Relatório Densidade de Sólidos

Objetivos

Aprender a determinar a densidade de sólidos diferentes utilizando o método do picnômetro e o método baseado no princípio de Arquimedes.

Introdução

O método do picnômetro pode ser utilizado para determinar a massa específica e a densidade de sólidos. Pode-se determinar a massa de água deslocada pela amostra dentro de um picnômetro pela expressão a seguir:

[pic 1]

Em que “m” é a massa de água deslocada pela amostra, “m1” é a massa do sólido, “m2” é a massa do picnômetro cheio de água destilada e “m3” é a massa do picnômetro contendo a amostra e cheio com água.

Sendo assim, o volume “v” da amostra é igual ao volume de água deslocada, dado pela equação:

[pic 2]

Então, a densidade do sólido pode ser obtida através da equação:

[pic 3]

Outro método também pode ser utilizado para determinar a densidade de sólidos. É o método baseado no Princípio de Arquimedes.

Tem-se uma liga de chumbo e estanho, e para calcular a massa de água deslocada pela liga:

[pic 4]

Em que “m1” é a massa da amostra da liga, “m2” é a massa da liga mergulhada no béquer com água e “m3” é a massa do fio parcialmente mergulhado em água.

Dessa forma, é determinada a massa de água deslocada e conhecendo-se a densidade da água na temperatura em que o experimento foi realizado, pode-se calcular o volume e a densidade da amostra.

A liga de chumbo e de estranho apresenta comportamento ideal, ou seja, não há contração significativa de volume ΔV~ 0. Sendo assim, é possível determinar a densidade esperada para a liga

[pic 5]

Com base na equação:

[pic 6]

[pic 7] 

Em que mPb é concentração de chumbo vezes a massa da liga, e :

[pic 8]

A partir dessas relações, pode-se calcular a massa de cada componente da mistura e sua concentração (% m/m) na liga:

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

Procedimentos

Método do picnômetro:

Primeiramente, as amostras de chumbo e de estanho foram pesadas, seguido pelo picnômetro cheio de água destilada. Posteriormente, cada amostra foi colocada dentro do picnômetro (separadamente), e o seu peso foi novamente medido.

Método baseado no princípio de Arquimedes:

A amostra de chumbo foi pesada. Em seguida prendeu-se um fio metálico ao braço da balança, e sobre esse braço foi colocado um béquer cheio de água destilada. Dessa forma, a amostra pode ser pendurada ao fio, mergulhada no béquer e teve seu peso medido novamente. Finalmente, o fio utilizado foi mergulhado na mesma extensão do que quando foi pesada a amostra de chumbo, e seu peso foi aferido.

Dados obtidos e resultados

ρ água = 0,997561 g/cm3

ρ chumbo = 11,34 g/cm3

ρ estanho = 7,29 g/cm3

Composição da liga: 45 % (m/m) de Pb

Método do picnômetro:

Chumbo:

m1= 7,2174 g

m2= 81,6413 g

m3= 88,1830 g

Estanho:

m1= 2,5593 g

m2= 81,6413 g

m3= 83,8271 g

A massa de água deslocada pelo chumbo é:

[pic 13]

[pic 14]

O volume de água deslocado é:

[pic 15]

[pic 16]

Então, a densidade da amostra do chumbo é:

[pic 17][pic 18]

[pic 19]

A massa deslocada pelo estanho é

[pic 20]

[pic 21]

O volume de água deslocado é:

[pic 22]

[pic 23]