densidad - Univirtual

DENSIDAD
En ESTEQUIOMETRÍA se estudian las relaciones y proporciones que
permiten evaluar la composición de los materiales o las cantidades de ellos
implicadas en las preparaciones y procesos químicos.
La cantidad de un material se puede expresar en términos de masa o en
términos de volumen. La masa de un cuerpo es una propiedad que
solamente depende de la cantidad de materia; el volumen, en cambio, es
función de la cantidad de materia, de la temperatura y de la presión (sólo
en sistemas gaseosos).
La relación entre el valor de una masa y el valor del volumen que ocupa
esta masa, se denomina densidad; dicho de otra manera, densidad es la
masa de la unidad de volumen. Simplemente:
d = m/V = masa/volumen
La densidad es una constante física característica de cada sustancia pura,
pero depende de la temperatura y de la presión, especialmente si el
material es un gas; si no se trata de una sustancia pura, la densidad
depende también de la composición del material.
Cuando se conoce la densidad y el volumen, la masa se calcula así:
m = V*d
Otra manera de conocer la masa es por pesada. Al respecto, existe la
costumbre de hablar de peso de un material queriendo significar su masa,
pero hay diferencia. Realmente el peso, w, es “la fuerza de atracción” que
ejerce la tierra sobre la materia, según la relación:
w = m*g
Siendo g la aceleración de la gravedad. En un mismo punto de la tierra a
pesos iguales corresponden masas iguales, o viceversa. Esto permite
determinar en la balanza la masa de un cuerpo igualando su peso con el
peso de otros objetos cuya masa se conoce.
Se define como densidad relativa de cualquier sustancia la relación entre
la densidad de la sustancia y la densidad de otra sustancia tomada como
referencia en las mismas condiciones:
Densidad relativa = densidad sustancia/ densidad sust. Referencia.
Veamos algunos casos de lo que hasta ahora se ha leído: La densidad de la
acetona, a 20°C, es 0,791 g/mL. Sabiendo que la densidad del agua a 20°C
es 0,9982 g/mL. Se pueden realizar los siguientes cálculos:
(a) La masa de 2,5 L de acetona a 20°C.
(b) El volumen ocupado por 100 g de acetona.
(c) La densidad relativa de la acetona a 20°C.
(a) Para calcular la masa, se utiliza la densidad como factor de conversión
de la siguiente manera:
Masa = Volumen * densidad = (2,5 L)(1000 mL/L)(0,791 g/mL) = 1977,5 g.
(b) Para calcular el volumen, se utiliza el inverso de la densidad como
factor de conversión, con el fin de cancelar las unidades de masa y que la
respuesta se obtenga en unidades volumétricas:
Volumen = (100 g)(1 mL/0,791 g) = 126,42 mL.
(c) De la definición de densidad relativa se obtiene:
Densidad relativa = (0,971 g/mL)/(0,9982 g/mL) = 0,7924.
Nótese que la densidad relativa no tiene unidades. ¿Por qué?.
Otro caso a considerar es el siguiente: Si 200 g de acetona ocupan un
volumen de 252,84 mL a 20°C, ¿Cuál es su densidad a esa temperatura?
Este caso se soluciona directamente, teniendo en cuenta la definición de
densidad:
Densidad = (masa/volumen) = (200 g/252,84 mL) = 0,791 g/mL.