UNIVERSIDAD MESOAMERICANA [Ao]
Universidad Mesoamericana Facultad de Medicina y ciruga
Laboratorio de Qumica General Ing. Mara Montserrat Bagur
Prctica No.4 Densidad
Fecha de realizacin: 24/4/2012 Fecha de entrega: 15/ 05/
2012
Grupo No.6 Seccin C Arle Jocabed Fuentes Lpez 201116061 Patricia
Irene Alvarez Pastor 201216203 Lucrecia del Rosario Agustn Quijivix
201210214 Alicia Quionez Martnez 20120636
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Introduccin La densidad se define como la relacin que existe
entre el volumen y la masa de un objeto o sustancia. Es una
propiedad fsica que es caracterstica de las sustancias puras y es
considerada como una propiedad intensiva, ya que es independiente
al tamao de la muestra.
La densidad es un concepto muy importante en la qumica. Por lo
cual no es suficiente solo conocerlo, si no que hay que entenderlo,
lo que no es fcil.
La presente prctica pretende ensear y establecer de una forma
sencilla y divertida que es densidad. A si como tambin algunos
mtodos para obtener el volumen y la masa y a partir de ellos
calcular la densidad de algunas sustancias, o simplemente ensearnos
cul es el manejo adecuado para usar un instrumento especializado en
la medicin de esta propiedad.
Al final del experimento deberemos de haber comprendido que la
densidad es la masa por unidad de volumen, que no cambia si cambia
el tamao de la muestra, que puede variar mnimamente si cambia la su
temperatura y que vara en funcin de la concentracin.
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Objetivos generales
Aprender el concepto de densidad y su aplicacin. Conocer
diferentes mtodos para estimar la densidad de los objetos.
Objetivos especficos Comprender los supuestos y condiciones que
cada mtodo requiere para su aplicacin. Comprobacin experimental del
principio de Arqumedes. Medicin de la densidad de algunos slidos y
lquidos.
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Densidad de un Solido La densidad es una propiedad general de
todas las sustancias. No obstante su valor es especfico para cada
sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras.
La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la
temperatura y de la presin. Se define como la masa de una sustancia
presente en la unidad de volumen: d=m/V Se acostumbra a expresar la
densidad de los lquidos y slidos en g/mL o g/cm 3 y la densidad de
los gases en g/L. La densidad se define como el cociente entre la
masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. As, como en el S.I. la
masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cbicos (m3)
la densidad se medir en kilogramos por metro cbico (kg/m3). Esta
unidad de medida, sin embargo, es muy poco usada, ya que es
demasiado pequea. Para el agua, por ejemplo, como un kilogramo
ocupa un volumen de un litro, es decir, de 0,001 m3, la densidad
ser de: La mayora de las sustancias tienen densidades similares a
las del agua por lo que, de usar esta unidad, se estaran usando
siempre nmeros muy grandes. Para evitarlo, se suele emplear otra
unidad de medida el gramo por centmetro cbico (gr./c.c.), de esta
forma la densidad del agua ser: Volumen de slidos: el clculo del
volumen de un slido se puede hacer de dos maneras:
1.- Slidos regulares: se calcula aplicando la frmula matemtica.
V= a x h x l
Por ejemplo: Se desea calcular el volumen de un cubo cuyos lados
miden 5 cm. Cubo: l= h= a (Esto quiere decir que un cubo tiene sus
lados iguales) Entonces para calcular el volumen: Volumen = 5cm x
5cm x 5cm= 125 cm 3 Para calcular el volumen de un paraleleppedo
cuya base (largo) mide 10 cm, su altura es de 4 cm y su ancho de 5
cm. Entonces: Volumen = 10 cm x 4 cm x 5 cm = 200 cm3. 2.- Slidos
irregulares: son slidos que no tienen forma definida, como las
piedras. Para calcular el volumen de stos, se determina el volumen
de agua que desalojan al ser introducidos en un envase que contenga
este lquido. Por ejemplo, se desea saber el volumen de una piedra,
sta se introduce en un recipiente graduado (vaso de precipitado,
cilindro graduado u otro apropiado para este fin) que contiene una
determinada cantidad de agua. Se observa la variacin del volumen en
el recipiente y esa ser el volumen de dicha piedra.
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Ejemplo: Si tenemos un cilindro graduado que contiene 5 cc de
agua, se introduce la piedra y se observa que el volumen es de 9
cc; evidentemente el volumen vari de 5 cc 9 cc; la variacin es de 4
cc, entonces, el volumen de la piedra es igual a 4 cc. Clculo: V1 =
5 cc V2 = 9 cc Volumen de la piedra = V2 ? V1 Volumen de la piedra
= 9cc ? 5cc = 4 cc. Flotacin de los cuerpos La densidad de un
cuerpo est relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotar
sobre otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre
el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo posee mayor
densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es
menor, pero ambas sustancias se hundirn en la gasolina, de densidad
ms baja. Los objetos con menor densidad que la del agua flotan en
ella, los que tienen mayor densidad que ella, se hunden. En la
naturaleza hay muchos materiales que flotan en el agua, por ejemplo
la madera, el anime, el plstico, el papel y otros. Densidades
Pulverizadas Hay dos formas de definir el volumen y / o la densidad
de un polvo. Uno es el volumen de envasado, o densidad. Esto se
refiere al volumen / densidad del polvo incluyendo los huecos.
Obviamente, esto va a depender de lo difcil de colocar el polvo,
pero a veces esta definicin es importante si, por ejemplo, usted
est interesado en el embalaje de los suelos. La definicin ms comn
si el volumen / densidad de un polvo es el volumen / densidad del
material slido que comprende el polvo. Esta determinacin es como
sigue: El uso de un lquido que no se disuelve o reacciona con el
polvo slido. Tambin ser necesario asegurarse de que no quede aire
adsorbido sobre el polvo cuando el polvo y el lquido se mezclan. A
menudo esto no es un problema, pero para los polvos muy suaves como
la harina de hornear algunos pasos tendra que ser tomada para
asegurar que el aire es eliminado. Por el momento, se supone que no
es un problema. La densidad de las partculas o densidad real de un
articulado slido o en polvo, es la densidad de las partculas que
forman el polvo, en contraste con la densidad aparente , que mide
la densidad media de un gran volumen del polvo en un medio
especfico (por lo general aire ). La densidad de la partcula es una
cantidad relativamente bien definido, ya que no es dependiente del
grado de compactacin del slido, mientras que la densidad aparente
tiene diferentes valores dependiendo de si se mide en el estado
libremente reiterada o compactado (toque de densidad). Sin embargo,
una variedad de definiciones de densidad de las partculas estn
disponibles, los
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cuales difieren en trminos de si los poros estn incluidos en el
volumen de las partculas, y si los huecos son incluidos. La medicin
de la densidad de las partculas puede hacerse en un nmero de
maneras: Densidad en los Lquidos Conocida la masa del cuerpo y el
volumen de la parte sumergida, podemos determinar la densidad del
lquido. En esto se basan los aermetros o flotadores de masa
conocida que se sumergen en el lquido de densidad desconocida.
Disponen de una escala graduada, que nos proporcionan mediante
lectura directa la densidad del lquido. La superficie libre del
lquido marca el valor de la densidad en la escala del aermetro.
Dependiendo de la aplicacin concreta los aermetros reciben nombres
especficos: alcohmetros, sacarmetros, etc. El cuerpo est en
equilibrio flotando en el lquido, bajo la accin de dos fuerzas, su
peso y el empuje del fluido. En el laboratorio, vamos a coger agua
en un recipiente y, utilizando una probeta y la balanza electrnica,
vamos a calcular las masas que tienen diferentes volmenes de agua;
los vamos a anotar: Masa de agua Volumen de agua m1 m2 m3 Masa de
aceite m4 m5 V1 V2 V3 Hacemos otras medidas similares con aceite:
Volumen de aceite V4 V5
m6 V6 A continuacin, dividimos cada medida de la masa de agua
por el volumen que ocupa y lo mismo hacemos con las medidas
obtenidas con el aceite. Qu observaremos? Masa / Volumen Masa /
Volumen m1/V1=dagua m2 /V2=dagua m3/V3=dagua m4/V4=daceite
m5/V5=daceite m6/V6=daceite
Que los cocientes obtenidos con las medidas del agua son iguales
entre s, lo mismo que ocurre con las del aceite; pero, comparadas
las unas con las otras, veremos que son diferentes.
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Practica 1) Densidad de slidos de forma regular
A. Forma regular: Determinamos la masa de cada solido por medio
de la balanza (madera: 48.777g y duroport: 0.370g), Calculamos el
volumen de cada uno de losw solidos midiendo la base(madera: 4.7 y
duroport: 2.8), altura(madera: 4.1 y duroport: 2.7) y profundidad
(madera: 4.8 y duroport: 3) lo que nos dio el volumen de la madera
de 92.496 mm y el del duroport es de ss.680 mm. Calculamos la
densidad relativa de cada solido con los datos que anteriormente
sacamos. La densidad relativa de la madera es dr = 48.777g/92.496g
= 0.527 y la densidad relativa del duroporte es dr = 0.370g/22.680
= 0.016 Colocamos cada uno de los slidos dentro de un Beaker de 400
ml de agua. Qu sucede con la madera y el duroport? - La madera
flota. Porque la densidad del agua es mayor que la Madera y solo se
moja la mitad de la Madera y la otra no. - El duroport aparenta
estar sobre una superficie plana y lisa, quier4e decir que solo se
queda all. Todo va a depender del tipo de material que usamos y de
la densidad de cada uno. B. Compactos de forma irregular: Pesamos
20 monedas de 10 centavos en una probeta de 50 ml, y agregamos 25
ml de agua, luego introducimos en el agua 20 monedas de diez
centavos cada una. El volumen que tenamos era de 33 ml (25 ml de
agua y 8 ml de monedas) La densidad de la 20 moneda es de 59.406 g
y lo dividimos en 8 ml (que es el volumen de las 20 monedas, para
encontrar la densidad de cada moneda) el resultado que nos dio es
de 7.426 g/ml lo cual es la densidad de todas las monedas. La
densidad de una moneda es de 7.426 g/ml (59.406g/8ml= 29.703g y
8ml/2= 4 ml. d1moneda= 29.703 g/4 ml = 7.426 g/ml)
-
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La comparar la densidad de la moneda con la plata pudimos darnos
cuenta que la densidad de la plata (10.5 g/ml) es mayor que la
densidad de la moneda (7.426 g/ml). C. Pulverizados: - Pesamos 15g
de arena, lo colocamos en una probeta seca de 100 ml. Al leer el
volumen que alcanza dentro de la probeta fue de 13 ml. La densidad
del la arena fue de = 15 g/13ml = 1.538 En otra probeta de 100 ml
medimos el mismo volumen obtenido en la arena pero con agua. Al
calcular el volumen que se desea obtener fue de (13ml+13ml) 26 ml
si se unen las dos probetas. Vertimos el agua en la probeta que
contena la arena luego lo agitamos con la barrilla dejndola reposar
por unos minutos y el volumen que alcanzo por la mezcla fue de 20
ml. Al restar los dos volmenes nos quedo (26ml-20ml) 6ml. despus
dividimos (15g/6ml) nos dio 2.500 que sera la densidad real de la
arena y la densidad aparente de la arena fue de (15g/13ml)
1.154.
-
2) Densidad de lquidos - Pesamos la masa de una probeta de 50 ml
que fue de (73.082g) y con 10 ml de lquido y lo vertimos dentro del
recipiente y al pesarlo de nuevo nos dio 85.606 ml H2O. - Densidad
con el agua es de: dagua= 73.082g/85.606= 0.854 - Densidad del
aceite: daceite = 81.929/72.542ml= 1.129 - Densidad del alcohol:
80.584
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Cuestionario
1. Que es densidad relativa, absoluta y aparente? La densidad
relativa: es una comparacin de la densidad de una sustancia con la
densidad de otra que se toma como referencia. Ambas densidades se
expresan en las mismas unidades y en iguales condiciones de
temperatura y presin. La densidad relativa es adimensional (sin
unidades), ya que queda definida como el cociente de dos
densidades.
donde es la densidad relativa, de referencia.
es la densidad absoluta y
es la densidad
densidad absoluta : es la magnitud que expresa la relacin entre
la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema
Internacional es el kilogramo por metro cbico (kg/m3), aunque
frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud
intensiva Donde es la densidad, m es la masa y V es el volumen del
determinado cuerpo.
La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales
porosos como el suelo, los cuales forman cuerpos heterogneos con
intersticios de aire u otra sustancia normalmente ms 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:
2. Investigar la densidad de la sangre, saliva, liquidos
linfticos y orina: La densidad de la sangre total es de 1,050, la
de los glbulos, (masa globular), de 1.080 y la del plasma 1.030.
Saliva la densidad o gravedad especfica en la saliva es de
1.002-1008 Lquido linftico: su densidad vara de 1.015 a 1.023 Orina
vara entre 1015 y 1025 3. Investigar la densidad del azcar, plata,
sal y oro: azcar: La azcar morena tiene una densidad de 0.85 a 0.9
g/cm3 mientras que la azcar refinada tiene una densidad general de
0.72 g/cm3. plata 10,5 Sal : 2.16 Oro 19.3 4. Que pasara si dejamos
caer un objeto solido insoluble en agua? Se sumerge o flota?
Explique su respuesta:
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Tomemos de ejemplo los ejercicios realizados en el laboratorio
donde se tomo un trocito de duroport, trozo de madera y unas
monedas. Tomando en cuenta que la densidad de estos es de Agua
1g/mL Trozo de madera 0.545g/ml: lo que explica que por que su
densidad es menor a la del agua no se hundi completamente, si no
que casi la mitad del trozo. por que es casi la mitad de la
densidad del agua. Trozo de duroport es de 0.023g/mL: con lo que
notamos que su peso es mucho menor que la del agua y eso contribuyo
a que no se hundiera. Y las monedas o un trozo de metal que las
densidades varia de acorde al material, pero se sabe que la
densidad es mucho mayor que la del agua por ello es que se
hunden
5. Deacuerdo a la densidad investigada del oro. Cuntos gramos de
oro se tienen si este ocupa un volumen de 25ml. 25 mL Au x 19.3g =
482.5g R// 4.8x102 1mLAu
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Conclusiones La densidad es una propiedad fsica que es
caracterstica de las sustancias puras y es considerada como una
propiedad intensiva, ya que es independiente al tamao de la
muestra. Aprendimos los distintos mtodos que hay para medir la
densidad de un lquido, dependiendo de la cantidad y las
caractersticas que ste tenga, y la relacin que hay entre el volumen
y la masa, que nos da la densidad.
La densidad de los slidos y/o lquidos vara segn su masa y
volumen. Esta prctica nos muestra la importancia de relacionar las
propiedades de la materia con principios de medicin (Arqumedes) y
con el sistema de medidas.
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Recomendaciones Condiciones que debe cumplir la balanza: Debe
ser exacta: el peso de un cuerpo colocado en un platillo debe ser
igual al del cuerpo colocado en el otro. Debe ser fiel: Colocando
la misma cantidad varias veces indica siempre el mismo resultado.
Debe ser estable la balanza debe estar bien nivelada, por lo que la
burbuja de nivel se vigilar para que est ajustada. Deben estar en
un lugar slido, sin vibraciones (mesa de balanzas). Deben estar en
un lugar apartado, protegidas de gases corrosivos, humedad, etc.
(en sala de balanzas con puerta cerrada). Deben protegerse de las
altas temperaturas, sol y de la electrosttica. Se deben mantener
limpias. Antes de colocarse otra muestra debe nivelarse la
balanza.
Condiciones que debe cumplir el alumno: Para tener un mejor
resultado debe considerarse no redondear los dgitos obtenidos. El
alumno debe tener cuidado en lo tocar la balanza cuando est
midiendo la muestra.
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