Medición de la densidad del grafito

Nombre: Isaac Newton
Curso: 1ro Bach.
Medición de la densidad del grafito
Objetivo:
Determinar la densidad del grafito utilizando una muestra de piedras de construcción.
Marco teórico:
Las masas de los átomos y las distancias entre ellos determinan la densidad de los materiales.
Es una medida de la compacidad de la materia, de cuánta masa ocupa determinado espacio; es la
cantidad de masa por unidad de volumen:
En general la densidad se expresa en unidades del S. I. que son kilogramos por metro cúbico,
aunque es muy común encontrar densidades en gramos por centímetro cúbico.
La densidad del grafito, según un portal de una universidad española es de 2,23 g cm-3.
Materiales:
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Una muestra de 20 piedras de construcción elegidas al azar.
Balanza (± 0,1 g)
Cilindro graduado (± 0,5 ml)
Procedimiento:
1. Registramos la masa de una piedra usando la balanza.
2. Registramos el volumen de la misma piedra usando la diferencia de volúmenes en un
cilindro graduado lleno de agua.
3. Repetimos este procedimiento hasta obtener una tabla de valores de masas y volúmenes
con 5 datos de cada uno.
Nota: Para poder tomar unas mejores medidas se recomienda que se usen a veces dos o más
piedras a la vez para que los puntos no sean tan cercanos y parecidos.
Registro de datos:
A continuación se muestra la tabla de datos brutos:
Tabla 1. Datos brutos
m (g)
(± 0,1 g)
7,5
11,4
13,1
14,2
17,5
V (ml)
(± 0,5 ml)
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
Cálculos:
Para poder calcular la densidad se procederá a graficar la masa vs. el volumen. El valor de la
densidad será el valor de la pendiente.
Esto se deriva de despejar la masa de la definición de densidad:
Resultados:
Gráfico m vs. V
20
18
y = 2,28x + 1,34
16
m (g)
14
12
10
8
6
4
2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
V (ml)
Teniendo en cuenta que 1 ml = 1 cm3, el resultado de la densidad fue de 2,28 g cm-3. Este valor se
redondeará a 2,3 g cm-3 debido al número de cifras significativas de los datos brutos.
Conclusión:
En esta práctica se ha cumplido con el objetivo que era el de obtener el valor de la densidad del
grafito.
Comparando nuestro valor experimental de (2,3 ± 0,7) g cm-3 con el valor de literatura 2,23 g cm-3,
se podría decir que el resultado fue exacto, pero tomando en cuenta la incertidumbre relativa de
30,4 % el resultado fue muy poco preciso.
Se tiene también que en la ecuación de la recta en la que se obtuvo la densidad aparece un error
sistemático de un corte con el eje vertical cuyo valor es de 1,34 (la ecuación era y = 2,28x + 1,34).
Esto se debe a que las piedras contenían impurezas como tierra adherida a su superficie.
Evaluación:
El resultado tuvo una incertidumbre relativa muy alta. Esto se debió al error de lectura del cilindro
graduado usado. Se puede mejorar esto consiguiendo un cilindro graduado de mejor precisión,
pero esto puede ser muy difícil de conseguir.
Otra opción es también conseguir piedras talladas de formas cúbicas, en las que es fácil calcular el
volumen midiendo los lados. Así se reduciría el error de lectura ya que se podría utilizar un pie de
rey.
Otro cuidado que hay que tener para disminuir el error sistemático es el de lavar bien las piedras y
dejarlas secar por lo menos por un día, para que ni el agua que se usó para limpiar, ni alguna
impureza (como tierra) afecten a la lectura de la masa y el volumen de las piedras, reduciendo así
el error sistemático.
Referencias:

Grafito.
Recuperado
el
10
de
junio
http://www.uned.es/cristamine/fichas/grafito/grafito.htm

Hewitt, Paul (2004). Física Conceptual, (9a ed). México: Pearson.
de
2013
desde