Densidad

DENSIDAD

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Contenido Página

I. INTRODUCCIÓN

II. HIPÓTESIS

III. OBJETIVO

IV. MARCO TEÓRICO

V. METODOLOGÍA

IV. 1. Material y equipo

IV. 2. Reactivos y soluciones

IV. 3. Requerimientos de seguridad

IV.4. Disposición de residuos

IV. 5. Procedimiento

VI. RESULTADOS

VI.1 Cálculos

VII. CONCLUSIONES

VIII. BIBLIOGRAFÍA

INTRODUCCIÓN

La densidad se define como la relación que existe entre el volumen y la masa de un objeto o sustancia. Es una propiedad física que es característica de las sustancias puras y es considerada como una propiedad intensiva, ya que es independiente al tamaño de la muestra.

La densidad es un concepto muy importante en la química. Por lo cual no es suficiente solo conocerlo, sino que hay que entenderlo, lo que no es fácil.

La presente práctica pretende enseñar y establecer de una forma sencilla y divertida que es densidad. A si como también algunos métodos para obtener el volumen y la masa y a partir de ellos calcular la densidad de algunas sustancias, o simplemente enseñarnos cuál es el manejo adecuado para usar un instrumento especializado en la medición de esta propiedad.

Al final del experimento deberemos de haber comprendido que la densidad en la masa por unidad de volumen, que no cambia si cambia el tamaño de la muestra, que puede variar mínimamente si cambia la su temperatura y que varía en función de la concentración.

OBJETIVO:

Aprender el concepto de densidad, conocer algunos procesos por los que se puede obtener esta propiedad y la forma como se calcula.

MARCO TEÓRICO

Definición de densidad absoluta:

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva

Definición de gravedad específica:

Relación entre la densidad de una sustancia y la de otra, tomada como patrón, generalmente para sólidos y líquidos se emplea el agua destilada y para gases, el aire o el hidrógeno. También llamada peso específico.

La gravedad específica es una medida relativa de la densidad de un elemento y dependerá de la concentración de masa por unidad de volumen de cada elemento. Dicha concentración de masa estará afectada por la estructura tridimensional molecular y número másico de los átomos.

Medición de densidad

La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos.

Entre los instrumentos más comunes para la medida de densidades tenemos:

• El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido

• El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y gases picnómetro de gas.

• La balanza hidrostática, que permite calcular densidades de sólidos.

• La balanza de Mohr (variante de balanza hidrostática), que permite la medida precisa de la densidad de líquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de líquidos y gases es utilizar un instrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante

Variables que influyen en la densidad

Son el peso del objeto y el volumen que ocupa en el espacio, también llega a influir la presión ambiental y la temperatura, debido a que estos dos últimos pueden llegar a variar el volumen del objeto. Es muy fácil alterar la densidad de un gas, o incluso de un liquido, simplemente aumentando la presión (reduciendo el volumen) a la que estén sometidos, pero es complicado cambiar la densidad de un sólido.

Picnómetro

Es un frasco con un cierre sellado de vidrio que dispone de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal manera que puede obtenerse un volumen con gran precisión. Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua o el mercurio.

Alcoholímetros

El alcoholímetro es un tipo especial de instrumento usado para determinar el nivel de alcohol presente en un líquido o gas. Puede por tanto ser usado para medir el porcentaje de alcohol en una bebida alcohólica o para determinar la presencia de alcohol en la sangre o en un gas.

Ecuaciones a utilizar

Medición de la densidad

La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos.

Entre los instrumentos más comunes para la medida de densidades tenemos:

• El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido

• El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y gases (picnómetro de gas).

• La balanza hidrostática, que permite calcular densidades de sólidos.

• La balanza de Mohr (variante de balanza hidrostática), que permite la medida precisa de la densidad de líquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de líquidos y gases es utilizar un instrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante.

Unidades de densidad

Densidad media y puntual

Para un sistema homogéneo, la fórmula masa/volumen puede aplicarse en cualquier región del sistema obteniendo siempre el mismo resultado.

Sin embargo, un sistema heterogéneo no presenta la misma densidad en partes diferentes. En este caso, hay que medir la "densidad media", dividiendo la masa del objeto por su volumen o la "densidad puntual" que será distinta en cada punto, posición o porción infinitesimal del sistema, y que vendrá definida por:

Densidad aparente y densidad real.

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales porosos como el suelo, los cuales forman cuerpos heterogéneos con intersticios de aire u otra sustancia normalmente más ligera, de forma que la densidad total del cuerpo es menor que la densidad del material poroso si se compactase.

En el caso de un material mezclado con aire se tiene:

La densidad aparente de un material no es una propiedad intrínseca del material y depende de su compactación.

La Densidad aparente del suelo (Da) se obtiene secando una muestra de suelo de un volumen conocido a 105 °C hasta peso constante.

Se debe considerar que para muestras de suelo que varíen su volumen al momento del secado, como suelos con alta concentración de arcillas, se debe expresar el contenido de agua que poseía la muestra al momento de tomar el volumen.

“METODOLOGÍA” MATERIAL & EQUIPO:

REACTIVOS & SOLUCIONES:

Densímetro Agua destilada

Pipeta pasteur Acetona

Mechero Bunsen Etanol

Soporte universal Alcohol amílico

Balanza Coca-Cola regular

Pinzas Coca-Cola light

Vaso de precipitados Azúcar

Algodón

Tubo de vidrio

Termómetro

REQUERIMIENTOS DE SEGURIDAD:

• Bata de laboratorio

• Lentes de laboratorio

• Guantes de látex

• Orden personal dentro del aula

• Responsabilidad

• Consienticismo

• Precaución

“PROCEDIMIENTO”

A.- Picnómetro de vidrio.

• 1. Un picnómetro de vidrio es un pequeño frasco de vidrio de volumen exacto y conocido (Vp). Se pesa el picnómetro vacío, limpio y seco (m1).

• 2. Con la muestra a la temperatura previamente establecida, llene el picnómetro hasta el borde inferior del cuello, sosteniéndolo en alto y evitando el derrame de la muestra.

• 3. Coloque la tapa respectiva (el brazo lateral de algunos picnómetros permite la salida del excedente de muestra) seguidamente, limpie y seque el cuerpo del picnómetro cuidando de emplear papel absorbente libre de pelusas.

• 4. Pese el picnómetro lleno (m2) y anote la temperatura de trabajo.

• 5. A través de la diferencia entre m1 y m2 se obtiene la masa del líquido y según la capacidad del picnómetro se conoce el volumen a la temperatura de trabajo (t).

• 6. Una vez concluida la actividad, vaciar el contenido del picnómetro y lavar, si es necesario.

B.- Picnómetro metálico.

Los picnómetros de vidrio se usan para medir la densidad de los líquidos no viscosos. En el caso de líquidos viscosos, con sedimento o productos especiales como las pinturas, se utilizan picnómetros metálicos.

El procedimiento para su uso, así como el cálculo de la densidad, es el mismo detallado en la sección anterior.

C.- Hidrómetro

Un hidrómetro, o densímetro, es un instrumento que sirve para determinar

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