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Densidad

Trabajo práctico sobre densidad.

Objetivo: Realizar diferentes métodos con el fin de determinar las densidades de una solución de NaCl y de una solución alcohólica.

Comparar dichos métodos.

Fundamento: Picnometría

La picnometría es un método utilizado para determinar densidades relativas de sólidos o líquidos basada en la comparación de la masa de un determinado volumen de una sustancia con la masa del mismo volumen de otra sustancia tomada como término de comparación, en nuestro caso el agua. El picnómetro es un recipiente de vidrio especial que se emplea considerando los volúmenes constantes.

Tiene enrase que no depende del ojo del operador, por lo tanto el error por enrase es despreciable.

Por definición:

Donde:

mx= masa del líquido incógnita

ma= masa del agua

Vx= volumen del líquido x

Va= volumen del agua

Como Vx=Va, pues es el mismo picnómetro de la ecuación Dr= (mx/Vx)/(ma/Va), queda expresada:

Aerometría:

El areómetro mide directamente las densidades absolutas de los líquidos en los que flota. En cada uno de los líquidos, una vez llegado al equilibrio, el peso del areómetro iguala al empuje recibido

Pa = E1 = E2 = E3 = Ex

Donde

Pa = peso del areómetro

E1, E2, …, Ex = Empuje recibido por el areómetro al sumergirlo en los líquidos 1, 2, …, x

Por el principio de Arquimedes sabemos que el empuje es igual al peso del volumen del líquido desalojado, por tanto se puede escribir

Pa = Ex =  x.Vx = constante para un determinado areómetro

Donde

x = peso específico del líquido x

Vx = volumen del areómetro sumergido en el liquido x.

Cuanto mayor sea  x, menor será el Vx y viceversa. Sin embargo en la práctica no se miden los volúmenes de líquidos desalojados sino que se efectúa una lectura directa de la densidad absoluta sobre la escala que se encuentra previamente graduada y calibrada. Consideremos un densímetro cualquiera y sea V el volumen del bulbo por debajo del vástago cilíndrico de sección S y altura Y sumergida en un líquido cuyo peso específico es  x.

De acuerdo con la condición de equilibrio de un densímetro

Pa = E =Vs. xy como Vs = (V + Y.S), por lo tanto

Donde:

E= empuje recibido por el areómetro

Pa = Peso del areómetro

(V + Y.S) = Volumen del areómetro sumergido

Esta ecuación es valida para cualquier líquido donde el areómetro flote. Dado que Pa, S y V son fijos para cada areómetro, al variar  x variara la altura “Y” sumergida. Por lo tanto podemos establecer una relación entre “Y” y  x. Reordenando la ecuación y expresando “Y” en función de x, obtenemos

Materiales:

  • Pipetas
  • Balanza electrónica (sensibilidad 0,001 mg)
  • Agua destilada
  • Picnómetro 25mL
  • Probeta
  • Aerómetros: Urodensimetro y Alcoholímetro
  • Granallas de Zn
  • Solución Alcohólica 20% V/V
  • Solución Salina 10% P/V

Resultados:

Dato: δH2O=0,997296 gr/mL

Masas pesadas de las diferentes soluciones por picnometría y sus desvíos Standard

Tabla de densidades relativas y absolutas de las soluciones y del sólido

Areómetro:

Medición realizada con el alcoholímetro= 25ºGL.

Corregidos con los valores de tabla considerando la temperatura del día (24°C) equivalen a: 21,8ºGL (aproximamos a 22ºGL)

δol= 0,9742 g/mL

Cuando se midió la solución salina se observo que la lectura no podía realizarse ya que el urodensímetro se iba de escala, por ello se debió realizar una dilución de la solución inicial. La dilución que se realizó fue al 50% y la densidad tomada con el urodensímetro fue de: δNaCl =1,039g/mL

Luego por medio de cálculos se determino que la densidad de la solución original de NaCl era de:

δNaCl=1,081g/mL

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