Volumen
La densidad de cualquier sutancia puede determinarse midiendo la masa de su volumen conocido de la misma. Las unidades comunes para expresar la densidad son g/cm 3 o g/dm3 en el SI se expresa como kg/m 3 . Los volúm volúmene enes s de líquid líquidos os genera generalme lmente nte se miden miden en pipeta pipetas, s, bureta buretas s y probetas. La exactitud de la medida de la densidad depende de la exactitud usada para medir la masa y el volumen balan!as y unidades de medici"n de volumen#. La densidad del agua a $ % & ' (,%%%g/cm3 ' (,%%g/ml ' )*,$ Lb/pie3. La dens densid idad ad de los los s"lid s"lidos os y líqu líquid idos os gene genera ralm lmen ente te se comp compar ara a con con la densidad del agua, y para gases el aire.
DENSIDADES DE ALGUNAS SUSTANCIAS ESCOGIDAS Sustancia escogida
Densidad ( g/ml )
+ire adera +gua Sal de mesa -ierro 0ro +luminio &obre
%.%%( %.() (.%% *.() . (.3* *, 1,)
Densidad de sólidos Para sólidos de forma regular. regular. Se pueden medir sus dimensiones y despu2s calcular su volumen usando ormulas apropiadas. 4or e5emplo si la sustancia es un cubo grande se puede medi medirr 6ci 6cilm lmen ente te una una de sus sus aris arista tas s 7I7 7I7 con con una una regl regla a en cent centím ímet etro ros. s. 8l 3 volumen seria 7I 7. Para sólidos de forma irregular. irregular. Se usa el m2todo de despla!amiento de un liquido. &uando se introduce el s"lido en un volumen conocido de liquido, aumentar6 el nivel del liquido. La medida del aumento del nivel del liquido nos proporcionara la medida directa del volumen ocupado por el s"lido.
Densidad de l!"uidos La pesada de líquidos presenta mayores problemas. &omo los líquidos luyen, los rascos en que se pesan se 9an de mantener en posici"n vertical. +dem6s la mayoría de los líquidos tienden a evaporarse, por ello, especialmente los líquidos vol6tiles deben pesarse en recipientes 9erm2ticamente cerrados. 0tro problema que se presenta es que las densidades cambian con la temperatura, porque los líquidos suren cambios considerables de volumen con peque:os cambios de temperatura. 4or e5emplo (g de -g ocupa un volumen de %,%3;; cm3 a %% y %,%31* cm3 a *% %& , esto es que la densidad cambia de (3,) g cm3 a (3,;; respectivamente. 8s decir, las densidades decrecen cuando se incrementa la temperatura. 8l agua es una notable excepci"n de % %& a $% & la densidad aumenta al aumentar la temperatura, por encima de $ %& disminuye al aumentar la temperatura.
Determinación de error. a.- Error absoluto : queda determinado al comparar, el valor te"rico obtenido de la inormaci"n bibliograiíta, con el valor experimental obtenido en la experiencia.
E##o# a$s % Vt & Ve
donde < V t = valor teórico. V e = valor experimental.
b.- Error relativo : es la relaci"n entre el error absoluto y el valor verdadero multiplicado por (%%.
E##o# #elati'o % E % ( Vt & Ve ) ** Vt =onde el > de error puede ser positivo por deecto o negativo por exceso. Balanzas, son instrumentos dise:ados para la determinaci"n de masas de diversas sustancias. 8nti2ndase por masa como una medida de la cantidad de materia. ientras que , peso es la uer!a gravitacional de atracci"n que la tierra e5erce sobre los cuerpos. 8n tanto que, densidad es la masa por unidad de volumen. Se disponen de diversos tipos o modelos de balan!as. 8l tipo mas empleado en el laboratorio es la balan!a analítica, lo que cuantiica la cantidad de masa de las sustancias manipuladas, con una sensibilidad de %,( mg, generalmente la carga m6xima de este instrumento varia entre (%% y *%% g.
Probeta graduada, son recipientes cilíndricos, que se emplean para medir volúmenes de líquidos cuando no se necesita muc9a exactitud, ya que la supericie libre del liquido es muc9o mayor que la de los matraces aorados, de igual volumen, la exactitud es muc9o menor. Pipeta, son construidos de vidrio, destinados a medir líquidos, ya sea en operaciones rutinarias o en aquellos que requieren la mayor exactitud cientíica. Densímetros, llamados tambi2n are"metros, son tubos de vidrio cerrados, de orma especial. 8l densímetro se 9ace lotar en los líquidos cuya densidad se desee medir y el enrase del menisco observado de la supericie libre sobre la escala graduada nos dir6 la densidad respectiva.
DETALLES E+,E-I.ENTALES 1.- EQUIPO, !"#E$I"%E & $E"'#I(O : 1.1) !"#E$I"%E :
( balan!a con %,( de aproximaci"n. 3 densímetros o are"metros. son tubos de vidrio cerrados, de orma especial, con un lastre en su parte inerior para mantener los verticales y una escala impresa en papel pegado en su parte interior. 8stas escalas est6n graduadas en dierentes unidades como gravedad o peso especiico, etc. 9ec9os para líquidos mas o menos pesados que el agua. ( pipeta cilíndrica graduada con preerencia de (%ml#? son los que tienen el bastago graduado y se emplea para emitir a voluntad volúmenes dierentes y son utiles para medir volúmenes aproximados de líquidos, no se emplean para mediciones de preescisi"n. @eneralmente se construyen de * ,; y (%ml. 3 probetas graduadas de< ;%,(%% y ;%% ml. Son recipientes cilíndricos de vidrio gruesos, con pico y base para poder parar, algunos son de pl6stico o polietileno.
1.*) $E"'#I(O :
s"lidos< +l y &u.
Soluciones< &uS0$ sulato de cobre#
*.- P$O'EDI!IE+#O EPE$I!E+#"% *.1) Determinación de la densidad ara sólidos:
Se encuentra determinado por el principio de +rquímedes m2todo de despla!amiento de un volumen de agua#< A) 8n una probeta de ;% ml, llenar de agua según convenga. +notar. ) 4esar el s"lido +l y &u por separado # y colocar dentro de la probeta, leer el nuevo volumen. +notar. La dierencia alcan!ado por el nuevo volumen menos el original, es el volumen de la muestra que se pes". C) + partir del peso y volumen calcular su densidad. D) Aepetir los pasos anteriores para muestras dierentes. E) @raique sus resultados de masa vs. volumen para cada tipo de muestra.
*.*.- Determinación de la densidad ara l/uidos:
A) 4esar una probeta graduada de ;% ml , limpia y seca. ) +dicionar (%ml del liquido, cuya densidad se 9a de determinar, medido exactamente mediante una pipeta y luego pesar nuevamente. +notar C) Aepita la operaci"n aumentando cada ve! (%ml, 9asta alcan!ar $% ml del liquido. 4esando en cada aumento de volumen. 8s necesario pesar por separado cada volumen del liquido. +notar sus resultados D) 8laborar una tabla de resultados y 9acer los c6lculos necesarios construir una graica con los datos de masa vs. volumen #.
0.- $EU%#"DO EPE$I!E+#"%E.
.uest#a sólida +l &u =atos<
Volumen del agua
.asa del sólido
B(' $%ml B(' $%ml
((,1(g *;,3%g
=ensidad te"rica< +l ' *, &u ' 1,)
> E##o# % ( Vt & Ve ) **
Vt
Vol(01O) 2 Vol Solido Vol Solido (ml) $;ml $3,;ml
;ml 3.;ml
-elación ./V % D *,3)* ,**
i) de error del "l :
> 8rror ' *, C *,3)*# x (%% ' %,331 x (%% ' %,(* x(%% ' (*> *, *,
ii) de error del 'u :
> 8rror ' 1,) C ,**# x (%% ' %,($ x (%% ' (,$> 1,)
.uest#a l!"uida
Vol del .asa de la .asa de la l!"uido (ml) ,#o$eta (g) ,#o$eta 2 l!"uido
-*0 -*0 -*0 -*0
(% *% 3%
%$);.(; );.(; );.(; );.(;
.asa del l!"uido
-elación g/ml
.3 (.1$ *.) 3.;
%.3 %.* %.1 %.1
;,%1 1$, $,1$ (%$,*
ρ( D ρ* D ρ3 Dρ$ ' ρexp ' %,% $
=ensidad te"rica del -*0 ' %,) > E##o# % ( Vt & Ve ) ** % %,)>
Vt ∴ > 8rror ' %.)>
DISCUSI3N DE LOS -ESULTADOS 1 2 Por /u3 el valor teórico difiere del e4erimental5.
Las posibles discrepancias entre el valor te"rico y el experimental es que el valor te"rico esta dado a trav2s de muc9os experimentos y con equipos m6s avan!ados. 8n cambio el valor experimental que nosotros 9emos 9allado s"lo se 9a obtenido a trav2s de un experimento, y el equipo de traba5o si bien es muy útil# no es 2l m6s exacto. +dem6s, en el caso del agua, deberíamos 9aber 9allado mas datos ρ( D ρ* D ρ3 D ..... D ρn # para así disminuir el porcenta5e de error.
CONCLUSIONES4 & 4ara que el valor experimental sea m6s exacto se debe traba5ar con mas datos y repetir los experimentos.
1& Se debe poner muc9a atenci"n y cuidado para la optimi!aci"n del resultado del experimento.
5& Los materiales del laboratorio deben de estar en buen estado. 6& Eoda medici"n lleva consigo cierto grado de inexactitud, originado por actores 9umanos o mec6nicos. 4or lo tanto al dar un reporte de las mediciones, el estudiante tener en cuenta esas inexactitudes.
7& 4or eso se da el porcenta5e de error para determinar esas inexactitudes.
-ECO.ENDACIONES4
8n el caso de la balan!a electr"nica, tener cuidado con derramar cualquier liquido cerca o en el enc9ue.
Las balan!as deben estar protegidas de la 9umedad, polvo o gases corrosivos.
+l momento de usarlas, veriique que est2n equilibradas nivelarlas a cero#.
=eben estar colocadas en supericies s"lidas, completamente 9ori!ontal y le5os de una corriente de aire.
Fo se debe llevar ob5etos, alimentos o sustancias a5enas a la practica a reali!arse.
Fo se debe comer, beber o umar dentro del laboratorio.
Fo se debe mermar el orden , la disciplina y la limpie!a.
Fo esta permitido reali!ar actividades o experimentos no programados.
Eener todo los materiales en buen estado.
&uando se use la pipeta es recomendable que cuando 9alla de5ado de escurrir toque suavemente con la punta la supericie del liquido y retire la pipeta.
Fo sacuda, sople o golpee contra el recipiente.
La cantidad que siempre queda en la punta de la pipeta, 9a ser tomada en cuenta al calibrar la pipeta y no se debe medir al resto, si se desea una medici"n volum2trica exacta.
La pipeta debe limpiarse con abundante agua destilada para evitar deterioros.
ILIOG-A89A
:u!mica E;e#imental4 L. Carrasco V. 8diciones e Impresiones graicas +mericas SAL.
.anual de La$o#ato#io< :u!mica Gene#al4 eliz !c"evarria # Carlos Velasco. 8dici"n San arcos .
Ciencias :u!micas< T=cnicas E;e#imentales4 Carlos !. $rmas %amirez, Carlos !. $rmas %omero # &uan Diaz Camac"o. 8ditorial Libertad 8IAL.
:u!mica4 %a#mond C"ang.
'UE#IO+"$IO.
& -aga un esquema de la balan!a utili!ada e indique sus partes. 2'u6l es la sensibilidad5 La balan!a analítica puede servir para pesar con una aproximaci"n de D %,%%%(g, aunque la exactitud puede ser muc9o m6s grande o menor y depende sobre todo del tipo y condici"n de la balan!a.
1& Indi"ue las ;#inci;ales causas de e##o# en la ;esada. Las posibles causas de error en el momento de pesar los materiales son <
Eener la balan!a en mal estado mal equilibrada por e5emplo#. =esconocimiento de la utili!aci"n del tipo de balan!a utili!ada. Fo prestar la debida atenci"n al momento de pesar los materiales.
+sí mismo se debe tener en cuenta que <
• • • •
=ebemos mantenerla limpia del polvo, que se puede quitar utili!ando cepillos. 8l platillo no se debe tocar nunca con las manos, ni se pesara 5am6s una sustancia química directamente sobre ellos. Fo tocar los rascos a pesar con la mano, sino que se mane5ara con pin!as o con una tira de papel puesta a su alrededor. Las pesas, mane5ar con pin!as para asegurar su peso constante y nunca se intercambiaran con las pesas de otras balan!as.
5& Indique la dierencia que 9ay entre recisión, e4actitud y sensibilidad. Presición? es lo que esta estrictamente determinado o deinido. !xactitud' se deine simplemente como la relaci"n entre el valor experimental o real que se 9a encontrado y el valor te"rico o verdadero. (ensibilidad' que con acilidad cede a la acci"n de ciertos agentes naturales.
6& =eterminar la densidad promedio graico y analítico y el porcenta5e de error con los datos obtenidos en el laboratorio.
.uest#a sólida
Volumen del agua
.asa del sólido
+l
B(' $%ml
((,1(g
Vol(01O) 2 Vol Sólido Vol Sólido (ml) $;ml
;ml
-elación ./V % D *,3)*
&u
B(' $%ml
*;,3%g
$3,;ml
3.;ml
,**
=atos< =ensidad te"rica< +l ' *, &u ' 1,)
> E##o# % ( Vt & Ve ) **
Vt
i) de error del "l :
> 8rror ' *, C *,3)*# x (%% ' %,331 x (%% ' %,(* x(%% ' (*> *, *,
ii) de error del 'u :
> 8rror ' 1,) C ,**# x (%% ' %,($ x (%% ' (,$> 1,)
.uest#a l!"uida
Vol del .asa de la .asa de la l!"uido (ml) ,#o$eta (g) ,#o$eta 2 l!"uido
-*0 -*0 -*0 -*0
(% *% 3%
%$);.(; );.(; );.(; );.(;
.asa del l!"uido
-elación g/ml
.3 (.1$ *.) 3.;
%.3 %.* %.1 %.1
;,%1 1$, $,1$ (%$,*
ρ( D ρ* D ρ3 Dρ$ ' ρexp ' %,% $
=ensidad te"rica del -*0 ' %,)
> E##o# % ( Vt & Ve ) ** % %,)>
Vt
7& Gn terr"n de a!úcar pesa $,%g en el aire y *,3;g en el petr"leo. La densidad del petr"leo es %,); g/mL. 2 'u6l es la gravedad esecifica del a78car5
@e = ρ a !úcar
..................................... α#
ρ patr"n
ρ aire '
a!úcaraire#
Ba!úcaren cualquier medio es igual# %,%%(g/ml ' $,% g B ρ a!úcar
B ' $%%%ml
' a!úcarpetr"leo# ' *,3; g ............................ β# Ba!úcar $%%% ml
Aeempla!ando α# en β#, tenemos< @e = ρ a!úcar ρ patr"n
'
*,3;
%,);#$%%#
' *,3; *)%%
@e ' %,%%%(3$ ' ,(3$ x (%C$
>& Gna botella para la determinaci"n del peso especíico pesa **%g vacía? 31% g llena con agua y 3;( g llena de kerosene. =eterminar el peso especiico del kerosene y la capacidad de la botella. botella ' **%g botella D agua ' 31%g
∴ agua ' ()%g
botella D kerosene ' 3;(g ∴ kerosene ' (3(g
γ kerosene
' kerosene x @ ' (3(g#,1ƒ# ............................. α# Bbotella Bbotella
ρ agua ' agua
Bagua
Aeempla!ando α# en β#, tenemos<
∴
γ kerosene
' 1,%* gƒ/ml
∴ B ' ()%ml .......... β#
(g/ml ' ()%g B
y
γ kerosene '
(3(g#,1ƒ# ()%ml
B ' ()%ml
?& Gn cubo maci!o de metal de %,* cm de arista, pesa %,(1% g. 2 'ual es la densidad del metal en %b9m%.5
ρ cubo ' cubo
Bcubo ρ cubo
x (cm3 x (Lb %,%%1cm3 (ml $;3,)g
' %,(1%g
ρ cubo ' %,(1% Lb ' %,%;%
3,)3ml
∴ ρ cubo ' %,; x (%C( Lb/ml
