A DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE SÓLIDOS

DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE SÓLIDOS

Resumo: A densidade determina a quantidade de matéria que está presente em uma unidade de volume, auxiliando na determinação das características e da pureza de uma substância. O trabalho visa a determinação da densidade de sólidos e líquidos e a concentração de uma solução desconhecida, para a determinação dos sólidos usou-se a balança e a proveta, para os líquidos foi usado o picnômetro e para as soluções foi usado o densímetro. A densidade dos sólidos e líquidos encontrado foram próximos ao valor teórico com erro relativo máximo de 12,35% e a solução desconhecida teve sua concentração encontrada, a principal discussão foi relativo a comparação entre as características físicas da amostra com os dados obtidos.

Palavras chave: Densidade; sólidos; pureza; concentração.

1. INTRODUÇÃO:

A química é a ciência que estuda a matéria, as suas transformações e a energia envolvida nesses processos. Para alcançar tal objetivo, são necessários a utilização de grandezas físicas. Dentre elas, pode-se citar a densidade, grandeza de suma importância para a identificação de determinada substância e se esta encontra-se em seu estado puro e sem qualquer tipo de adulteração, haja visto que a densidade é uma propriedade imutável de uma determinada substância. De acordo com Reis (2013), “densidade (ou massa específica) é a relação entre a massa (m) e o volume (v) de determinado material (seja ele sólido, líquido ou gasoso) ”, sendo determinada pela seguinte fórmula:

[1] ρ=m/v

Onde,

ρ: densidade (Kg/cm³)

m: massa (Kg)

v: volume (cm³)

Vale também ressaltar que a densidade também pode ser obtida através da razão entre a densidade de uma substância e uma outra substância considerada padrão, no caso a água. A água possui densidade máxima igual a 1g/cm³ na temperatura de 4°C e 1 atm. Um dos grandes contribuintes para o estudo da densidade foi Arquimedes de Siracusa (287 a.C - 212 a.C). De acordo com Strathern (1998), o grande cientista da Antiguidade Clássica identificou um método para descobrir se a coroa do Rei Hierão era de fato de ouro puro: enquanto banhava-se em uma banheira, percebeu que quanto mais imergia, mais a água deslocava-se, chegando a conclusão de que “todo corpo submerso em um líquido, desloca desse líquido uma quantidade determinada, cujo volume é exatamente igual ao volume do corpo submerso”. Abaixo serão descritos dois experimentos de determinação de densidade e um terceiro que usa conceitos abordados nos dois anteriores para determinar a concentração de NaCl em uma solução. O primeiro experimento tem como foco identificar a densidade de sólidos irregulares, relacionando sua respectiva massa com o volume ocupado por este, já o segundo visa determinar a densidade do álcool, bem como a determinação do erro relativo que o experimento apresentou, para isso é necessário a seguinte fórmula:

[2] Erro relativo (%) = [pic 1]

 Além disso, será analisado possíveis fatores que possam ter influenciado nos resultados finais dos experimentos, tais como os instrumentos de obtenção de massa, a forma de obtenção do volume dos sólidos, as vidrarias utilizadas nos experimentos, a presença de bolhas, flutuações de temperatura, absorção de humidade, evaporação de líquidos como também o erro humano e etc.

Experimento 1: Determinação da densidade de sólidos

1. OBJETIVOS

1. OBJETIVOS GERAIS

Determinar a densidade de três sólidos distintos, além de analisar, compreender e aplicar o princípio de Arquimedes na prática comparando a precisão dos resultados obtidos com as balanças utilizadas no experimento.

1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Obter a massa dos três sólidos.
• Estipular o volume dos sólidos.
• Calcular a densidade.
• Verificar os resultados e suas discrepâncias de valores.
• Identificar quais fatores provocaram essa discrepância.

2 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

2.1 REAGENTES E MATERIAIS

Reagentes e materiais usados no experimento:

• Um Béquer de 10,0mL;
• Uma proveta graduada de 10,0mL;
• Uma Pisseta de 500,0mL;
• Água Destilada;
• Conta-gotas;
• Balança semi-analítica OHAUS (figura 3), modelo analytical standard, precisão: 0,1g;
• Balança semi-analítica analógica (figura 1), precisão: 0,001;
• Balança analítica OLEMAN (figura 2), modelo weighing balance, precisão: 0,0001g;
• 3 metais distintos (figura 4)[pic 2]
• Pedaços de papel

Figura 1 - Balança semi-analítica analógica

• (Fonte: própria)

Figura 2 - Balança analítica OLEMAN     Figura 3- Balançasemi-analítica OHAUS                  Figura 4 -3 metais distintos[pic 3][pic 4][pic 5]

•(Fonte: própria)                                             •(Fonte: própria)                                 •(Fonte: própria)

2.2 PROCEDIMENTOS

              A princípio, foi colocado cada metal em três balanças diferentes com o intuito de se conseguir o resultado mais acurado possível de suas massas. Posteriormente, usou-se pisseta para encher o béquer e, logo após, para preencher a proveta graduada (com auxílio do conta-gotas) e atingir um volume inicial fixo. Em seguida, com a proveta inclina para não quebrar a vidraça, inseriu-se cada metal isoladamente anotando a nova medida do volume pós inserção do metal. No final, usando a diferença entra o volume final e inicial das amostras e a massa que foi medida por meio das balanças, calculou-se a densidade do metal dividindo a massa pela diferença dos volumes.

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Como o objetivo do experimento era identificar de que constituía cada material a partir da determinação da densidade destes, ou seja, a composição deles era desconhecida, foram nomeados de X1, X2 e X3. Parte-se da hipótese que X1 era cobre, X2 era alumínio, e X3 era ferro, devido a suas características construtivas, como formato, textura e tonalidade. Após a realização dos procedimentos de pesagem já citados, obteve-se os seguintes resultados:

Amostra	Massa (g)
X1	7,10
X2	5,10
X3	6,70

 Tabela 01 - Resultados referentes à massa dos sólidos obtidos através da balança semi-analítica digitalL