PRACTICA DE LABORATORIO

INTRODUCCION A LA FISICOQUIMICA


No. de practica: 2

Nombre de la practica: DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS
Nombre del profesor : ANTONIO HURTADO
Nombre de los integrantes del equipo:
GARCIA TORRES MARIA GUADALUPE
MANCERA PEREZ SANDRA ESTHER
LAND HERNANDEZ JACQUELINE
SANCHEZ SANCHEZ SARAI
MORALES GALVEZ LUIS ANGEL
POCEROS MERINO JUAN CARLOS







DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS
OBJETIVO
El alumno aprendera a determinar la densidad de un líquido y un sólido irregular mediante la aplicación del principio de Arquímedes.

INTRODUCCIÓN
La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es específico 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 presión. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volúmen:
d = m / V (2.1)
Se acostumbra a expresar la densidad de los líquidos y sólidos en g/mL o g/cm3 y la densidad de los gases en g/L.

Principio de Arquímedes
Arquímedes (287-212 A. C.) se inmortalizó con el principio que lleva su nombre, cuya forma mas común de expresarlo es:
“Todo sólido de volumen V sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”.
Se cuenta que Arquímedesdescubrió el principio tratando de determinar si el oro de una corona que había encargado Hierón, rey de Siracusa había sido parcialmente reemplazado por cobre o plata, metales mas baratos.
Dice la leyenda que el principio le vino a la mente mientras se bañaba, lo que le produjo tal exaltación que, sin ponerse la ropa, corrió por las calles gritando EUREKA. Probablemente Arquímedes pensó que si la corona y otro lingote de oro puro de peso idéntico se arrojaban al agua deberían desplazar el mismo volumen de líquido. Sin embargo, durante la investigación encontró que aunque el lingote de oro y la corona pesaban lo mismo en el aire, al sumergirlos en agua la corona pesaba menos que el lingote y por consiguiente la corona era menos densa y ocupaba mas volumen. La corona no era de oro puro!
La determinación de la densidad de sólidos por el principio de Arquímedes consiste en determinar el empuje (E), el cual se halla realizando la diferencia entre el peso del sólido en el aire (ws) y el peso aparente del sólido sumergido en el líquido (wa). El volumen del líquido desalojado corresponde al volumen del sólido sumergido.
E = wdes = ws - wa = VdL (2.3
donde wdes es el peso de líquido desalojado, V el volumen del sólido y dL la densidad del líquido.
Para la determinación de la densidad pueden emplearse instrumentos basados en el principio de Arquímedes como la balanza de Westphal y los aerómetros.
MATERIAL POR EQUIPODE TRABAJO
100 cm3 de aceite de maíz
100 cm3 de glicerina
100 cm3 de miel de abeja
3 balines metalicos

MATERIAL DE LABORATORIO
1 termómetro
1 balanza analítica
1 vaso de precipitados de 250 ml
1 vernier (para medir el diametro del balín)
1 picnómetro

REACTIVOS
Agua

REALIZACIÓN

Densidad de un líquido

a) Pesar el picnómetro limpio y seco al cual llamaremos M1
b) Pesar el picnómetro con agua al cual llamaremos M2
c) Llenar el picnómetro con el líquido problema al cual llamaremos M3
d) Anotar los resultados, realizando los calculos con la siguiente fórmula:

M3 M2
PLiq= PAGUA
M2 – M1

Donde:
PLiq= Densidad del líquido
M1= peso del picnómetro limpio y seco
M2= peso del picnómetro con agua
M3= peso del picnómetro con el líquido problema
PAGUA= Densidad del agua 1 g / cm 3



Densidad de un sólido
a) Medir en la balanza analítica la masa del sólido (m sol) y la masa del líquido desalojado.
b) Calcular la masa del líquido desalojado midiendo la masa del picnómetro lleno de líquido junto con el sólido problema (fuera del picnómetro). A este peso le llamaremos M4 y restandole la masa del picnómetro lleno de líquido pero con el sólido en su interior, a este peso le llamaremos M5
c) Anotar los resultados calculados con la siguiente fórmula:
m sol
Psol = PAGUA
m des
Donde:
Psol=Densidad del sólido
Msol= masa del sólido
Mdes= masa del líquido desalojado (M4-M5)
M4= peso del picnómetro con agua y sólido (fuera del picnómetro)
M5= peso del picnómetro con agua y sólido (dentro del picnómetro)

RESULTADOS:

Líquidos:


M3 M2
PLiq= PAGUA
M2 – M1


Glicerina

PLíq = (51.640 g) – (19.273 g) = 32.367 g = 1.259 g/cm3

(44.966 g) – (19.273 g) 25.693

Aceite

PLíq = (43.900 g) – (19.273 g) = 24.627 g = 0.958 g/cm 3

(44.966 g) – (19.273 g) 25.693

Miel

PLíq = (55.150 g) – ( 19.273 g) = 35.877 g = 1.396 g/cm3

(44.966 g) – (19.273 g) 25.693
Sólido:

m sol
Psol = PAGUA
m des
Balín:

Psol= 1.053 g ( 1) = 52.65 g / cm 3

0.02

M4= 45.312
M5= 45.292

0.02

Tabla 1. Resultados de las mediciones

Medición densidad de líquidos Material M1 M2 M3 Densidad
GLICERINA Picnómetro 19.273 g 44.966 g 51.640 g 1.259 g/cm3
ACEITE Picnómetro 19.273 g 44.966 g 43.900 g 0.958 g/cm 3
MIEL Picnómetro 19.273 g 44.966 g 55.150 g 1.396 g/cm 3

Medición densidad de sólido Msol M4 M5 Densidad
Balín 1.053 g 45.312 g 45.292 g 52.65 g


CUESTIONARIO

1 ¿Porqué es importante conocer la densidad de los líquidos y los sólidos?

Sirve para averiguar la flotabilidad de una sustancia sobre otra;sirve también como un dato, para averiguar la masa o el volumen de una sustancia, por ejemplo: masa=volumen X densidad o también: Volumen = masa / densidad, es decir para obtener datos acerca de las sustancias y sólidos

2.- Describe una propiedad de esta en la industria

Bien, es importantísimo, porque la densidad es la cantidad de masa que hay dentro de un volumen determinado, por ejemplo: al elegir un tornillo de un determinado tamaño (grande) y peso (ligero) conviene mas elegir un tornillo que sea grande y que sea de aluminio para que pese menos que el de acero, aunque sea del mismo tamaño

3.- ¿Cómo afecta la densidad el cambio de temperatura?
Dentro de la termodinamica existe el fenómeno de la dilatación lineal, esto es que los cuerpos aumentan su tamaño por el efecto del calor sobre las moléculas. Esto es especialmente visible en los metales, por ejemplo el acero, el aluminio etc.

La densidad es la relación del peso entre el volumen de cualquier sustancia y al verse modificada cualquiera de las dos anteriores cambia la densidad. En gases es mas notable por los valores de densidades que tienen las sustancias en dicho estado, mientras que en los sólidos por su mismo estado, los cambios de peso o volumen no suelen ser tan significativos.

Un ejemplo es el concreto de las calles, el cual se coloca en cuadros ligeramente separados unos de otros, luego se rellena con asfalto esa separación, para que al dilatarse el cemento no sefracture. Otro ejemplo son las puertas de las casas, las cuales en tiempo de calor se dilatan y a veces cuesta trabajo abrirlas

4 Investiga si existen otro tipo de picnómetros y en donde se utilizan
Picnómetro con tapón y Picnómetro con termómetro y capilar lateral (recomendada para líquidos con presión de vapor mas alta)

5.- ¿Por qué el agua aumenta de volumen al bajar la temperatura?
En un liquido algunas moléculas tienen una energía cinética suficiente para vencer las fuerzas atractivas y pasar a estado gaseoso. Este proceso se llama evaporación y crece su velocidad si aumenta la temperatura y disminuye la energía cinética mínima para ese líquido.


CONCLUSIÓN


Muchos estudiantes pensamos que la densidad es apenas el resultado de una operación aritmética de división entre la masa y el volumen de una sustancia, pero ese concepto es mucho mas amplio y esta relacionado a otros como la compresión y el empaquetamiento. Por ejemplo, cuanto mayor sea el empaquetado de los atomos mas densa sera la sustancia, así como, cuanto mayor la compresión sobre un objeto, mayor sera su densidad. Por lo tanto concluimos que los factores externos tales como la temperatura, o el margen de error que puedan tener los materiales empleados para la medición pueden afectar de igual manera el calculo de las densidades de los sólidos y líquidos.



BIBLIOGRAFIA

The First Eureka Moment
Science 305
August 2009

Física General
Santiago Burbano de Ercilla 2009