PROPIEDAD ESPECÍFICA: LA DENSIDAD

Se introduce el objeto en el recipiente y se mide el desplazamiento de agua que provocó:

Al introducir el objeto al recipiente el agua subió su nivel marcando un volumen de 11 cm3. Antes de introducirlo el volumen del agua marcaba 9 cm3 por lo que la diferencia de volumen se debe al objeto.

El volumen del objeto se obtiene restando el volumen del agua, con el objeto menos el volumen del agua sin el objeto

V = 11 cm3 - 9 cm3 = 2 cm3

Por lo tanto el volumen del objeto es de 2 cm3

El volumen de los sólidos que poseen una forma geométrica regular (esferas, conos, prismas, cilindros) se puede calcular mediante algunas fórmulas matemáticas que ya conoces y que repasaremos a continuación con la ayuda de la profesora de matemáticas:

• Volumen del cubo:

• Volumen de la esfera.

• Volumen del prisma:

• Volumen del cono

• Volumen de los cilindros.

Lee atentamente el siguiente texto y completa los espacios vacíos:

UNA PROPIEDAD ESPECÍFICA: LA DENSIDAD

La densidad es una propiedad característica o específica de la materia, ya que nos permite diferenciar unas sustancias de otras.

Si colocamos un litro de agua en uno de los platillos de una balanza y un litro de aceite en el otro platillo, veremos que ambos platillos no se encuentran a la misma altura, sino que la balanza se inclina hacia el lado que soporta el agua.

Esto nos indica que la masa………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

Si agregamos aceite a un recipiente que contiene agua, el aceite se ubicará sobre el agua, porque el aceite tiene menos densidad que el agua.

AHORA SI PUEDES RESPONDER A LA SIGUIENTE PREGUNTA:

¿Dónde hay más masa, en un kilogramo de plomo o en un kilogramo de corcho?

Si se contesta la pregunta con rapidez, casi todos diremos: ¡el plomo, evidentemente! La diferencia entre un kilogramo de plomo y un kilogramo de corcho no es su masa, sino su densidad; el plomo es más denso que el corcho, porque 1 kg de plomo ocupa un volumen menor que 1 kg de corcho. En 1 cm3 de plomo hay una masa de 11,3g y en 1 cm3 de corcho hay una masa de 0,25g. Diremos por lo tanto que la densidad del plomo es de 11,3g/cm3 y la del corcho de 0,25 g/cm3 .

Expresado matemáticamente sería:

¿Cómo se calcula la densidad de un cuerpo?

Una pulsera de plata tiene una masa de 21 gramos y ocupa un volumen de 2 mililitros ¿Cuál es la densidad de la plata?

m

d = _____ d de la plata = 21g = 10,5 g/ml

v 2 ml

La densidad de la plata es 10,5g/ml

Unidades en que se mide densidad:

Se pueden medir en:

• g/cm3 (es la más usada)

• kg/dm3

• g/m3

• g/dm3

• g/ml

• etc………….

TRABAJO PRÁCTICO: DENSIDAD DE UN LÍQUIDO

OBJETIVOS

• Determinar la densidad de algunos líquidos utilizando tres métodos diferentes.

• Discutir, a partir de los resultados experimentales, cuál de los métodos es el más exacto para medir la densidad de líquidos.

• Analizar si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un líquido.

• Determinar la densidad de algunas soluciones.

MARCO TEORICO

La densidad de los líquidos se mide de una manera similar a como se midió la densidad de los sólidos. En este caso también se emplearán tres métodos: el del picnómetro, el de la probeta y el del principio de Arquímedes. Es necesario tener en cuenta la temperatura porque ésta influye en el valor de la densidad: a medida que aumenta la temperatura, la densidad del líquido se hace ligeramente menor. ¿Por qué?

Un picnómetro (figura 3.1) es un pequeño frasco de vidrio de volumen exacto y conocido (Vp). Se pesa vacío (mp), luego se llena completamente (incluído el capilar) con el líquido cuya densidad se desea determinar y finalmente se pesa (mpl). Con estos datos se puede calcular la densidad del líquido:

(3.1)

Soluciones

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más componentes. A aquél componente que se encuentra en mayor cantidad se conviene en llamarlo solvente y a los demás solutos. Cuando uno de los componentes es el agua, entonces la solución se denomina acuosa y el solvente es el agua. Cuando la solución tiene únicamente dos componentes se llama binaria.

Figura 3.1 Picnómetro

La concentración de un soluto en una solución es la cantidad relativa del soluto con respecto a una determinada cantidad de solvente o de solución. Una de las formas más usadas para expresar la concentración es el porcentaje peso a peso que se calcula como:

Porcentaje p/p = (3.2)

Así por ejemplo, una solución de NaCl de concentración 2.5% p/p indica que por cada 100 g de la solución hay 2.5 g de NaCl. La densidad de una solución acuosa se mide del mismo modo como se mide la densidad de un líquido puro.

MATERIALES Y EQUIPO

• Líquidos: etanol, butanol, hexano, o-xileno, cloroformo

• Soluciones: NaCl(ac) de diferentes concentraciones

• Balanza

• Probeta

• Picnómetro

PROCEDIMIENTO

1. Determinación de la densidad por el método del picnómetro

Se usará el picnómetro para medir la densidad de cada líquido. Enjuague primero el picnómetro con un poco del líquido de interés antes de llenarlo. La densidad se calcula por medio de la ecuación 3.1.

Temperatura del líquido (T): __________ ºC

Peso del picnómetro vacío (wp): __________ g

Volumen del picnómetro (Vp): __________ mL

Anote los demás datos en la tabla 3.1.

2. Determinación de la densidad por el método de la probeta

Se pesa la probeta vacía y seca (wo), enseguida se llena con V = 5.00 mL del líquido problema y luego se pesa todo el conjunto (wf). La diferencia wf - wo corresponde a la masa del líquido.

Entonces:

dL = (wf - wo) / V (3.3)

Temperatura del líquido (T): __________ ºC

Peso de la probeta vacía (wo): __________ g

Figura 3.2 Método de la probeta

Tabla 1 Datos obtenidos con el picnómetro y la probeta

Método del picnómetro Método de la probeta

Líquido mpl (g) mpl- mp (g) mf (g) mf - o (g)

Leche

Alcohol

agua

jugo

3. Determinación de la densidad de soluciones

La densidad de una solución se puede medir utilizando cualquiera de los métodos antes descritos para líquidos puros. Se seleccionará el método de la probeta. En el Anexo 7 se pueden consultar las densidades de algunas soluciones de NaCl.

La siguiente solución será preparada por el Profesor y se repartirá entre todos los equipos:

Se pesan 50.00 g de NaCl y se añaden a un balón volumétrico de 250 mL. Luego se adiciona agua desionizada y se agita hasta que todo el sólido se haya disuelto completamente. En seguida se añade más agua desionizada hasta el aforo. De esta solución se reparten 20.00 mL a cada equipo.

Determinar el peso de 5.00 mL de la solución de NaCl utilizando la probeta. A partir de este momento se debe pesar en balanza digital. Luego diluír la solución en la probeta añadiendo 1.00 mL más de agua desionizada y determinar de nuevo el peso de la solución (wf ). Repetir el procedimiento otras seis (6) veces pesando la solución en cada caso.

mprobeta = wo= __________ g

mSLN = wf - wo

dSLN = WSLN / V (3.5)

Tabla 3 Densidad de soluciones de NaCl

Solución de NaCl Volumen, V

(mL) Peso final

wf (g) wSLN =

wf - wo (g) dSLN

(g/mL)

1 5.00

2

3

4

5

6

7

8

PROPIEDADES DE

LA MATERIA

1er CICLO ESA

Antonio Membiela Jurado

ibadcor@ctv.es

ÍNDICE

A. Introducción

B. Contenidos: Propiedades de la materia

1. Propiedades generales de la materia

1.1. Volumen

1.2. Masa

2. Propiedades específicas de la materia

2.1. Densidad

2.2. Otras propiedades específicas

C. Actividades de heteroevaluación

D. Actividades de autoevaluación

E. Solucionario

A. INTRODUCCIÓN

Todo lo que nos rodea está formado por materia. Estudiaremos a lo largo de la Unidad las propiedades generales de la materia (masa, volumen y temperatura) y algunas específicas, haciendo hincapié en la densidad. Nos centraremos en el significado de estos conceptos, su medida y aplicaciones a ejemplos de la vida cotidiana.

Trataremos de sentar algunos conocimientos básicos para abordar en próximas unidades el estudio de la Química.

Como temas transversales que se podrían tratar en

...