Densidad De Una Sustancia

Objetivos

En esta práctica se va a determinar la densidad de un líquido y un sólido a partir de medir su masa y su volumen.

Introducción

La presente práctica pretende enseñar y establecer de una forma sencilla el concepto de densidad. La densidad de una sustancia homogénea es una propiedad física que la caracteriza y está definida como el cociente entre la masa y el volumen de la sustancia que se trate.

ρ=m/v

Esta propiedad depende de la temperatura, por lo que al medir la densidad de una sustancia se debe considerar la temperatura a la cual se realiza la medición. En el caso de sustancias no homogéneas lo que obtenemos al dividir la masa y el volumen es la densidad promedio.

Además en esta práctica se determina la densidad de un líquido y un sólido homogéneos y se calcula la incertidumbre obtenida con los instrumentos empleados al obtener el volumen del mismo objeto.

Material

1. Una balanza granataria de 0.1 gramo.

2. Una probeta de 0-100 ml.

3. Una pipeta de 10 ml.

4. Agua.

5. Pedazos de madera, aluminio, canicas u otro sólido de forma regular.

6. Muestras de aluminio.

7. Vernier.

Procedimiento

(A) Determinación de la densidad del agua:

1. Calibrar la balanza mediante su tornillo de contrapeso.

2. Medir la masa de la probeta procurando que esté limpia y seca.

3. Verter agua en la probeta hasta que alcance aproximadamente los 60 ml, procurando que el menisco del agua quede muy cerca de una de las líneas de graduación de la probeta. Utilice una pipeta para poner el menisco en la marca deseada.

Procure que no quede líquido en las paredes externas e internas de la probeta para no alterar la medición de volumen y masa.

Importante: El menisco del agua debe quedar tangente a la marca del volumen que se estudia. Tenga el cuidado de que sus ojos estén a la misma altura del nivel del líquido para disminuir los errores asociados al proceso de medición.

4. Una vez determinado el volumen, mida la masa de la probeta con el agua en la balanza.

5. Sin vaciar la probeta agregue agua hasta una marca aproximada de 70 ml, ayudándose de la pipeta. Una vez que determinó el volumen y que limpió el líquido de las paredes del recipiente, mida su masa.

6. Volver a repetir la operación anterior para cada uno de los volúmenes aproximados siguientes: 80, 90 y 100 mililitros.

(Nota: El estudiante puede tomar los volúmenes indicados o algunos cercanos a esos valores anotando el valor indicado por la graduación de la probeta en cada caso.)

(B) Determinación de la densidad para un sólido regular.

1. Seleccione cinco muestras de un mismo material, ya sea de madera, aluminio u otro material, procurando que todas sean de una misma sustancia y que tengan una forma geométrica regular.

2. Con el vernier, mida a cada una sus dimensiones y con ellas calcule su volumen.

3. Mida ahora su masa correspondiente.

4. Repita el mismo proceso para las otras cuatro muestras.

5. En el caso de haber usado piezas metálicas u otro material que no flote en el agua, determine el volumen de cada pieza sumergiendo cada una en agua y determinando el volumen desplazado de agua por cada pieza. Utilice la probeta para medir el volumen desplazado y la tabla de la siguiente sección para reportar los resultados(Anexo 1).

Resultados de actividades

Para el agua:

Datos para el agua

Medida V M ρ

1 60cm3 59.8 gr 0.9966 gr/cm3

2 70cm3 69. 5 gr 0.9928 gr/cm3

3 80cm3 79.9 gr 0.9987 gr/cm3

4 90cm3 89.8 gr 0.9977 gr/cm3

5 100cm3 99.6 gr 0.9960 gr/cm3

_

ρ = 0.9964 __

δρ = 2.247x10-3 _

ε =0.0022%

Resultado de la densidad del agua:

` _ __

ρ = ρ ± δρ

ρ= 0.996 ± 0.002 gr/cm3.

Para los sólidos:

Densidad del sólido midiendo el volumen geométricamente

Medida V M ρ

1 6.86 cm3 54.3 gr 7.915 gr/cm3

2 39.40 cm3 305.6 gr 7.756 gr/cm3

3 2.91 cm3 32.8 gr 11.271 gr/cm3

4 2.66 cm3 30 gr 11.278 gr/cm3

5 3.05 cm3 24.2 gr 7.934 gr/cm3

_

ρ = 9.2311 __

δρ = 1.8668 _

ε =0.2022%

Densidad del sólido midiendo el volumen desplazado de agua

Medida V M ρ

1 7 ml 54.3 gr 7.75 gr/cm3

2 40 ml 305.6 gr 7.64 gr/cm3

3 3 ml 32.8 gr 10.93 gr/cm3

4 2.5 ml 30 gr 12 gr/cm3

5 3 ml 24.2 gr 8.06 gr/cm3

*1ml=1cm3

_

ρ = 9.2794 __

δρ = 2.0379 _

ε =0.2196%

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