Problemario. Densimetria y Viscometria - Facultad de Ciencias-UCV

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TEMA 3 y 4
DENSIMETRÍA Y VISCOSIMETRIA
1. Un sólido pesa en el aire 50,6000 g y sumergido en una salmuera a 20 °C
44,8200 g. Para determinar la gravedad especifica de la salmuera se
dispone de los siguientes datos:
Peso del picnómetro vacío:
16,9345 g
Peso del picnómetro mas agua a20 °C:
23,4678 g
Peso del picnómetro mas salmuera a 20 °C: 24,1064 g
Cual será la gravedad especifica de la salmuera y el sólido?
Respuesta:
1,0977
9,5748
2. Un sólido pesa 3,8000 g en el aire. Al colocarlo en un cilindro gradado de
100 ml que contiene 40 ml de agua, se obtiene una lectura final de 53 ml.
Calcular la densidad del sólido.
Respuesta:
2,6000 g/ ml
3. Un objeto pesa 7,0000 g en el aire; 3,5000 g en el agua y 4,2000 g en
aceite. Calcular:
a) La gravedad especifica del objeto
b) La gravedad especifica del aceite
Respuesta:
a) 2,0000
b) 0,8000
4. Se pesan 4,0000 g de azúcar en el aire, al sumergirlo en éter de petroleo
pesan 2,375 g. La densidad del éter de petróleo es de 0,65 g/ ml.
Determinar la densidad del azúcar.
Respuesta:
1,6000 g/ ml
5. Determinar la gravedad especifica de un sólido, por picnometría, a partir de
los siguientes datos:
Peso de la muestra en el aire:
3,566 g
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Peso del picnómetro + agua:
20,004 g
Peso del picnómetro + sólido + agua para llenar: 21,782 g
Respuesta:
1,9944
6. Calcular la gravedad especifica de un aceite a partir de los datos siguientes:
Peso del picnómetro + agua a 15,5 °C:
60,9114 g
Peso del picnómetro + aceite a 15,5 °C:
54,3296 g
Peso del picnómetro vació:
33,0612 g
Respuesta:
0,9432
7. En un cilindro graduado de 100 ml se pone agua hasta la marca de 75 ml y
se agregan 25 de fruta cortada en cubos regulares. Si la gravedad
especifica de la fruta es de 1,069. Cual era la lectura final del agua en el
cilindro?
Respuesta:
98,4 ml
8. Un sólido pesa en el aire 9,15 g; en el agua 2,56 g y en kerosene 7,56 g.
Calcular la gravedad especifica:
a) Del sólido
b) Del kerosene
Respuesta:
a) 1,3885
b) 0,2413
9. Un sólido pesa 92,0000 g en el aire, 75,0000 g en el agua y 85,0000 en
aceite. Calcular:
a) La gravedad especifica del sólido
b) La gravedad especifica del aceite
Respuesta:
a) 5,4118
b) 0,4118
10. ¿Cuál es la η absoluta de un producto cuya densidad es 1,009 g/ ml; si 5 ml
del mismo tardan 40 segundos en fluir en un viscosímetro de Otswald cuyo
tubo capilar mide 6 cm de longitud y tiene 0,4 mm de radio? La altura del
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tubo es de 10 cm.
Respuesta:
0,0133 poise
11. En un viscosímetro de Stoner, el rotor tarda 26 segundos en dar 100
revoluciones
al medir la viscosidad de un producto cuya densidad es:
1,0090 g/ ml a 20 °C en el agua tarda 12 segundos a la misma temperatura.
La viscosidad del agua a esa temperatura es de 1,0019 cp y su densidad es
de 0,9982 g/ ml. Cual es la η del producto?
Respuesta:
2,19 centipoises
12. Si una pipeta llena con agua a 20 °C (a 20 °C densidad = 0,9982;
viscosidad = 1,0019 cp) drena 2,36 minutos, en cuanto tiempo drenara si se
llena con etanol (ρ a 20 °C = 0,7894 g/ ml; η a 20 °C = 1,2 cp)
Respuesto:
3,57 minutos
13. Para usar el resultado en una determinación de la viscosidad relativa de una
solución de almidón con una viscosímetro de Otswald, se determinó su
densidad, la cual resultó ser: 1,0965 g/ m; sin embargo, el verdadero valor
es 1,0938 g/ ml. Calcular:
a) La viscosidad relativa de una solución de almidón si el tiempo de flujo
a 20 °C obtenido para el agua y la solución fueron 81,3 y 203,2
segundos, respectivamente.
b) El porcentaje de error cometido originado por el valor incorrecto de la
densidad de la solución de almidón
Respuesta:
a) 2,75 cp
b)0,25%
14. La viscosidad de una solución de sacarosa se determinó con una pipeta de
Ostwald. El tiempo de flujo de esta solución, a 20 °C fue 186,5 segundos y
para el agua 75,6 segundos. Se sabe que la viscosidad del agua a 20 °C
es 1,002 cp y la densidad de la solución 1,050 g/ ml. Además, que la
viscosidad absoluta a 20 °C, de una solución de sacarosa al 25% es 2,5 cp
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y al 27%, 2,86 cp. Calcular:
a) La viscosidad absoluta
b) El % de sacarosa en la solución
Respuesta:
a) 2,60 cp
b) 25,55%
15. Se pesan 55,0000 g de un producto sólido cuyo peso, sumergido en agua
es 14,6000 g. Se le pide calcular su gravedad especifica.
Wo = peso del sólido en el aire = 55,0000 g
Ww = peso del sólido en el agua = 14,6000 g
Gr.esp =
Wo
55,0000 g • 1
=
=1,36
Wo − Ww 55,0000 g − 14,6000 g
Wo – Ww = pérdida de peso
16. A partir de los datos siguientes:
Peso del picnometro vacío:
125,5000 g
Peso del picnometro + agua a 21 ºC:
224,8000 g
Peso del picnómetro + H2SO4 a 21 ºC:
303,5000 g
ρ del agua a 21 ºC:
0,998 g/ml
Se le pide calcular:
a) La gravedad especifica de la solución de H2SO4
b) El volumen del picnómetro
c) La densidad del ácido
Respuesta:
a) 224,8000 g – 125,5000 g = 99,3000 g de agua a 21 ºC
303,5000 g – 125,5000 g = 178,000 g H2SO4 a 21 ºC
C
gr.esp 21º
21º C (H2SO4) =
178,0000g
= 1,791
99,3000g
b) El volumen del picnometro será igual a :
v=
peso ⋅ del ⋅ agua ⋅ a ⋅ 21º C 99,30000 ⋅ g
=
= 99,5ml
0,998 ⋅ g / ml
ρ ⋅ de ⋅ agua ⋅ a ⋅ 21º C
c) La densidad del H2SO4 a 21 ºC es igual a la relación siguiente:
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peso ⋅ del ⋅ H2SO 4 ⋅ a ⋅ 21º C(g) 178,0000 g
=
= 1,789 g / ml
99,5ml
volumen ⋅ del ⋅ acido(ml)
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o bien;
gr. esp.x dH 2 O a 21 ºC= 1,791x 0,998 g/ml = 1,787 g/ml
17. El tallo de un hidrómetro esta graduado de arriba debajo de 0 a 300 partes
iguales y el volumen del hidrómetro debajo de la marca 300 es 15 veces la
del tallo graduado. Al colocarlo en agua el hidrómetro se hunde hasta la
marca 175 y en un líquido desconocido hasta la marca 220. Calcular la
densidad de dicho líquido.
0---------------
Si se llama X el volumen del
-75
-150
tallo
V1 = X
del
hidrómetro,
cada
división del mismo hidrómetro
-225
ocupara un volumen igual X/300
-300------------
ya que el tallo esta calibrado en
300
V2 = 15X
divisiones
(según
el
enunciado del problema). El
volumen total de hidrómetro
En agua-------
será igual a 15X+X
Al hundirse hasta la marca 175, el tallo desalojara un volumen total de agua
igual a (300-175) * X/300.
Puesto que el volumen desalojado por debajo de la marca 300 es 15X, el
volumen total desalojado por el hidrómetro en agua, será:
15 X +
125 X
= 15,42 X
300
En la solución y por un razonamiento igual al caso del agua, se tiene que el
volumen total desalojado por hidrómetro en la solución, es:
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15 X + (300 − 220) •
6
X
= 15,27 X
300
Se sabe que el hidrómetro va a desalojar masas iguales del agua y de la
para el agua: d1 x V1 = m1
solución
Para la solución: d2 x V2 = m2
Por lo tanto d1 x V1 = d2 x V2
Si se despeja d2 se tendrá que:
d2 =
d1 • V1
V2
Si se considera la densidad del agua igual a
1 se tiene :
d2 =
1g / ml • 15,42 Xml
= 1,0098 g / ml
15,27 Xml
6
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