INFORME DE LABORATORIO N°01
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
FACULTAD CIENCIAS BIOLOGICAS Escuela: Genética y Biotecnología Curso:
Laboratorio de Fisicoquímica /DERUDWRULR1{
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LOS LÍQUIDOS Alumnos: ACUÑA RODRIGUEZ, Wendy AGUILAR LUIS, Miguel Ángel CCORAHUA SANTO, Robert José CHUMBE NOLASCO, Lenin Dimitriv Turno: Martes de 17:00 a 20:00
09100065 09100106 09100107 09100066
Grupo: E-F Profesor: FIGUEROA TAUQUINO, Aníbal Fortunato Fecha de realización: 08 de septiembre Fecha de entrega: 15 de septiembre 2009 ± II
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IO N°01
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LIQUIDOS
I.
INTRODUCION: Bien es sabido que el mundo o más aun el Universo están constituidos por materia cuyas propiedades principales son la masa y el volumen que ocupan.
La Densidad, es la masa de un cuerpo por unidad de volumen. Para medir esta densidad, específicamente la de un liquido; se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad, sin embargo, para nues tra experiencia recurrimos a la aplicación del MÉTODO DEL PICNOMETRO en el cual, únicamente utilizamos los valores de los pesos obtenidos por una balanza y la formula de la gravedad especifica o densidad relativa. En el proceso de la realización de los cálculos correspondientes a nuestra experiencia, pudimos contrastar resultados teóricos y experimentales, dichas diferencias resultaron ser bastante satisfactorias puesto que dieron porcentajes de error muy pequeños. Por medio desarrollo de este reporte es que expresamos, lo mejor posible, nuestro aprendizaje del tema respectivo así también queremos informar, textualmente, nuestro continuo aprendizaje sobre la utilización de las herramientas y/o instrumentos de laboratorio.
II.
RESUMEN:
OBJETIVOS
-
Determinación experimental de la densidad de líquidos.
-
Aplicar el Métododel Picnómetro para medir odeterminar la densidad.
PRINCIPIOS TEORICOS Para determinarla densidadde ciertos líquidos, eneste caso elacetato de etilo, tomamos en cuenta ciertos principios básico s, que nos muestranlas relaciones correctas para obtener el resultado deseado. a) Densidad absoluta Mide la masa por unidad de volumen b) Peso específico o peso específicoabsoluto La relación entre el peso de una sustancia y el peso de un volumen equivalente de agua a 4°C.
c) Densidad relativa o gravedad específica Compara la densidad de una sustancia con la del agua. Dicha densidad fue aplicada en nuestra experiencia por medio en elMétodo del Picnómetro. d) Principio de Arquímedes El Método del Picnómetro se basa en el principio de Arquímedes ya que de igual manera utilizan el agua como un referente parahallar la densidad de algún liquido, en este caso pudimos hallar la densidad del acetato de etilo graci as a este principio.
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25 30
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RESULTADOS PRINCIPALES
= 0,8902 g/cm 3 = 0,8878 g/cm 3
acetato de etilo acetato de etilo
Podemos llamarlos resultadosprincipales, pues son el objetivo de esta práctica.
VALOR TEORICO VS %ERROR
25
teóricoacetato de etilo =
0,8982 g/cm 3
Error (%) = 0,46
30
teóricoacetato de etilo =
0,8938 g/cm 3
Error (%) = 0,67
ANALISIS DE LOS RESULTADOS Aplicando el método del picnómetro obtenemos resultados experimentales que son muy próximos a los datos teóricos, lo cual indica que el proceso experimental se realizo con sumo cuidado y la mayor exactitud. Como consecuencia delo dicho anteriormente, podemos verque los porcentajes deerror son mínimos, ni siquiera llegan al 1%. Si comparamos la densidad del acetato de etilo a 25°C y a 30°C podemos ver que la variación es pequeña, siendo la densidad ligeramente mayor cuando se encuentra a menor temperatura.
PRINCIPALES CONCLUSIONES El someter el acetato de etilo a cierta temperatura provoca la pérdida de cierta parte de su masa, lo cual indica u na disminución en su densidad. De los resultados obtenidos podemos deducir que a mayor temperaturala sustancia adquiere menor densidady a menor temperatura adquiere mayor densidad.
RECOMENDACIONES En el momento de pesar el picnómetro, vacio o lleno con alguna sustancia; debe hacerse con cautela pues de lo contrario, a causa de la gran sensibilidad que posee la balanza, se registrarían pesos erróneos.
La medición del picnómetro lleno de acetato de etilo, debehacerse rápidamente puesto que es una sustancia con punto de ebullición bajo y además al haber estado a una temperatura mayor a ladel ambiente provoca que se evapore y pierda mas masa de la que debería perder normalmente por acción solo del calentamiento.
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III.
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PRINCIPIOS TEÓRICOS :
DETERMINACIÓN DE DENSIDAD DE LÍQUIDOS e) Densidad absoluta La densidad es una medida utilizada por la física y la química para determinar lacantidad de masa contenida en un determinado volumen. La ciencia establece dos tipos de densidades. La densidad absoluta o real que mide la masa por unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad.Se c alcula con la siguiente fórmula:
f) Peso específico o peso específicoabsoluto Se denomina peso específico de un mineral al cociente entre su peso y el peso de un volumen equivalente de agua a 4ºC (condiciones de máxima densidad del agua), siendo un valor adimensional.
g) Densidad relativa o gravedad específica Por otro lado, también existe la densidad relativa o gravedad específica que compara la densidad de una sustancia con la del agua; está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4ºC.Se calcula con la siguiente fórmula: Densidad relativa = densidad de la sustancia / densidad del agua.
Método del picnómetro Picnómetro Aparato que se utiliza para determinarlas densidades de distintas sustancias. También se conoce como frasco de densidades. Consiste en unpequeño frasco de vidrio de cuello estrecho, cerrado con un tapón esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo capilar con graduaciones. Para llenar el picnómetro se quita el tapón esmerilado, que está hueco o perforado, se añade la muestra con una probeta pequeña y se tapa. El líquido subirá por el interior del tapón hasta el capilar. Puede ocurrir que incluso rebose, en cuyo caso se secaría cuidadosamente por fuera procurando que el líquido llene totalmente el tapón o que el
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Ecuación para hallar la densidad experimental
-
IV.
DETALLES EXPERIMENTALES:
PARTE 1: Definiciones: i.
El sistema: 5
ii.
Sistema para medir densidades usando el Método del Picnómetro.
Las Variables: o
Independiente: Masa.
o
Temperatura.
Dependientes: Densidad.
PARTE 2: Preparación del experimento: Antes de iniciar con la experiencia : 1) Revisamos el material que se requiereque este en un buen estado. 2) Lavamos los materiales: el picnómetro, los dos vasos de precipitado, la pipeta y la luna de reloj. 3) Enjuagamos los materiales varias veces con aguade cano y al final con agua destilada . 4) Ahora secamos introduciéndolos en la estufa a una temperatura de 120 grados por un tiempo aproximado de 5 minutos.
PARTE 3: Ejecución y datos experimentales: 1) Bañamos externamenteel picnómetro limpio y seco junto con su tampó n con agua destilada. 2) Luego secamos con papel. 3) Ahora pesamos el picnómetro y obtenemos el W 1.
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Pesamos picnómetro con muestra liquida (W 3)/ T=25° 4) P eparamos un año a una tempera tura e 0° . ) A ora introduc imos el p icnóme tro por o tros minu tos pesamos nuevamen te .
luego sacamos e l picnóme tro
Pesamos picnómetro con agua (W 3)/ T=30°
V.
CALCULOS
a)
C alcule
-
la gravedad específica usando los datos obtenidos de la muestra.
A 25°C
-
A 30°C
e terminac ión de la dens idad del A ceta to de e tilo
b) -
A
25°C
Usamos
la formu la menc ionada an ter iormen te paracalcular la dens idad a b so lu ta de l ace ta to de e tilo .
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Dato obtenido de tablas:
- H2O a 25°C = 0,9970 g/cm 3 Reemplazando datos en la ecuación:
°
°
N° de práctica P (mmHg)
03 756
THR (°C)
20 96%
Donde M es la
muestra: Acetato de etilo
g CALCULANDO EL % DE ERROR
-
A 30 °C
Dato obtenido de tablas:
- H2O a 30°C = 0,9957 g/cm3 Reemplazando datos en la ecuación:
°
°
Donde M es la muestra: Acetato de etilo g CALCULANDO EL % DE ERROR
VI.
TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS CONDICIONES AMBIENTALES
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VALORES TEORICOS 25
teóricoacetato de etilo
30 teóricoacetato de
etilo
0,8982
g/cm3
0,8938 g/cm
3
25 teóricoagua
0,99700 g/cm
30
0,99567 g/cm3
teóricoagua
DATOS EXPERIMENTALES W1 = peso del picnómetro vacio y seco. W2 = peso del picnómetro contenido de agua. 3 W y seco. W 4 == peso peso del del picnómetro picnómetro vacio contenido con la muestra líquida.
Para Temperatura: 30°C
Para Temperatura: 25°C
W1 W2 W3 W4
W1 W2 W3 W4
21,9454 g 45,571 0 g 21,9454 g 48,2816 g
20,5330 g 30,6049 g 20,533 0 g 29,5138 g
DATOS OBTENIDOS DESPUES DE LOS CALCULOS 25
= 0,8902 g/cm3
30
acetato de etilo
= 0,8878 g/cm3
acetato de etilo
CUADRO COMPARATIVO: VALORES TEORICOS VS. VALORES EXPERIMENTALES Para 25°C 25 experimental acetato de 0,8902g/cm
Para 30°C 30 experimental acetato de 0,8878 g/cm 3
VII.
etilo
3
25 teóricoacetato de 0,8982
etilo
30
etilo
g/cm3
teóricoacetato de etilo
0,8938
g/cm3
Error (%) 0,46
Error (%) 0,67
ANALISIS DE LOS RESULTADOS: Se puede percatar que la densidad de la sustancia (agua y acetato de etilo) disminuye
y y
y
VIII.
cuando la temperatura va aumentando. El método del picnómetro es un método muy exacto, además con ayuda de una balanza analítica los valores de los pesos son m ás exactos y se puede determinarla densidad muy próxima a la teórica para así poder hallar las viscosidades a diferentes temperaturas. El porcentaje de error nos muestra un acierto muy bueno en las mediciones, así del resultado obtenido de0,46% de error, lo cual nos indica que los material es utilizados nos han proporcionado una medida muy exacta y por ello se aproxima mucho al valor teórico.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Conclucuines: y y
A mayor temperatura el valor de la densidad disminuye. El método del picnómetro resulta ser más exacto para la determinación dela densidad de los líquidos.
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y y y y
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Los líquidos con viscosidades bajas fluyen fácilmente y cuando la viscosidad es elevada el líquido no fluye con mucha facilidad. La viscosidad y la densidad de las soluciones que se estudian van a depe nder de las concentraciones que tengan dichas soluciones. La gravedad específica es un valor referencial y sirve para comparar cuantas veces una sustancia es más densa que el agua. El cálculo de la densidad de un líquido con el picnómetro es debido a que este instrumento tiene un volumen contante.
Recomendaciones: y y y y y y y y y
Tratar de mantener la temperatura constante cuando se trabaja con el picnómetro, para la determinación de las densidades de las diversas soluciones que se van a estudiar. Se deben tomar los tiempos de manera exacta cuando el líquido que se estudia pasa de un punto A a un punto B en el picnómetro. Los materiales que se utilizan para las diversas mediciones se deben lavar y secar por completo en la estufa. El picnómetro debe de ser llenado comp letamente hasta el capilar; luego del baño se debe de secar por completo el picnómetro antes de ser pesado. El volumen que se utiliza de agua debe ser el mismo para las soluciones de etanol que se han utilizado. Sujetar el picnómetro de la boca del envase y no del tubo capilar ya que el capilar es un parte movible. Al momento de encender la balanza analítica se debe esperar a que pase por el proceso de auto calibración. Es importante cerrar la ventana de la balanza analítica para que no entre ninguna sustancia externa como polvo. Al empezar a realizar las mediciones con la balanza analítica se pueden presentar lecturas de ³0,0002g´ ó ³0,0001g´ cuando no existe ninguna sustancia en el platillo de mediciones. Ante esto se debe presionar el botón³Tare´ para tarar el peso de la balanza y que la lectura vuelva a indicar 0 ³ ,0000g´.
IX.
APENDICE: a. Cuestionario: 1) Ex f t t r ét tr . La determinación de la densidad de un líquido mediante el método del picnómetro se fundamenta gracias al Principio de Arquímedes. Primero como el volumen del picnómetro es constante, al poner un ingresar un determinado líquido dentro del picnómetro y luego aumentar la temperatura el líquido tiende a ocupar mayor volumen el cual se escapa a través del fino capilar. El cual luego es medido en una balanza analítica y se compara las relaciones entre ellas y se determina la densidad especifica.
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r br ét ít y ráf r t r í . Para conocer la densidad de un líquido usando el método analítico se parte de una densidad conocida del líquido a una temperatura dada ( ) y se va a tablas para obtener el coeficiente de dilatación de la muestra pura.Se usa la siguiente ecuación: 2)
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onde es la dens idad de la mues tra a la tempera tura ue deseamos conocer es e l coe ficien te de d il a tac ión de la mues tra pura . Para conocer la dens idad de un lí uido usando el mé todo gra fico se recurre a una gra fica donde se mues tra e l compor tamien to de la dens idad de un li uido en func ión de la tempera tura para conocer la dens idad a una tempera tura dada so lamen te se proyec ta en la curva los da tos deseados como se ve en la grafica :
3)
Explicar el e ecto de la temperatura sore la densidad de lquidos sólidos
CAMBIOS DE DENSIDAD:
En genera l, la dens idad de un ma ter ia l var ía a l cam b iar la pres ión o la tempera tura. Se puede demos trar, utili ando la termod inám ica ue al aumen tar la tempera tura usua lmen te decrece la dens idad de los materiales, ay excepc iones no ta bles . P or ejemp lo , l a dens idad de l agua lí uida crece en tre el pun to de fus ión a 0 ° ) y los 4 ° y lo mismo ocurre con el sili cio a bajas tempera turas . El efec to de la tempera tura y la pres ión en los só lidos y lí uidos es muy pequeño , por lo que típ icamen te la compres ibili dad de un líqu ido o sólido es de 0- barbar= 0, MP a ) y e l coe ficien te de d ila tac ión térm ica es de 0 K . b.
ia a m a
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BIBLIOGRA IA: isicoquimica ± Levine
Ma Graw Hill 2004 Cap 1
WEBGRA ÍA: http://www.chemnetbase.com/ http://www.bearwoodphysics.com/l6experiment1.1.htm http://www.sciencebyjones.com/density_of_solids.htm http://www.capital.net/com/vcl/blurb/density.htm http://www.wnet.org/wnetschool/software/buoyancy/index.html
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http://feynman.bgsu.edu/physics/phy101/expt.101.09/ Expt.101.09 -intro.html http://www.n v.cc.va.us/alexandria/science/Density 00.htm http://www.geocities.com/terryboan/schd51/E03_density51.htm http://www.ivygreen.ctc.edu/knutsen/chem140/measdens.html
