Ensayo Practica Quimica Sobre Densidad

RESUMEN

Se tomaron varios sólidos regulares e irregulares, se hallaron los datos necesarios para hallar las densidades correspondientes; se tomaron muestras de determinados reactivos líquidos y se procedió a realizar los procedimientos necesarios que arrojaron datos útiles para la determinación de su densidad.

ABSTRACT

It took several regular and irregular solids, were found the necessary data to encounter the corresponding densities; samples were taken of certain liquid reagents and proceeded to perform the necessary procedures that yielded useful data for determining its density.

PALABRAS CLAVE

Densidad, densidad relativa, balanza, peso, masa, volumen.

KEY WORDS

Density, relative density, scales, weight, mass, volume.

INTRODUCCIÓN

El docente expuso el procedimiento a seguir en la práctica de laboratorio, los reactivos a utilizar, las generalidades sobre el uso de la balanza y los cuidados que se deben tener para con esta y los demás materiales de laboratorio asignados a cada grupo. Se recibieron los materiales; se tomaron tres sólidos regulares, se tomaron las medidas necesarias para poder hallar su densidad, (por ejemplo a un dado se le tomó la medida de longitud de uno de sus lados y su masa), y así sucesivamente con cada uno de los sólidos regulares; posteriormente se tomaron tres sólidos irregulares, a los cuales se les halló la masa y luego se procedió a introducir cada uno de ellos en cierto volumen de agua contenido en una probeta, y se anotó el desplazamiento en el volumen de agua que ocurría al momento de introducir cada uno de los elementos sólidos. Se tomó un beaker (vaso de precipitados) de 100 mL, se pesó en la balanza vacío y seco, y con la ayuda de una pipeta aforada (y un pipeteador) se agregaron 10 mL de agua destilada y se volvió a pesar, luego se desechó el agua, y se procedió a agregar de la misma manera 10 mL de glicerina, teniendo en cuenta que antes de agregar los 10 mL se debía purgar (agregar una pequeña cantidad de la sustancia nueva a utilizar, enjuagar el recipiente y desechar, con el fin de eliminar los restos de la sustancia anterior, para arrojar resultados verídicos) el beaker, se repitió el procedimiento y se hallaron los datos correspondientes para etanol y aceite mineral.

Se tomó un picnómetro vacío y seco, se pesó, luego se procedió a llenarlo completamente con agua destilada, se secó por fuera, (con el fin de retirar el exceso del recipiente) y se volvió a pesar, se anotaron los datos, se desechó el agua destilada; se purgó el picnómetro con etanol, y se llenó con etanol posteriormente, se pesó de la misma manera, y se procedió de la misma manera con la glicerina y el aceite mineral.

MARCO TEÓRICO

DENSIDAD

“La densidad se utiliza ampliamente para caracterizar las sustancias; se define como la cantidad de masa en una unidad de volumen de la sustancia:

Densidad= masa/ volumen

Las densidades de sólidos y líquidos se expresan comúnmente en unidades de gramos por centímetro cúbico (g/cm3); o gramos por mililitro (g/mL)” (Brown, Le Mary, Bursten y Burdge, 2004). No se debe tomar como una coincidencia que la densidad de el agua sea 1.00 g/cm3, ya que el patrón de gramo se definió originalmente como la masa de 1 mL de agua a cierta temperatura; y ya que casi todas las sustancias existentes tienden a cambiar su densidad de acuerdo a su temperatura, se debe especificar su temperatura al momento de informar sobre un dato de densidad, si no se indica la temperatura, se da por hecho que está a temperatura ambiente (25°C).

“La unidad derivada del SI para la densidad es kilogramo por metro cúbico (Kg/m3). Esta unidad es demasiado grande para la mayoría de las aplicaciones en química; por lo que la unidad gramos por dentímetro cúbico (g/cm3) y su equivalente (g/mL), se utilizan más a menudo para expresar las densidades de sólidos y líquidos. Como las densidades de los bases son muy bajas, para ello se emplea la unidad de gramos por litro (g/L)” (Chang y College, 2002)

¿Cómo determinar la densidad de un sólido regular?

Para hallar la densidad de cualquier sólido regular se necesita saber su masa, para ello se dispone o se puede utilizar una balanza, pero, para cada sólido regular se necesita también saber su volumen, y, de acuerdo a la forma que tome para éste existirá una fórmula única que nos ayude a hallar su volumen, por ejemplo:

 Para un cubo: Se halla la longitud de una de sus aristas (lados) y la longitud resultada, se eleva al cubo, por ejemplo, si su arista mide 2 cm, su volumen será de 8 cm3 (23= 8) y posteriormente , ya teniendo el dato de su masa, se aplica la fórmula correspondiente para la densidad, es decir Densidad= Masa/ volumen.

 Para una esfera: Se halla su peso principalmente, luego se procede a hallar su radio, la forma más sencilla es medir su diámetro, y como se sabe el radio de una esfera es igual a la mitad de su diámetro, posteriormente se aplica la siguiente fórmula Volumen de una esfera= 4/3 * Pi * R3, y con esta fórmula se halla el volumen, posteriormente se aplica la fórmula general para hallar la densidad.

 Para un cilindro: Se deben hallar los datos de longitud y diámetro, y se aplica la siguiente fórmula: V= Pi*D2* L /4 Donde Pi= 3.1416, D2= Diámetro al cuadrado y L= Longitud.

¿Cómo determinar la densidad de un sólido irregular?

Para poder hallar la densidad de un sólido irregular, se debe tener en cuenta que el sólido muestra no debe ser soluble en la sustancia patrón. Para hallar su densidad se toma el dato de su peso (masa) y su volumen se calcula introduciendo el sólido en determinado volumen de sustancia patrón, teniendo en cuenta que esta sustancia patrón se encuentre dentro de un recipiente graduado, con el fin de obtener el dato de la cantidad de volumen desplazado por el sólido muestra. Para hallar el volumen se utiliza la siguiente fórmula

Volumen inicial (Volumen de la sustancia patrón sin el objeto muestra) – Volumen final (volumen total: el volumen que ocupa la sustancia patrón con el sólido regular en ella): volumen del sólido irregular. Posteriormente se aplica la fórmula general de la densidad (Densidad= Masa/ Volumen)

Importancia de la determinación de la densidad en sólidos regulares e irregulares

Industrial:

Permite determinar la capacidad de flotabilidad de una sustancia u elemento en un líquido o solución acuosa determinando el volumen que ocupan dentro de un líquido, hallando su masa y utilizando ciertas fórmulas que nos permiten hallar la densidad utilizando los datos obtenidos mediante una experiencia (experimento), y así diferenciarlos unos de otros ya que no todos se comportan de la misma manera; también es la base para determinar la composición, la masa y volumen de una sustancia ya que cada elemento posee una densidad diferente, determinando esta característica podemos conocer los elementos que conforman el elemento al cual estamos midiendo su densidad.

Ambiental:

La medición de la densidad sirve como un parámetro de control de calidad en algunos procesos productivos, ya que en la producción de ciertos elementos está estrictamente prohibido el uso de algunas sustancias como plomo y mercurio debido a su alto riesgo de contaminación ambiental.

También sirve como criterio para la separación de químicos por sus diferentes densidades ya que algunos químicos entre mayor densidad poseen tienden a ser mas contaminantes, y en ocasiones son más difíciles de retirar de el área o las áreas en las que están actuando como agentes contaminantes.

Por ejemplo en un caso de vertimiento o deposición de cierto elemento o sustancia contaminante en algún río, mar u océano, etc; se debe saber la densidad de la sustancia derramada o depositada

Para hallar la masa en el laboratorio se pueden utilizar los siguientes instrumentos:

Balanza: Con este término se denomina al instrumento que se utiliza para determinar la masa de cierto objeto, elemento, etc. En el laboratorio se pueden encontrar diferentes tipos de balanzas, estas balanzas de laboratorio se diferencian de las demás por ofrecer datos más precisos, ya que en para las prácticas, proyectos e investigaciones se necesitan resultados lo más precisos posibles, con el fin de arrojar datos verídicos, algunos ejemplos de balanzas son los siguientes:

 Balanza de triple brazo: Su usa para medir masas con aproximación de ± 0.01 g

Imagen tomada de: http://palpaladidactico.com.ar/productos-didacticos-detalle.php?xID=264

 Balanza Electrónica Moderna: Balanza de capacidad terminal que da lecturas directas de masa con aproximación de ± 0.001 g.

Imagen tomada de: www.ispc.com.mx

 Balanza analítica moderna: Balanza que sirve para medir masas con aproximación de ± 0.0001 g. La balanza analítica se utliza cuando tienen que medirse masas con mucha presición.

Imagen tomada de: http://www.actiweb.es/laboratorio1/balanzas_analiticas.html

Para hallar la densidad de sustancias patrones en los laboratorios se utiliza comúnmente un instrumento denominado picnómetro, el más común es el de 10 mL.

Picnómetro de 10 mL:

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

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