TÉNICAS DE LABORATORIO QA CLASE # 6 PRÁCTICA # 3 Densidad de sólidos y líquidos. Uso del densímetro OBJETIVOS Que los estudiantes puedan: 1. Utilizar y analizar métodos experimentales para el cálculo de la densidad de sólidos y líquidos. 2. Determinar la densidad de sólidos y líquido. 3. Adquirir habilidades en el manejo de los materiales y sustancias de laboratorio de química. 4. Manejar con responsabilidad y ética sus propias observaciones experimentales y resultados obtenidos. INTRODUCCIÓN ¿Qué pesa más, un kilogramo de algodón o un kilogramo de hierro? Ciertamente y con seguridad se sabe que un kilogramos es lo mismo en cualquier parte del mundo independientemente de la sustancia o artículo pesado, no por ser más “liviano” el algodón, se va a variar un kilogramo de este respecto al otro, pero si se imagina la cantidad de algodón que habría que colocar para alcanzar dicho peso es bastante y quizá hasta costaría poder abrazarla con los brazos, mientras que esta masa de hierro no sería de un tamaño extraordinario e incluso cabría en la mano. Ahora bien, ¿qué hace el volumen respecto a una definida masa en dos o más sustancia varíe como en el caso del hierro y el algodón? Hay una propiedad que explica la pregunta anterior, ésta se llama DENSIDAD. Con la realización de esta práctica, el estudiante analizará y utilizará algunos métodos experimentales para determinar la densidad de sólidos y líquidos; como también la aplicación del Principio de Arquímedes para calcular la densidad de sólidos no geométricos y el uso de densímetros para determinar la densidad de líquidos. FUNDAMENTO TEÓRICO La densidad es una importante característica física de la materia. Todos los objetos tienen una densidad que puede aumentar o disminuir como resultado de las acciones que recaen sobre el objeto. Los efectos de la densidad son importantes para el funcionamiento del universo y de nuestra vida cotidiana. Es fácil de encontrar la densidad de un objeto y comprobar su efecto. TÉNICAS DE LABORATORIO QA CLASE # 6 La densidad de un cuerpo se define como la masa por unidad de volumen, su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en (g/cm3). 𝒅= 𝒎 𝑽 La densidad es una magnitud intensiva, pues no depende de la cantidad de sustancia considerada. Esta propiedad varía en mayor o menor medida en función de la presión y la temperatura, y también con los cambios de estado. Cada sustancia pura tiene una densidad que es característica de la misma. Una técnica para determinar la densidad en líquidos es mediante el uso del densímetro, sin necesidad de calcular antes la masa y el volumen. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical. Los densímetros son varillas flotadoras huecas, con lastre en la parte inferior y graduadas en densidades. Se fundamentan en el principio de Arquímedes. Cuanto menor es la densidad de un líquido tanto más se hunde en él los densímetros. PROCEDIMIENTOS Parte 1. Determinación de la densidad de un sólido por el método de la probeta. 1. 2. 3. 4. Determinar la masa del sólido, empleando una balanza. Llenar una probeta de 100 ml hasta la mitad de su capacidad. (Vinicial) Sumergir el sólido completamente y anotar el nuevo volumen. (Vfinal) Encontrar la diferencia de volumen aplicando la siguiente fórmula: ∆𝑉 = 𝑉𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 5. Calcular la densidad del sólido proporcionado. TÉNICAS DE LABORATORIO QA CLASE # 6 Parte 2: Determinación de la densidad de líquidos por el método del matraz. 1. 2. 3. 4. Medir la masa del matraz volumétrico vacío. (minicial) Llevar a marca de aforo con líquido (Volumen) Determinar la masa del matraz volumétrico lleno. (mfinal) Encontrar la diferencia de masa aplicando la siguiente fórmula: ∆𝑚 = 𝑚𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 5. Calcular la densidad del líquido. Parte 3: Determinación de la densidad de un líquido por el método de Arquímedes. 1. Determinar la masa de la probeta a la mitad de su capacidad con agua. (minicial) 2. Atar un sólido de densidad conocida con un hilo delgado, procurando que no toque las paredes ni el fondo de a probeta. 3. Determinar la masa de la probeta con el sólido suspendido dentro de él. (mfinal) 4. Calcular la densidad del líquido con la siguiente fórmula. (𝑚𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ) 𝑥 𝑑𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 𝑚𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 TÉNICAS DE LABORATORIO QA CLASE # 6 Parte 5: Densidad con la técnica del densímetro 1. Determinación de la densidad del agua. a. Llene una probeta de 250 ml con agua destilada. b. Introduzca lentamente el densímetro cuidando que no roce las paredes del recipiente. c. Tome la lectura en la parte más alta, según el plano horizontal del líquido. (Figura 1) d. Tome la temperatura introduciendo el bulbo del termómetro y observe la cifra marcada por el mercurio. 2. Determinación de la densidad de la glicerina. a. Llene una probeta de 50 ml hasta la mitad con glicerina. b. Introduzca lentamente el densímetro cuidando que no roce las paredes del recipiente. c. Tome la lectura en la parte más alta, según el plano horizontal del líquido. d. Tome la temperatura introduciendo el bulbo del termómetro y observe la cifra marcada por el mercurio. 3. Determinación de la densidad de un aceite vegetal. a. Llene una probeta de 50 ml hasta la mitad con aceite vegetal. b. Introduzca lentamente el densímetro cuidando que no roce las paredes del recipiente. c. Tome la lectura en la parte más alta, según el plano horizontal del líquido. d. Tome la temperatura introduciendo el bulbo del termómetro y observe la cifra marcada por el mercurio PREGUNTAS: 1. ¿Qué sucede si dejamos caer un cubito de hielo en un vaso con agua y aceite? 2. ¿Qué sucede si ahora dejamos caer aceite congelado en el vaso con agua y aceite?
