PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA DENSIDAD

SEP SNEST DGEST

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA

INGENIERÍA QUÍMICA

PRÁCTICAS DE

TERMODINAMCA

M. EN A. TERESA SORIANO AGUILAR

METEPEC, MÉXICO, JUNIO DE 2008.

PRÁCTICA No. 1

PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA DENSIDAD

OBJETIVO

Comprender y obtener de manera práctica el concepto de densidad, así mismo, realizar determinaciones de densidades con líquidos y gases empleando diferentes métodos.

INTRODUCCIÓN

Materia: La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa, además de que lo podemos detectar con nuestros sentidos.

La materia se presenta cuatro estados de agregación molecular: sólido, líquido, gaseoso y plasma.

Propiedades.

Cualquier característica de un sistema se denomina propiedad. Las propiedades se consideran intensivas o extensivas.

Las propiedades INTENSIVAS son independientes del tamaño del sistema, como la temperatura, la presión y la densidad.

La densidad se define como la masa contenida en una unidad de volumen.

 = m/v [=] Kg/m3, g/cm3

Las densidades del Co2 y de aceite reportadas son:

 CO2 0.0198g/cm3 a 25°C.

 Densidad del aceite 0.92 g/cm3

La densidad absoluta es la relación que existe entre la masa de un sistema y el volumen que ocupa ese sistema:

 abs = m/v [=] kg/m3, g/cm3

Algunas veces, la densidad de una sustancia se proporciona en relación con la densidad de una sustancia conocida. En ese caso, se llama gravedad específica o densidad relativa y es definida como: “la relación entre la densidad de una sustancia y la de una sustancia estándar a temperatura específica” (por lo común, agua a 4°C para la que H2O = 1 g/cm3). Esto es,

 s =  / H2O

Los valores de las propiedades extensivas dependen del tamaño o extensión del sistema. La masa y el volumen son algunos ejemplos.

La masa se define como la cantidad de materia que contiene un sistema.

Masa (m) [=] kg, g, lbm

El volumen es el espacio que ocupa un sistema

Volumen (V) [=] m3, cm3, ft3

Densidad de Líquidos.

Aceite.

Material:

 Balanza granataria.

 Vaso de precipitados.

 Varilla de vidrio en forma de U.

 Pinzas para bureta.

 Soporte universal.

 Papel milimétrico.

Sustancias:

 Agua.

 Aceite.

Procedimiento:

1) En el soporte universal colocar las pinzas para bureta.

2) En las pinzas para bureta colocar la varilla de vidrio.

3) En una varilla de vidrio en forma de U colocar agua y medir el nivel del agua, con el papel milimétrico.

4) Pesar en un vaso de precipitados 5 g de aceite.

5) Vaciar el aceite en la columna de vidrio y ver el volumen del agua desplazada, marcar el nivel del agua.

6) Medir el nuevo nivel del agua.

7) Medir el diámetro de la varilla de vidrio.

8) Determinar el volumen del agua desplazada.

9) Obtener la densidad con la masa y el volumen ya obtenidos.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

CÁLCULOS:

Peso del vaso con aceite: 55.5 g.

Peso del vaso menos el aceite agregado: 55.1g.

Peso del aceite agregado:

55.5 - 55.1 =0.4g de aceite

Volumen:

El volumen lo obtuvimos midiendo el incremento de altura y aplicando la siguiente formula: *r2 *h

Por lo tanto vol = * (025cm)2*2.1cm

Vol = 0.4123 cm3

Por lo tanto la densidad es igual a:

La densidad reportada para el aceite es de 092 g./cm3

*si nosotras hubieras medido nuestras cantidades a micro escala los resultados hubieran sido más exactos

Densidad en gases

CO2

Material:

 Una probeta graduada de 250ml.

 Un metro de manguera látex.

 Un vaso de precipitado de 100ml.

 Una balanza analítica.

 Una pizeta.

 Un matraz erlenmeyer de 250ml.

 Un tapón horadado.

 Un tubo de vidrio.

 Silicón.

Sustancias:

 Alka-seltzer.

 Agua destilada.

Procedimiento:

1) Pesar una pastilla de alka-seltzer, anotar el peso de la misma.

2) Pesar el matraz erlenmeyer de 50ml + 125ml de agua destilada, anotar el peso de este.

3) Al vaso de precipitados se le pega en un costado, con la ayuda del silicón, la manguera este se coloca invertido en la bandeja con agua de tal forma que esta llegue a más de la mitad del vaso pero sin tocar la punta de la manguera.

4) Montando el equipo.

5) Introducir rápidamente la pastilla de alka-seltzer en el matraz erlemeyer que contienen agua destilada, y tapar con el tapón horadado conectado con una manguera hacia la probeta.

6) Esperar a que la pastilla de alka-seltzer reaccione completamente con el agua. Desprendiendo así el CO2.

7) Medir el desplazamiento de volumen de agua que realizo el gas dentro de la probeta.

8) Pesar el matraz con el agua y lo que sobro de la pastilla.

9) Obtener la diferencia de pesos entre el matraz+agua+alka-seltzer y el matraz+agua+residuos de la reacción. Observar también la diferencia de volúmenes antes y después de la reacción. Obteniendo así la masa del gas.

10) Con la masa del gas y el volumen desplazado, obtener la densidad del CO2, con la relación masa por unidad de volumen.

CÁLCULOS:

Peso de matraz con agua: 221.2 g.

Peso de la pastilla: 3.2 g.

Peso inicial:

(Reactivos juntos) 224.2g.

Peso final de los reactivos después de reaccionar: 224.2 g.

Peso de la masa de CO2: 224.4g - 224.2g = 0.2g.

Volumen de CO2 = al volumen de agua desplazado en la probeta = 10ml.

Por lo tanto la densidad es:

La densidad reportada del CO2 es 0.0198g/cm3 a 25°C.

Comprobación de la densidad del agua.

Material:

 Una cubo de 1 cm. por lado.

 Balanza granataria.

 1 Pizeta.

Procedimiento:

1) Pesar el cubo en la balanza granataria el cubo.

2) Llenar el cubo con agua.

3) Volver a pesar el cubo con el agua.

4) Obtener la diferencia de pesos.

5) Obtener la densidad del agua.

CÁLCULOS:

La densidad es y siendo que tenemos un cubo de 1 cm3 que peso 1 g de agua comprobamos que la densidad el agua es 1 g/cm3

CONCLUSIONES:

 Se logro determinar de manera práctica, las densidades de sólidos y líquidos.

 Se comprobó que el aceite tiene una densidad menor a la del agua, por que cuando entran en contacto ambos líquidos, el aceite permanece arriba del agua.

 La ecuación de la densidad expresa la relación que existe entre la masa y el volumen de un sistema; un gramo de agua cabe en un cm3.

 La densidad de los gases son menores a las de los líquidos.

 Concluimos que la densidad efectivamente no depende de la cantidad de materia, por lo tanto, es una propiedad intensiva.

FUENTES DE CONSULTA:

 Cengel Yunus A., Termodinámica, Ed. Mc Graw Hill, 4ª ed., México, 2003, 10-12 pp.

 Smith, J. M., Van Ness, H. C. y Abbott, M. M. Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química. México: McGraw – Hill, 6ta. edición, 2003.

PRÁCTICA No. 2

LEY DE LOS GASES IDEALES.

OBJETIVO:

Demostrar las leyes de los gases ideales, la ley de Boyle-Mariotte, la ley de Charles y Gay-Lussac, mediante distintos experimentos que nos ayudaran a ejemplificar y exponer

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