I.
OBJETIVOS
•
Estudiar y calcular la gravedad especifica
•
Determinar la densidad del etanol a diferentes temperaturas.
• Estudiar la la dependencia de la densidad (ρ) en función función de la temperatura temperatura Determinar los coeficientes de dilatación del agua
•
II.
RESUMEN EJECUTIVO
En este trabajo se tiene como objetivo objetivo el poder determinar determinar experimental experimentalmente mente la densidad de los líuidos! en nuestro caso calcularemos la densidad del metanol respecto al agua a "#$% y &#$% respectivamente. 'ara llevar a cabo nuestra experiencia! aremos uso de un a picnómetro el cual debemos debemos mantener completamen completamente te seco para evitar errores errores de clculo y para ello aremos uso de un orno! en el picnómetro verteremos en una primera instancia instancia el agua a "#$% y &# &# $% y luego el líuido líuido a tratar tratar en en nuestro nuestro caso meta metano noll y medi median ante te una una dife difere renci ncia a de masa masass all allare aremo moss una grave graveda dad d especifica la cual multiplicada con la densidad del agua a la temperatura ue trabajamos nos dar la densidad de nuestro metanol a esa temperatura. %oncluimos ue la densidad del metanol experimentalmente a "#$% es de #!*+#,g-ml #!*+#,g-ml y ue es de #!*"* #!*"* g-ml g-ml a &#$% &#$% respecto respecto al agua! agua! obtenie obteniendo ndo un error del #!/,+0 y /!"10 respectivamente.
1
III.
MARCO TREORICO
3.1 Densidad
2na de las propiedades intensivas de los sólidos! así como de los líuidos e incluso de los gases es la medida del grado de compactación de un material3 su densidad. 4a densidad es una medida de cunto material se encuentra comprimido en un espacio determinado o tambi5n la cantidad de masa por unidad de volumen.
3.1.1 Tipos de densidad 3.1.1.1 Absolua
4a densidad o densidad absoluta es la magnitud ue expresa la relación entre la masa y el volumen de una sustancia. 6u unidad en el 6istema 7nternacional es kilogramo por metro cúbico (8g-m9)! aunue frecuentemente tambi5n es expresada en g-cm9. 4a densidad es una magnitud intensiva.
6iendo ! la densidad: m! la masa: y V ! el volumen de la sustancia. 3.1.1.! Relai"a
4a densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia: en consecuencia! es una magnitud adimensional (sin unidades)
Donde es la densidad relativa! densidad de referencia o absoluta.
es la densidad de la sustancia! y
es la
'ara los líuidos y los sólidos! la densidad de referencia abitual es la del agua líuida a la presión de / atm y la temperatura de & $%. En esas condiciones! la densidad absoluta del agua destilada es de /### 8g-m9! es decir! / 8g-dm9. 'ara los gases! la densidad de referencia abitual es la del aire a la presión de / atm y la temperatura de # $%. 2
III.1.! Medi#i$n
4a densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. 'ara la obtención indirecta de la densidad! se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. 4a masa se mide abitualmente con una balan;a! mientras ue el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el despla;amiento de un líuido! entre otros m5todos. 4os instrumentos ms comunes para medir la densidad son3 •
•
•
•
El densímetro! ue permite la medida directa de la densidad de un líuido. El picnómetro! ue permite la medida precisa de la densidad de sólidos! líuidos y gases (picnómetro de gas). 4a balan;a idrosttica! ue permite calcular densidades de sólidos. 4a balan;a de
=tra posibilidad para determinar las densidades de líuidos y gases es utili;ar un instrumento digital basado en el principio del tubo en 2 oscilante. %uyo frecuencia de resonancia est determinada por los materiales contenidos! como la masa del diapasón es determinante para la altura del sonido >
3
IV.
%ROCEDIMIENTO E&%ERIMENTA'
(.1Dee)*ina#i$n de la densidad de l+,uidos po) el *-odo del pi#n$*e)o
a 4avamos el picnómetro ! enjuagamos varias veces con agua de ca?o y al final con agua destilada y secamos en la estufa b 4uego de aber umedecido con un papel filtro @medo y secado con papel filtro seco externamente ! pesamos el picnómetro vacío c 4lenamos el picnómetro con agua destilada y lo sumergimos en un ba?o a una temperatura de ",Ac! teniendo cuidado de llenar completamente asta el capilar ! despu5s de > minutos retiramos el picnómetro del ba?o! secamos exteriormente y pesamos .=bteniendo así datos de B" a las temperaturas ",$% y &#$% indicadas d Cetiramos el agua del picnómetro! secamos en la estufa y dejamos enfriar para pesarlo posteriormente e Cepetimos el paso c) teniendo en cuenta ue la temperatura este caso ser de &#$% f Despu5s de aber terminado con el agua procedemos a reali;ar los mismos pasos! pero esta ve; con un liuido orgnico (metanol)! obteniendo así datos & a las mismas temperaturas dadas. V.
CA'CU'OS
plicamos la siguiente formula3 ¿T T = 0 0
W 4 −W 3 W 2−W 1
Donde3 & 3 masa de la sustancia mas la masa del picnómetro , y / 3 masa del picnómetro "3 masa del picnómetro mas la masa del agua
4a temperatura a ",Ac 4
Fabla &./ W 1
gua metanol
W 2
",.#*+,
&.#/#1 G
W 4
G &"."+
Hallando la ¿ 3 ¿T T = 0 0
42.8298− 23.0793 =0.792 48.0106− 23.0793
'ara allar la densidad de la muestra (metanol) aplicamos la siguiente ecuación3 T 0
T 0
T 0
ρ A =¿T ∗ ρ H O 0
2
4a densidad del agua en tablas a una temperatura de ",Ac es #.++*1" g-ml T 0
ρ A =0.792∗0.99762=0.7903 g / ml
Hallando el porcentaje de error con respecto al metanol en tablas su densidad a ",A% es #!*1g-ml E =
| ρexp− ρteorica| ρteorica
∗100
IexpJ#.*+#, g-ml Iteorica J#.*1g-ml Hallando el porcentaje error
E =
|0.7903− 0,7886| ∗100 =0.2155 0,7886 g
4a temperatura de &#Ac Fabla &."
5
W 1
gua metanol
"".+&+/
W 2
&*.*#/ G
W 4
G &"."+>"
Hallando la ¿ 3 ¿T T = 0 0
42.2952−22.9491 =0.7779 47.7801−22.9491
'ara allar la densidad de la muestra aplicamos la siguiente ecuación3 T 0
T 0
T 0
ρ A =¿T ∗ ρ H O 0
2
4a densidad del agua en tablas a una temperatura de &#Ac es #.++""> g-ml T 0
ρ A =0.7779∗ 0.99225=0.7719 g / ml
Hallando el porcentaje de error con respecto al metanol en tablas su densidad a &#A% es #!**" g-ml E =
| ρexp− ρteorica| ρteorica
∗100
IexpJ#.**/+ g-ml Iteorica J#.**" g-ml Hallando el porcentaje error
E =
|0.7719− 0,7728| ∗100= 0.1245 0,7728
F(cA ) ", ,# &#
I(g-ml)
0.7903
x
0.7719
4a densidad a ,#Ac es ./0!/ 2*l Hallando el porcentaje de error! de acuerdo a tablas la densidad del metanol a ,#A% es #!*"/g-ml E =
| ρexp− ρteorica| ρteorica
∗100
IexpJ#.*"* g-ml Iteorica J#.*"/ g-ml Hallando el porcentaje error E =
|0.7827 −0.7821| ∗100= 0.0767 0.7821
Hallando el coeficiente de dilatación cubica ( β ) ecuación T 0
ρ ρ = 1 − β ( T 0 −T X ) T x
Donde3 T x
T 0
ρ y ρ : sonlas densidades de agua T 0 y T X : variaciondetemperatura
7
utili;ando la siguiente
FA%)
", ,# &#
Densidad del agua ( ρ )
#.++*1" g-ml #.++>*/ g-ml #.++""> g-ml
Fomado como temperaturas ",A%! ,#A% y reempla;ando en la ecuación anterior3 0.99571=
0.99762 1− β ( 7 )
β =−0.00027
Fomando como temperaturas a ,#A% y &#A%
1−
β =
0.99571 0.99225 =−0.0003487 10
Fomando como temperaturas ",A% y &#A%3 1−
β =
0.99762 0.99225 =−0.0007731 17
8
VI.
CONC'USIONES
•
El valor de la densidad del metanol determinado experimentalmente a la 0 temperatura de ", C ! utili;ando el m5todo del picnómetro es #.*+#,
g-ml. •
El valor de la densidad del metanol determinado experimentalmente a la 0 temperatura de &# C ! utili;ando el m5todo del picnómetro es #.**/+
g-ml •
0 El valor de la densidad del metanol a la temperatura de ,# C ! 0 0 interpolando la densidad a ", C y &# C es #.*"* g-ml
•
0 El porcentaje de error del metanol a la temperatura de ", C ! teniendo
en cuenta ue la densidad teórica del es #.*"/ g-ml! resulto ser #."/>>0 9
•
0 El porcentaje de error del metanol a la temperatura de ,# C ! teniendo
en cuenta ue la densidad teórica del es #.*1g-ml! resulto ser #.#*1*0 •
0 El porcentaje de error del metanol a la temperatura de &# C ! teniendo
en cuenta ue la densidad teórica del es #.**" g-ml! resulto ser #./"&>0
VII.
RECOMENDACIONES •
•
•
VIII.
Fener cuidado cuando se pesa el picnómetro puesto ue debemos revisar ue la balan;a este calibrada para evitar errores en los clculos. En el momento de verter los líuidos en el picnómetro acerlo con sumo cuidado para evitar errores en el volumen del líuido (acer m5todo de tis@es). l llevar a pesar el picnómetro secarlo bien para evitar errores en los pesos y acerlo de inmediato pues la temperatura varía.
ANE&OS
/.1 id)$*e)os
2n idrómetro es un instrumento de medición. El prefijo idro uiere decir agua! por lo ue ya sabemos ue este artilugio mide algo relacionado con el agua o con alg@n otro líuido. Exactamente! el idrómetro sirve para conocer el nivel de densidad de un líuido en relación con el nivel de densidad del agua. Kig. *./
/.1.1 'a#$*e)o
10
2n lactómetro o galactómetro es un instrumento de medida simple ue se emplea en la comprobación de la densidad de la lece: su escala se grad@a en cien partes. 4a densidad de la lece varía considerablemente con el contenido graso y de sólidos presentes en la emulsión y suele oscilar entre un peso específico de /!#" a /!#,&. 4a lece se vierte en el recipiente graduado de su interior y se deja reposar asta ue la nata se va depositando! la profundidad del depósito determina el grado de riue;a y de calidad de la lece. /.1.! Ole$*e)o
7nstrumento ue sirve para medir la densidad de los aceites. El oleómetro de
/.1.3 Al#o4ol+*e)o
11
El alcoolímetro es un tipo especial de instrumento usado para determinar el nivel de alcool presente en un líuido o gas. 'uede por tanto ser usado para medir el porcentaje de alcool en una bebida alcoólica o para determinar la presencia de alcool en la sangre o en un gas. 4os alcoolímetros especiali;ados utili;ados por la policía tienen muy poco margen de error! pero los alcoolímetros comunes no son del todo fiables! ya ue puede determinar altos niveles de alcool por distintos tipos de sustancias como el FH% (producido por el cannabis) o el tabaco. /.1.( Sa#a)+*e)o
Kig.*.&
I&.
Es un idrómetro utili;ado para determinar la cantidad de a;@car en una solución! inventado por Fomas Fomson. 6e utili;a sobre todo por los elaboradores y fabricantes de cerve;a! y tambi5n puede ser utili;ado en la fabricación de sorbetes y elados. 6acarómetro 4a primera cervecería fue construida por Nenjamin
BIB'IO5RA6IA
FP7Q6! '. .! Kisicouímica! ddison R esley 7beroamericana! Fercera Edición! /++" <C=Q S 'C2FF=Q! Kundamentos de Kisicouímica! 4imusa! D5cima R uinta reimpresión! /+&. '=QT <2TT=! U6F=Q! Fratado de Vuímica Kísica! .K.! 6egunda Lpoca. 'rimera Edición! "###. •
•
•
12
