Práctica 2: "Determinación de densidades en líquidos y sólidos"
Ariana Ore Gonzales 04/12/2017
OBJETIVOS
- Familiarizarse con los materiales de laboratorio y el manejo adecuado de los mismos.
- Medir la masa de sólidos y líquidos con la ayuda de la balanza digital y/o analógica.
- Medir el volumen de sólidos y líquidos.
- Determinar la densidad de sustancias sólidas y líquidas
- Comprobar la flotabilidad de sustancias en medio acuoso según su densidad relativa
MATERIALES
| VASO de PRECIPITADO |  |
| BALANZA DIGITAL |  |
| MATRAZ de ERLENMEYER |  |
| PROBETA GRADUADA |  |
REACTIVOS
| AGUA | ACEITE | ALCOHOL ETÍLICO |
 |  |
| PLOMO | ALUMINIO | COBRE |
 |  |  |
RESUMEN TEÓRICO
- La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un volumen en el espacio. Todo lo que nos rodea está formado por esta.
- Cada materia tiene características que se usan para diferenciar una sustancia de otra y principalmente son agrupadas en dos grandes grupos, físicas y químicas
- Una de las características que tienen todas las sustancias es la densidad. Su valor es específico en cada sustancia, lo que permite distinguirla de otras o reconocerla. La densidad es cantidad de masa en un volumen específico.
- La fórmula que se usa para medir la densidad es:
- Según el principio de Arquimedes: " Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja"
- Donde E es el empuje (fuerza que aparece al sumergir un cuerpo en una sustancia líquida) ,Pe es el peso del fluido ,Pf es la densidad del fluido, V es el volumen de fluido desplazado.
- Revisamos primero los líquidos, y puesto que no sabíamos que sustancias eran, los diferenciamos en un principio según su color, eran "amarillo", "rojo" y "azul" , cada una estaba en un vaso de precipitado. También revisamos los sólidos y dado que tampoco conocíamos la sustancia por la que estaban formados, los identificábamos según su forma, una era " un prisma"(pero no perfecto y de muy poca altura), otra era "cilindro de base circular"(tampoco es perfecto), el último era "un prisma"(tampoco perfecto) pero se diferenciaba en este caso por su color, "pardo rojizo".
- Dado que los sólidos que tenemos que identificar no son perfectos no podemos calcular su volumen mediante las ecuaciones matemáticas correspondientes a los sólidos regulares, así que a la hora de calcular su volumen vamos a usar el principio de Arquimedes, ya explicado anteriormente.
- En el caso de los LÍQUIDOS, lo que hicimos fue lo siguiente:
- El primer líquido que intentamos identificar fue la sustancia de color "ROJO", para calcular su masa lo que hicimos es llenar un probeta con agua (provinente del grifo) hasta 50mL y después la pesamos en una balanza digital en la que presionamos TARE(un botón que tiene la balanza ,la cual se usa para que el peso se vuelva cero), luego vertimos en la probeta 30 mL de la sustancia de color "rojo", y vimos que su masa era de 28,7 g , en 30 mL (su volumen). Después, averiguamos su densidad, dividiendo su masa ( 28,7 g) entre su volumen ( 30 mL o cm3). Su densidad era de: 0,95 g/cm3
- El segundo líquido que intentamos identificar fue la sustancia de color "AMARILLO", para calcular su masa lo que hicimos fue lo mismo que el anterior (llenamos la probeta hasta 50mL de agua y luego pulsamos TARE), vertimos en la probeta 13 mL de la sustancia de color "amarillo" y vimos que si masa era de 10,8 g, en 13 mL o cm3 (su volumen). Su densidad era de: 0,83 g/cm3
- El tercer líquido que intentamos identificar fue la sustancia de color "AZUL", para calcular su masa lo que hicimos fue lo mismo que usamos en las anteriores sustancias, luego vertimos en la probeta 10 mL de la sustancia de color "azul" y vimos que su masa era de 7,4 g, en 10 mL o cm3 (su volumen). Su densidad era de: 0,74 g/cm3
- En el caso de los SÓLIDOS, lo que hicimos fue lo siguiente:
- El primer sólido que intentamos identificar fue el "CILINDRO", para calcular su masa lo que hicimos fue llenar la probeta a 50 mL, con agua del grifo y lo pesamos en la balanza digital, pulsamos TARE y vimos que su masa era de 12,1 g, en un volumen de 1 mL o cm3. Su densidad es de: 12,1 g/cm3
- El segundo sólido que intentamos identificar fue el "PRISMA", para calcular su masa lo que hicimos fue lo mismo que lo anterior, su masa es de 21,6 g, en un volumen de 9 mL o cm3. Su densidad es de: 2,4 g/cm3
- El tercer sólido que intentamos identificar fue el "prisma PARDO ROJIZO", lo que hicimos fue lo mismo que hemos hecho anteriormente y decubrimos que su masa es de 49,84g, en un volumen de 7 mL o cm3. Su densidad es de: 7,12 g/cm3
- Más tarde, cuando ya sabíamos las densidades de las sustancias, descubrimos de que estba formada cada una; en el caso de los LÍQUIDOS:
- Es agua puesto que la densidad de la sustancia fue de 0,95 g/cm3, que es muy aproximado a la densidad del agua pura que es de 1 g/cm3.
- Es aceite puesto que la densidad de la sustancia fue de 0,83 g/cm3, que es muy aproximada a la densidad del aceite puro que es de 0,92g/cm3
- Es alcohol etílico puesto que la densidad de la sustancia fue de 0,74 g/cm3, que es muy aproximada a la del alcohol etílico puro que es de 0,78 g/cm3
- En el caso de los SÓLIDOS:
- Es aluminio puesto que la densidad de la sustancia fue de 2,4 g/cm3,que es muy aproximado a la densidad del aluminio pura que es de 2,7 g/cm3.
- Es plomo puesto que la densidad de la sustancia fue de 12,1 g/cm3, que es muy aproximada a la densidad del plomo puro que es de 11, 35 g/cm3
- Es cobre puesto que la densidad de la sustancia fue de 7,12 g/cm3, que es muy aproximada a la del cobre puro que es de 8,96 g/cm3
- Al final del experimento, al ya haber identificado todas las sustancias lo que hicimos fue verter en una probeta unos 10 mL de cada sustancia líquida, es decir, de agua ,aceite y alcohol etílico. Los vertimos en un orden específico el cual es de, primero los 10 mL de agua, después los 10 mL de aceite y por último los 10 mL de alcohol etílico. Lo vertimos en ese orden porque el aceite y el agua no se pueden mezclar dado que la densidad del aceite menor densidad que el agua, y el alcohol etílico tiene que ir en la parte superior de la probeta puesto que es la sustancia líquida que tiene menor densidad.
- En resumen, su orden es ese debido al que en la parte inferior de la probeta debe de ir la sustancia líquida con menor densidad y en la parte superior a ella las sustancias con menor densidad.
ANÁLISIS de RESULTADOS
1.Completa la siguiente tabla de resultados del experimento:
| SUSTANCIA | MASA (g) | VOLUMEN (cm3) | DENSIDAD (g/cm3) |
AGUA
| 28,7 g | 30 cm3 | 0,95 g/cm3 |
| ACEITE | 10,8 g | 13 cm3 | 0,83 g/cm3 |
| ALCOHOL ETÍLICO | 7,4 g | 10 cm3 | 0,74 g/cm3 |
| PLOMO | 12,1 g | 1 cm3 | 12,1 g/cm3 |
| ALUMINIO | 21,6 g | 9 cm3 | 2,4 g/cm3 |
| COBRE | 49,84 g | 7 cm3 | 7,12 g/cm3 |
2. Uno de los materiales tiene una forma aproximadamente cilíndrica por lo que podemos calcular su volumen conociendo su radio y su altura. Mide de forma aproximada estas 2 medidas y calcula el volumen del citado material. ¿Coincide el volumen calculado de esta manera con el hallado de manera experimental?
- El material que tiene aproximadamente una forma cilíndrica, es el aluminio y dado que cuando hice la práctica no tome las medidas de este no se que medidas usar para calcular el volumen, pero supongo que si hubieramos hecho bien los calculos, el resultado sería igual o muy similar al resultante, es decir, a 9 cm3.
- Los calculos que se tendrían que hacer serían:
- Medir el área del cilindro, el cual tiene su propia fórmula, que es: A=h. Π . r² , es decir que el área (A) es igual a la altura (h) multiplicada por pi (3.1416) mulltiplicado a su vez por el radio (es la medida de segmento que va desde el centro de la circunferencia hasta cualquier punto de esta)
3.Compara los valores experimentales obtenidos con los valores que se muestran a continuación para la densidad: dAGUA = 1 g/cm3, dACEITE = 0,9 g/cm3, dALCOHOL = 0,79 g/cm3, dALUMINIO = 2,7g/cm3, dESTAÑO = 7,4 g/cm3, dACERO = 7,85 g/cm3 , dCOBRE = 8,96 g/cm3 , dPLOMO = 11,3 g/cm3
| SUSTANCIAS | VALORES OBTENIDOS | VALORES REALES |
| d.AGUA | 0,95 g/cm3 | 1 g/cm3 |
| d.ALCOHOL | 0,74 g/cm3 | 0,79 g/cm3 |
| d.ACEITE | 0,83 g/cm3 | 0,9 g/cm3 |
| d.ALUMINIO | 2,4 g/cm3 | 2,7 g/cm3 |
| d.COBRE | 7,12 g/cm3 | 8,96 g/cm3 |
| d.PLOMO | 12, 1 g/cm3 | 11,3 g/cm3 |
- Al comparar los valores de la sustancias nos hemos dado cuenta de que los valores no son exactamente iguales, sin embargo son muy parecidas las densidades por eso sabemos que tipo de sustancias son.
4. ¿Coinciden exactamente los resultados? Para cada una de las sustancias analiza dichos
resultados y trata de justificar las posibles divergencias que se produzcan. ¿Se podrían
producir divergencias debido al grado de pureza de las determinadas sustancias?
- No, no coinciden exactamente los resultados de las sustancias porque aunque sea la sustancia de un material determinado el grado de pureza de este puede variar por muchas causas, las cuales pueden ser que la sustancias no solo este formada por ese elemento, sino que tenga otras sustancias en proporciones muy pequeñas; también puede ser por un cambio de temperatura o de presión; o que los materiales de medida no sean tan exactos.
5. Usando los valores teóricos que se muestran en el ejercicio 2 calcula la masa que se tendrá en
1 litro de volumen de:
- Hay una fórmula que se usa para calcular la masa de una sustancia teniendo la densidad y el volumen, esta fórmula es la siguiente: M= V . D , significa que la masa es igual a su volumen por su densidad
- AGUA: Su volumen es de 1000 mL o cm3 y su densidad es de 1 así que si hacemos.
- ALCOHOL: Su volumen es de 1000 mL o cm3 y su densidad es de o, 79 g/cm3 así que hacemos.
- PLOMO: Su volumen es de 1000 mL o cm3 y su densidad es de 11,3 g/cm3 así que hacemo:
6. Al introducir los 3 líquidos en la probeta, ¿que notaste respecto a la flotabilidad? Compara
este resultado con los valores de la densidad de los 3 líquidos y deduce un resultado que
relaciona ambas magnitudes.
- Debido a la flotabilidad noté que la sustancia que se debía colocar en el fondo de la probeta era el más denso, en este caso el agua y según el orden de sustancia más densa a menos densa se debía colocar en el fondo de la probeta o en la superficie de la probeta.
- Esta se hace así porque si lo colocas diferente, se pueden mezclar las sustancias, haciendo que no se diferencien.
7. Si sobre un recipiente con agua en estado líquido se le añadiese agua en estado sólido (hielo),
¿flotará o se hundirá? Extrae una consecuencia de este resultado. ¿Quiere esto decir que la
densidad de una sustancia depende del estado de agregación (sólido, líquido o gaseoso) en el
que se encuentre? ¿En qué estado consideras que la densidad de una sustancia es mayor? ¿Por
qué? ¿Se cumple este enunciado en el caso del agua?
- El hielo flotará puesto que aunque sean la misma sustancia y normalmente una sustancia en estado sólido es más densa que la misma en estado líquido, sin embargo esto no se produce con el agua, en esta el volumen en vez de menguar se expande, lo que hace que su estado sólido tenga menor densidad sobre su estado líquido y por eso flota.
- Considero que la densidad de una sustancia es mayor cuando esta está en un estado sólido, porque cuando se convierte en una sustancia sólida, el volumen disminuye (salvo en algunos casos), lo que hace que haya el mismo número de moléculas en un volumen menor, que tenga mayor densidad.
- En el caso del agua es diferente porque cuando se convierte en sólido en caso del agua el volumen aumenta, lo que hace que tenga menor densidad y por eso el hielo (agua en estado sólido) flota sobre el agua en estado líquido
8. ¿Y si echásemos el hielo para enfriar una copa de alcohol? ¿Qué pasaría? Justifica tu
respuesta usando el concepto de densidad.
- Si echásemos hielo para enfriar una copa de alcohol, esta se enfriaría. Sin embargo, la densidad del alcohol es de 0,79 g/cm3 y la densidad del hielo es de 0,9 g/cm3, esto quiere decir que el alcohol tiene una densidad menor que la del hielo.
- El hielo se hundirá y se quedará en la parte de abajo del vaso, puesto que su densidad es mayor a la del alcohol.
9. La mayoría de los grandes barcos se hacen con acero pese a lo que flotan en el mar. ¿Cómo es
posible este hecho? Justifica tu respuesta usando el concepto de densidad.
- Toda sustancia más densa que el agua, se hunde; sin embargo las sustancias menos densa que el agua, flota.
- El principal material del que están formados los barcos, es el metal, que es una sustancia más densa que el agua, pero al estar hueca ,dado que en su mayoría esta lleno de aire, lo que disminuye su densidad ,hasta que es menor que la del agua.
- Según el principio de Arquimedes, " Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja", en el ejemplo del barco (el cuerpo sumergido) y el agua (el fluido). El barco al sumergirse en un espacio que antes ocupaba el fluido, este fluido produce un empuje hacia arriba en la base del barco y la fuerza de este es igual al peso del fluido que se desplaza; así el barco flota.
CONCLUSIÓN
- En esta práctica hemos aprendido a que todas las sustancias tienen una densidad específica, lo que hace que unas sustancias sean más o menos densas y hace que las sustancias floten sobre otras, dado que su densidad es menor. También puede influir en su densidad, el estado en el que se encuentre la sustancia, si es sólido, es más denso, y si es gas es menos denso, sin embargo, hay algunas sustancias que no cumplen esto, como el agua en el que su estado sólido, es menos denso.
- Algunas sustancias más densas que otras pueden flotar sobre unas sustancias menos densas, haciéndolas huecas, disminuyendo su densidad,
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