Unidades derivadas: Densidad

Densidad de una sustancia.
Para elaborar la introducción, investigar: ¿Qué es la densidad; qué factores la modifican y
cómo la modifican; unidades en que se mide. Qué es una propiedad característica o intensiva.
Qué es una propiedad extensiva? ¿Cuál es el procedimiento para medir la densidad de un
sólido, de un líquido y de un gas?
Nota. Con base en la información recabada en la investigación (información fundamental o
básica), elaborar el marco teórico o introducción de la práctica.
Sugerencia de bibliografía.
Garzón G. Guillermo. 1986. Fundamentos de Química General. Segunda edición con manual
de laboratorio. Editorial McGraw-Hill. México.
Haber-Schaim Uri y otros. (IPS). Curso de Introducción a las Ciencias Físicas. Segunda edición.
Editorial Reverté. México.
IPS. Experimento 3.4. Densidad de un líquido. Tabla 3.1
IPS. Experimento 3.5. Densidad de un gas. Tabla 3.1
Práctica: Determinación experimental de la densidad del agua líquida.
Marco teórico o Introducción.
Densidad es la cantidad de materia contenida por unidad de volumen o también como la
relación de la masa por unidad de volumen. Suele expresarse con la ecuación densidad =
masa/volumen; d = m/v.
Esta ecuación es válida para los sólidos y los líquidos, pero para el caso de los vapores y los
gases, es necesario indicar las condiciones de presión y temperatura porque estos factores
afectan al volumen de la sustancia y en consecuencia a la densidad. Al informar la densidad de
un vapor y de un gas se debe indicar la presión y la temperatura a la cual se midió la densidad.
En general, se mide en gramos/unidad de volumen, g/mL, también se usa para sólidos
gramos/centímetros cúbicos, g/cm 3, para líquidos, gramos/mililitro, g/mL y para gases y
vapores gramos/litro, g/L, en general a 25 oC y una presión de 1 atmósfera.
Densidad del agua es 1g/mL a 4oC y una presión de una atmósfera (760 mm. de Hg). 249.00 g
de agua pura ocupan un volumen de 249.0 mL a 4oC, a temperaturas hasta 25 oC el volumen
es bastante cercano a 249 mL. La densidad de los líquidos se mide con un picnómetro o
directamente con un densímetro.
La densidad relativa es la relación o razón de la densidad de una sustancia y la densidad del
agua en las mismas condiciones, densidad relativa = densidad de la sustancia/densidad del
agua, en las mismas condiciones. Es adimensional. La densidad relativa se mide directamente
con un areómetro o densímetro.
Densidades a 25 oC y una presión de 1 atmósfera. Densidad del hidrógeno = 0.09 g/L; del
nitrógeno = 1.25 g/L y del oxígeno = 1.42 g/L.
Las propiedades características son aquellas que son independientes de la cantidad de materia
de la muestra. Por ejemplo, densidad, punto de ebullición, punto de fusión, entre otras.
Objetivo. El alumno aprenderá a:
- Determinar experimentalmente la densidad de diferentes muestras de agua líquida.
- Construir e interpretar una gráfica de densidad “contra” masa del agua.
Material y sustancias. Probeta de 100 mL, balanza, vaso de precipitados de 250 mL y agua.
Procedimiento:
Medir el volumen y la masa de 10 muestras de agua. (7, 12, 17, 23, 29, 34, 39, 43, 48, 51 mL) y
determinar la densidad de cada muestra.
1. Masa de la probeta = Xg.
2. Masa de la probeta con agua = Yg.
3. Masa del agua = masa de la probeta con agua – masa de la probeta.
Volumen del líquido V(l)
7 mL
12 mL
17 mL
23 mL
Masa del líquido m(l)
Masa =
Masa =
Masa =
Masa =
Densidad del líquido d(l)
Densidad =
Densidad =
Densidad =
Densidad =
Fórmula: densidad(líquido) = masa(líquido) /volumen(líquido).
Cálculos: (Sustituir los datos en la fórmula y realizar las operaciones).
Densidad promedio del agua líquida = suma de las densidades calculadas/número de
densidades calculadas =
Cuestionario:
- Construir e interpretar una gráfica de densidad del líquido “contra” masa del líquido.
- Trazar una gráfica de densidad (g/mL) “contra” masa (g) de una sustancia.
- Trazar una gráfica de densidad (g/mL) “contra” volumen (mL) de una sustancia.
- Define densidad e indica las unidades en que se mide.
- ¿Qué significa que una sustancia sea más densa que otra?
¿Cómo podemos saber que dos sustancias son iguales o diferentes?
Problemas.
1. Un estudiante tiene cubos de 1 cm. de lado (arista) y quiere construir una escalera que tenga
10 cubos de ancho y 10 cubos de alto y cada escalón tiene 1 cubo de anchura y 1 cubo de
altura. ¿Cuántos cubos necesita para construirla? ¿Cuál es el volumen de la escalera?
Si cada escalón se hubiera colocado de manera que la escalera formara un plano inclinado
uniforme desde el suelo hasta la parte superior ¿Cuántos cubos necesita para construirla?
¿Cuál sería el volumen de la escalera?
2. Explica ¿Qué medidas y cálculos deben realizarse para poder conocer la densidad de una
barra rectangular de un metal?
3. Un trozo de plata tiene un volumen de 10 mL y una masa de 105 g. ¿Cuál es su densidad?
4. El objeto A tiene una masa de 500g y una densidad de 5g/mL. El objeto B tiene una masa de
650g y una densidad de 6.5g/mL. Al sumergirlos en un líquido ¿Qué objeto desplazará más
líquido? ¿Pueden ser los dos objetos de la misma sustancia?
5. Se tienen dos recipientes iguales llenos de dos líquidos transparentes e inodoros o dos latas
cerradas llenas de líquido? B) Hay dos barras pequeñas metálicas de la misma forma y de
igual tamaño pintadas de color negro. ¿Cómo se puede saber si son de la misma o diferente
sustancia?
Elaborada por: Ramón Tamayo Ortega.
Agosto 2012.