Determinación de la densidad de sustancias líquidas en función de su concentración

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE SUSTANCIAS LÍQUIDAS EN FUNCIÓN DE SU CONCENTRACIÓN.

DETERMINATION OF THE DENSITY OF LIQUID SUBSTANCES AS A FUNCTION OF THEIR CONCENTRATION.

RESUMEN

Este informe de laboratorio tiene la finalidad de abarcar todo lo relacionado a la determinación de la densidad de sustancias líquidas en función de sus concentraciones. Este procedimiento fue realizado por medio de dos métodos; densidad de los líquidos por Picnómetro, donde se hace uso del ya mencionado picnómetro el cual es un instrumento de medición de densidades que tiene un volumen calibrado de 10 ml en material de vidrio y la realización una ecuación sencilla para hallar su densidad correspondiente, con resultados satisfactorios y acordes a lo consultado en la teoría. El segundo método realizado fue; densidad de los líquidos por medición masa volumen, en el cual se implementa un beaker donde se miden 25 ml de las muestras de estudio y se realiza el mismo pesaje, estos dos métodos se realizaron a una temperatura de 20°C . Al realizar los cálculos de las densidades de las sustancias los cuales se obtienen a partir de ajustes estadísticos. Los valores de las densidades obtenidas con estas ecuaciones son comparados con los reportados en la literatura, mostrando la efectividad de los métodos. Fue posible concluir que el método del picnómetro es más preciso que el método masa - volumen.

Palabras-clave: Densidad, precisión, concentración, picnómetro, beaker.

ABSTRACT

The purpose of this laboratory report is to cover everything related to the determination of the density of liquid substances according to their concentrations. This procedure was carried out by means of two methods; density of liquids by pycnometer, where use is made of the aforementioned pycnometer which is an instrument for measuring densities that has a calibrated volume of 10 ml in glass material and the realization of a simple equation to find its corresponding density, with satisfactory results and in accordance with what was consulted in the theory. The second method performed was; density of liquids by mass-volume measurement, in which a beaker is implemented where 25 ml of the study samples are measured and the same weighing is performed, these two methods were performed at a temperature of 20°C . When calculating the densities of the substances, which are obtained from statistical adjustments. The values of the densities obtained with these equations are compared with those reported in the literature, showing the effectiveness of the methods. It was possible to conclude that the pycnometer method is more accurate than the mass-volume method.

Keywords: Density, precision, concentration, pycnometer, beaker.

INTRODUCCIÓN

Este informe de laboratorio surge de la necesidad de conocer y reconocer una de las propiedades de la materia, más específicamente la densidad, en este caso únicamente de sustancias líquidas, se tendrá en cuenta el cómo esta puede verse afectada dependiendo las distintas concentraciones a observar y cual es el método más efectivo a la hora de determinar la densidad de distintos fluidos, así mismo se pondrá en observación como actúan dos sustancias diferentes, en este caso alcohol etílico en tres distintas concentraciones, al 25, 50 y 75%, la otra sustancia a observar es una solucuón de cloruro d sodio y agua en concentraciones de 25, 50 y 75 g/L. Los dos métodos por los cuales se realizó la determinación de densidades fueron densidad de líquidos por picnómetro y densidad de líquidos por medición masa-volumen, esto con la finalidad de reconocer cual de estos dos métodos era el más efectivo y preciso a la hora de realizar la determinación de densidades.

Los objetivos proyectados a la hora de realizar la práctica de laboratorio son los siguientes:

• Comparar diferentes métodos usados en la determinación de la densidad sustancias líquidas
• Determinar la densidad de diferentes soluciones.
• Entender cómo varía la densidad en función de la concentración.
• Reconocer la efectividad de los métodos empleados en la determinación de densidades.

Marco teórico

Las propiedades de la materia, son las encargadas de brindarle las características a las sustancias que ocupan un volumen en el espacio, estas características se pueden dividir en propiedades generales o específicas, las generales son aquellas comunes a todos los cuerpos como lo son: masa, volumen, peso, porosidad, inercia, impenetrabilidad, divisibilidad. Es importante recalcar que la materia y sus propiedades están siempre afectadas por las fuerzas gravitatorias del medio en que se encuentran y por la fuerza de atracción entre las moléculas que la componen [1].

Las propiedades específicas de la materia son las características que diferencian un cuerpo de otro y son agrupadas en: propiedades físicas característica que puede observarse en un material sin modificar su identidad química, y propiedades químicas, característica de un material que involucra un cambio en su identidad química.

La densidad es catalogada como una propiedad física intensiva que depende intrínsecamente de la estructura química de la sustancia, que permite determinar la relación que existe entre la masa y el volumen, esta es conocida como la densidad absoluta y la podemos calcular con la ecuación uno, la densidad relativa es la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad de otra sustancia y la podemos calcular con la ecuación número dos. Cabe resaltar que la densidad  al ser una propiedad física, esta puede aumentar o disminuir dependiendo de las condiciones o reacciones a las cuales se someta la sustancia de estudio. En el sistema internacional las unidades de medida son . [pic 2]

                                                                        (1) [pic 3]

                                                            (2) [pic 4]

En otras palabras, es una propiedad física de la materia que describe el grado de compacidad de una sustancia y describe también cuán unidos están los átomos de un elemento o las moléculas de un compuesto. Mientras más unidas están las partículas individuales de una sustancia, más densa es la sustancia. Y ya que las diferentes sustancias tienen densidades diferentes, las medidas de la densidad son una vía útil para identificar las substancias. [2]

Para determinar la densidad de las distintas sustancias líquidas, se hace uso del picnómetro. Este es un instrumento de laboratorio que permite determinar la densidad de un líquido experimentalmente. Es decir, el picnómetro es un instrumento de medición que sirve para hallar la densidad de un líquido. Esta herramienta es muy útil cuando tenemos un líquido cuya densidad es desconocida o cuando tenemos una disolución y queremos saber su densidad. [3]

Este método es muy preciso, ya que sus resultados son verificados por una balanza de precisión en miligramos. Su diseño permite que las burbujas de aire asciendan y se concentren en la parte superior, para luego ser expulsadas. Está parte del proceso es vital para obtener resultados fidedignos, ya que la presencia de burbujas puede modificar el peso y por tanto, la densidad del líquido a medir. [4]

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales

• Vaso de precipitado de 50 mL.
• Vaso  de precipitado de 25 mL.
• Balanza.
• Balón de fondo plano 100 mL.
• Papel absorbente.
• Bastón de agitación.
• Picnómetro de 25 mL.

• Agua destilada.
• Soluciones de alcohol etílico (25%, 50%, 75%).
• Soluciones de cloruro de sodio (25 g/L, 50 g/L, 75 g/L).

Métodos

Para el desarrollo de la práctica, como se describe en la figura 1, se realiza una metodología similar con los dos instrumentos de medición que corresponden al beaker y al picnómetro,  y se repite con cada una de las sustancias problema. Donde se realizaron las soluciones de ambas sustancias en las concentraciones indicadas, luego, asegurándose de que los elementos de medición se encuentran previamente secos se vierte la cantidad indicada, en el caso del picnómetro hasta que éste rebose y en el caso del beaker 25 ml de cada sustancia. Así mismo teniendo en cuenta que antes de realizar el procedimiento con una nueva sustancia o concentración, cada instrumento debe ser correctamente purgado con la sustancia a emplear o agua destilada en su defecto.

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