quarta-feira, 13 de Fevereiro de 2008

Relatório sobre A Determinação da massa volúmica de um sólido e da massa relativa de um sólido e de um líquido

Escola Secundária de Cascais



Relatório



Trabalho apresentado à disciplina de
Físico – Químicas



Determinação da massa volúmica de um sólido
e
Determinação da densidade relativa de um sólido e de um líquido




Docente: Fernando Oliveira

Discente: Leonor Veríssimo Nº16 10ºB
Susana Ferreira Nº20 10ºB
Tomás Serrasqueiro Nº23 10ºB



Cascais, 7 de Dezembro de 2007



Objectivos

1. Determinação da massa volúmica de um líquido por aerometria – em que o seu objectivo é medir a massa volúmica do etanol com um densímetro.

2. Determinação da densidade relativa de um líquido por picnometria – em que o seu objectivo é medir a densidade relativa do etanol pela técnica do picnómetro.

3. Determinação da densidade relativa de um sólido por picnometria – em que o seu objectivo é medir a densidade de um prego de latão.



Introdução

Na aula de Físico/Química, foi-nos dada a indicação para realizarmos uma actividade experimental com o tema: Determinação da massa volúmica de um líquido por aerometria, Determinação da densidade de um líquido por picnometria e Determinação da densidade de um sólido por picnometria.
Para iniciarmos este projecto foi necessário realizar uma pesquisa sobre a densidade e sobre os processos de aerometria e de picnometria.

Densidade
A densidade absoluta ou massa volumétrica, define-se como a propriedade da matéria correspondente à massa por volume, ou seja, a proporção existente entre a massa de um corpo e seu volume. Desta forma pode-se dizer que a massa volúmica mede o grau de concentração de massa em determinado volume.
A densidade relativa é a razão entre as densidades absolutas de duas substâncias, onde normalmente a água é utilizada como substância padrão, pela conveniência da sua densidade ( = 1,00 g/ cm ).

Aerometria
A aerometria utiliza um densímetro, também chamado aerómetro, que é um aparelho que tem como objectivo medir a massa volúmica de líquidos. Existem várias maneiras de conceber este aparelho, sendo uma das mais comuns a de um tubo de vidro longo fechado em ambas as extremidades. Este tubo é mais largo na parte inferior e possui uma graduação na mais estreita.
Fig. 1 - Densímetro

O densímetro deve ser imerso num recipiente, como uma proveta, cheio do líquido do qual se tenciona conhecer a densidade, de modo a que este flutue sem entrar em contacto com as paredes ou com o fundo da proveta.
O densímetro utiliza o princípio do empuxo descoberto por Arquimedes. O empuxo é a força que provoca a flutuação dos corpos nos líquidos, sendo proporcional a densidade, ao volume do corpo e a aceleração da gravidade.
Por causa desta relação é possível descobrir a densidade dado que a aceleração da gravidade é conhecida e constante, o volume do densímetro também é conhecido e constante, assim como a força de empuxo que na flutuação iguala a força do peso.


Picnometria
A picnometria é um processo que utiliza um picnómetro (de líquidos ou sólidos) para determinar a densidade relativa de dois materiais (líquido-líquido ou líquido-sólido).
Existem dois tipos de picnómetros: o picnómetro de líquidos e o picnómetro de sólidos.
O picnómetro de líquidos é um pequeno frasco de vidro usado para determinar a densidade relativa de líquidos. Este pequeno frasco está completamente cheio quando o tubo da sua tampa estiver também heio de líquido. Isso permite que a capacidade do picnómetro (à mesma temperatura) seja rigorosamente a mesma.






Fig. 2 – Picnómetro de líquidos
O picnómetro de sólidos é também um pequeno frasco de vidro utilizado para determinar a densidade relativa de sólidos granulados ou em pó. A boca do frasco é larga para que se possam introduzir as amostras. A tampa tem uma marca por onde o líquido é acertado com o auxílio de papel absorvente.
Fig. 3 – Picnómetro de sólidos

O processo de enchimento de um picnómetro faz-se através do escorrimento do líquido pela parede, para evitar a formação de bolhas de ar. As bolhas de ar são fonte de erros experimentais. Quando o picnómetro estiver completamente cheio, introduz-se a tampa com um movimento vertical rápido que obrigue o líquido a entrar para o seu interior. Para acertar o líquido pela marca é conveniente utilizar papel absorvente.



Procedimento experimental

Determinação da Massa Volúmica por Aerometria
Material
Densímetro
Proveta de 250 mL

Reagentes
Etanol

Método
1. Colocámos etanol numa proveta de 250 mL;

2. Mergulhámos o densímetro no líquido, de modo a que este não tocasse no fundo ou nas paredes da proveta;

3. Como o densímetro não flutuava acrescentámos mais etanol;

4. Fizemos três ensaios desta experiência e lemos o valor da massa volúmica na superfície de afloramento (no contacto entre a superfície do líquido e o densímetro); registámos esses valores.

Determinação da Densidade Relativa de um líquido por Picnometria
Material
Picnómetro de líquidos
Papel Absorvente
Termómetro
Balança analítica ou semianalítica

Reagentes
Etanol
Água Destilada

Método
1. Medimos a massa do pincómetro, m . E registámos o seu valor.

2. Enchemos o picnómetro com etanol. Evitando a formação de bolhas.

3. Acertámos o nível do líquido, no colo do picnómetro utilizando papel absorvente.

4. Medimos a massa do picnómetro cheio de entanol, m . E registámos o seu valor.

5. Repetimos os passos 2 e 3, utilizando desta vez água.

6. Medimos a massa do picnómetro cheio de água, m . E registámos o seu valor.

7. Medimos a temperatura, t, da água, utilizando um termómetro.

Determinação da densidade relativa de um sólido por picnometria
Material
Picnómetro de Sólidos
Balança analítica ou semianalítica
Prego de Latão
Papel absorvente

Reagentes
Água destilada

Método
1. Enchemos o picnómetro de sólidos, com água, até à marca.

2. Secámos convenientemente o picnómetro e medimos a sua massa cheio de água, m . E registámos o seu valor.

3. Medimos a massa do prego de latão e registámos o seu valor.

4. Colocámos o prego dentro do picnómetro cheio de água.

5. Com papel absorvente, acertámos a quantidade de água até à marca do picnómetro.

6. Medimos a massa do picnómetro cheio de água juntamente com o prego de latão. E registámos o seu valor.

7. Medimos a temperatura, t, da água



Resultados
Cálculos
Determinação da massa volúmica de um líquido por aerometria
Ensaio
Massa volúmica do etanol
(kg/m )
1
805
2
805
3
805

1. Como a densidade é medida em g/cm , e as medidas do densímetro eram em kg/m , tivemos de fazer uma conversão de kg para g e de m para cm.
805 kg à 805 000 g
1 m à 1 000 000 cm

1.1. =
M = 805000 g
V = 1 000 000 cm

=

=

= 0,805 g/cm

Determinação da densidade de um líquido por picnometria
Objectos a medir
Massa
(g)
Picnómetro à m
28,1613
Picnómetro com etanol à m
68,75
Picnómetro com água à m
77,51

1- 1.1 Calculámos a massa do etanol através da expressão: m = m - m .
m = 28,1613 g
m = 68,75 g

m = m - m

m = 68,75 – 28,1613

m = 40,5887 g


1.2. Calculámos a massa da água através da expressão: m = m - m
m = 28,1613 g
m = 77,51

m = m - m

m = 77,51 – 28,1613

m = 49,3487 g

2. Tivemos de calcular a densidade do etanol, d’, em relação à água à temperatura de 17,5ºC, utilizando a expressão: d’ =
m = 40,5887 g
m = 49,3487 g

d’ =

d’ =

d’ ≈ 0,8225 g

3. Tivemos de efectuar a correcção da temperatura, através da expressão d = d’ x dH O, em que d’ é a densidade do etanol à temperatura em que se realiza a medição, neste caso a 17,5ºC, e dH O é a densidade da água à mesma temperatura.
d’ ≈ 0,8225 g
dH O(17,5ºC) = 0,99864

d = d’ x dH O

d= 0,8225 x 0,99864

d= 0,

Determinação da densidade relativa de um sólido por picnometria
Objectos a medir
Massa
(g)
Prego de Latão
0,6770
Picnómetro com Água à m
79,8111
Picnómetro com Água e com o prego de Latão à m
O,6770 + 79,8111 = 80,4881
Picnómetro com Água e com prego, mas completo até à marca à m
80,3846

1. Calculámos a densidade do prego de latão, d’, em relação à água à temperatura de 18ºC

d’ =
d’ =

d’ =

d’ ≈ 6,5411 g

2. Tivemos de fazer a correcção da temperatura, através da expressão d = d’ x dH O, em que d’ é a densidade do material à temperatura em que se realiza a medição, neste caso a 18ºC, e dH O é a densidade da água à mesma temperatura.
d = d’ x dH O

d = 6,5411 x 0,99864

d =

Interpretação de resultados
Na experiência da determinação de massa volúmica de um líquido por aerometria, analisámos que o densímetro utilizado tinha um alcance de 650 kg/m , que o seu valor de menor divisão de escala era de 1000 kg/m e que estava calibrado para uma temperatura de 20ºC.
Nesta experiência comparámos o valor tabelado do etanol, que é de 0,79g/ cm , com a medida que obtemos que foi de 0,805 g/ cm . Assim, pudemos concluir que a medida obtida era exacta, já que nas três medições o valor foi constante.
Concluímos igualmente que a diferença entre o valor medido e o valor tabelado deve-se à diferença de temperatura, pelo facto de o líquido utilizado não ser totalmente puro (96% de álcool) por ter 4% de água na sua constituição e como a água é mais densa que o álcool provoca um aumento de densidade.
Na experiência da determinação da densidade relativa de um líquido por picnometria, pudemos concluir que a densidade do etanol() é inferior à densidade da água(0,99864).
Pudemos também concluir que a densidade do valor obtido do etanol, que foi de 0, com a devida correcção de temperatura, é diferente do valor tabelado do etanol que é de 0.79 g/ cm . O que nos leva a concluir que o material em estudo, neste caso o etanol não é totalmente puro.
Na experiência da determinação da densidade relativa de um sólido por picnometria, pudemos concluir que a densidade de sólidos, neste caso de um prego de latão é superior à densidade de líquidos, neste caso da água.
Assim, determinámos que a densidade do prego de latão com a devida correcção da temperatura era de …
Como não tínhamos tabelas com que comparar a densidade do latão com a do estanho e do cobre, deduzimos que a sua densidade deve ficar entre as densidades destes dois metais.



Conclusão
As experiências efectuadas mostraram-nos como determinar a massa volúmica de um líquido por aerometria e como determinar a densidade relativa de um sólido ou de um líquido por picnometria.
Isto é, que para determinar a massa volúmica de um líquido por aerometria é necessário recorrer ao uso de um densímetro, que é um aparelho que tem como objectivo de medir a massa específica de líquidos.
Para determinar a densidade relativa de um líquido por picnometria é necessário utilizar um picnómetro de líquidos que é um frasco de vidro utilizado para determinar a densidade relativa entre líquidos.
E que para determinar a densidade relativa de um sólido por picnometria é necessário recorrer ao uso de um picnómetro de sólidos que é um frasco de vidro utilizado para determinar a densidade relativa de sólidos granulados ou em pó.
Na primeira experiência, que foi a da determinação da massa volúmica do etanol com a utilização de um densímetro de alcance de 650 kg/m e de valor de menor divisão de 1000 kg/m , pudemos concluir que a massa colúmica obtida, de 0,805 g/cm , foi superior à do valor da massa volúmica tabelada, que é de 0,79 g/cm . Este fenómeno deve-se à diferença de temperaturas do etanol tabelado e o do utilizado para a experiência, por o etanol utilizado não ser totalmente puro, contendo uma componente de 4% de água, que é mais densa e faz com que a massa volúmica obtida do etanol seja superior.
Na segunda experiência, que foi a da determinação da densidade relativa do etanol, com a utilização de um picnómetro de líquidos, pudemos concluir que a densidade da água() é superior à do etanol(), graças à comparação entre estes dois líquidos.
Pudemos concluir também que o etanol utilizado não era puro visto que a sua densidade, de , era superior à da densidade do etanol tabelado, que é de 0,79 g/cm , não sendo o etanol utilizado para esta experiência puro.
Na terceira e última experiência, que foi a da determinação da densidade relativa de um prego de chumbo, com a utilização de um picnómetro de sólidos, pudemos concluir que a densidade do sólido em questão, era superior à da água, devido à comparação entre o prego de latão e da água.
Como não tínhamos os valores tabelado do cobre e do estanho, que são os constituintes do latão, e deduzindo que a densidade do latão está entre os seus dois metais constituintes, não pudemos comprar o valor de densidade obtido com o valor de densidade tabelado.
Os nossos objectivos foram assim alcançados com sucesso.



Bibliografia

Webgrafia:
Os sites foram consultados no dia 3 de Dezembro de 2007:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Dens%C3%ADmetro

http://www.fcfrp.usp.br/dfq/Fisica/Guia%20Densidade%20de%20L%EDquidos/Densidade-Liquidos.pdf

http://www.fcfrp.usp.br/dfq/Fisica/Guia%20Densidade%20de%20S%F3lidos/Densidade-S%F3lidos.pdf

15 comentários:

Filipa disse...

Mt obrigada por teres postado no blog o relatorio. Salvaste-me! ;)

Anónimo disse...

Obrido mesmo salvaste-me a pele preciso de entregar este relatório amanha yes ja vou ter positiva obrigado outra vez

Anónimo disse...

este trabalho é muito importante para que ainda não sabe fazer um relatorio.

agradeço

Anónimo disse...

Txhi brutal.
Salvaste me tambem xD

Anónimo disse...

Mt obrigado salvaste-me

Anónimo disse...

espectacular
eu tive de fazer um relatório sobre esta experiência e isto deu me uma grande ajuda

Anónimo disse...

Obrigadoo tenho de entregar o trabalho daqui a uma hora e voces salvaram me obrigado!!!!!

JOJO

Anónimo disse...

OBRIGADA meeeeesmo :D

Beijo *

Anónimo disse...

deu me uma ajuda bem boa
obrigado
parabens

AF3 disse...

penso qe o teu relatório tem alguns erros, o que mais se sobressai é o facto de colocares unidades num valor de densidade relativa, qe nao tem unidade.

mas ta bastante bom, parabéns.

Anónimo disse...

muito obrigado por teres postado no blog o relatorio salvste-me

Anónimo disse...

thanks ;)

Anónimo disse...

Não sei se já repararam que vos estão a plagiar o trabalho e a entrega-lo como tendo sido feito por eles. Mas vocês é que sabem...

Anónimo disse...

Vocês quase todos, não são pessoa normais. Ela faz o relatório, e vocês copiam-no e PÕEM o VOSSO NOME. Eu achei o relatório muito bom. se tinham que fazer um relatório sobre a mesma, não copiavam, liam e faziam por vocês próprios, com a vossa linguagem.

Anónimo disse...

Vocês quase todos, não são pessoa normais. Ela faz o relatório, e vocês copiam-no e PÕEM o VOSSO NOME. Eu achei o relatório muito bom. se tinham que fazer um relatório sobre a mesma, não copiavam, liam e faziam por vocês próprios, com a vossa linguagem.