/cm3 2.17 g/cm3
x 100 % = 165.48 %
CUESTIONARIO 1. Enumerar las posibles causas de error en la determinación de la densidad de las distintas sustancias analizadas. Sugerir recomendaciones para disminuir el error. Las posibles causas de error están dadas por errores sistemáticos entre los cuales podemos destacar:
El equilibrar mal la balanza; lo cual no da un dato preciso de la masa. a la hora de calcular la masa de las sustancias. Cuando se media la masa del liquido en la probeta quedaban gotas del liquido a medir en el interior del instrumento que no eran tenidas en cuenta al momento de tomar la medida.
Las recomendaciones para disminuir estos errores podrían ser tener más precaución en el momento de manipular los instrumentos y rectificar los procedimientos para comparar los resultados. 2. Investigar qué instrumentos se utilizan en la industria para determinar la densidad de: leche, alcohol, ácidos, soluciones salinas. En las industrias para medir la densidad se usan las siguientes herramientas: - Leche: picnómetro o el lactodensímetro. - Alcohol: Densímetro para alcohol. - Ácidos: Densímetros. - Soluciones salinas, balones aforados de 25 ml o picnómetros. A estas soluciones se les halla la densidad a una temperatura de 25 °C 3. Calcule y analice el porcentaje de error en cada uno de los experimentos Sustancia (líquidos)
Densidad teórica
Densidad Experimental picnómetro
Margen de error probeta
Agua
1 g/cm3
1.06448 g/cm3
-6.448 %
Solución salina
2.17 g/cm3
1165.48 % 3
1.11784g/cm
Como pudimos notar en la mayoría de los casos el porcentaje de error nos indicó que hubo una buena aproximación entre, las densidades experimentales y las teóricas. Para evitar el margen de error se debe tener más cuidado al momento de desarrollarlos. 4. Como determinaría la densidad de una sustancia gaseosa. En que unidades se expresa Para determinar la densidad de una sustancia gaseosa, debemos tener en cuenta que en los gases la densidad varia con las condiciones de medidas. La densidad de una sustancia gaseosa se define como el peso por unidad de volumen de un gas o vapor puro a 20ºC y se mide en gramos sobre Litros (g/L), este se expresa como el cociente de la densidad del gas o vapor y la densidad del aire como uno. 5. Establezca la diferencia entre gravedad específica y peso específico El peso específico de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen. Se calcula al dividir el peso de la sustancia entre el volumen que esta ocupa, mientras que la densidad se define como la masa de una sustancia por el volumen de la misma. Así notamos que la “densidad” de una sustancia no varía, ya que la masa es igual en cualquier parte; lo que no ocurre con el “peso específico” pues éste cambia de acuerdo a la gravedad donde se encuentre la sustancia. 6. ¿Cómo afectaría el cambio de temperatura en el cálculo de la densidad? La temperatura afecta de manera directa a la densidad de la sustancia ya que a mayor temperatura menor densidad, pues la masa no sufre cambios mientras que el volumen sí, como la densidad es inversamente proporcional al volumen, entonces la densidad cambia (disminuye o aumenta). INTRODUCCION
Las sustancias están constituidas por muchas propiedades que las caracterizan y condicionan su comportamiento lo cual permite identificarlas en ciertas condiciones ambientales, las propiedades pueden ser intensivas y extensivas, teniendo en cuenta su dependencia de la cantidad de sustancia; ambas pueden ser físicas y químicas. Entre las propiedades intensivas esta la densidad ya que es única para cada sustancia a temperatura y presión determinada por lo que es de gran importancia ya que permite identificarlas. Este trabajo busca la comprensión del concepto y característica de la densidad así como su valor mediante procedimientos experimentales dependiendo de las sustancias en cuestión.
OBJETIVOS - determinar la densidad de líquidos, soluciones, sólidos y sustancias en agua. - Identificar los distintos instrumentos y procedimientos utilizados para determinar la densidad. - Analizar y comprobar que la densidad es una propiedad intensiva. CONCLUSION Después de realizar los procedimientos indicados se puede decir que la densidad es una propiedad intensiva que puede determinares mediante diversos procedimientos que se adaptan al estado en que se encuentran las sustancias, haciendo uso de diversos instrumentos (balanza, probeta, picnómetro, etc.) que permitan encontrar la masa y el volumen de las sustancias para luego relacionarlas y obtener la densidad. Los porcentajes de error de las densidades demuestran la certeza de los resultados y por tanto la efectividad de los procedimientos realizados. Esto permite analizar los posibles errores que se están cometiendo para mejorar los procesos WEDGRAFIA http://densileche.blogspot.com/ http://www.ehowenespanol.com/calcular-margen-error-como_14945/ https://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080602110815AAbiwK3 http://html./densidad-de-liquidos-y-solidos.html http://fisica.unmsm.edu.pe/images/e/eb/E04_Densidad_de_solidos_y_liquidos.pdf
