Densidade Relativa

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO

Departamento de Ciências Naturais

Curso de QUÍMICA- Licenciatura

Experimento nº 1: Densidade Relativa de Líquidos – Método do Picnômetro.

Tamires Cesquine Alves

Profª Gilmene Bianco

São Mateus, 17 de dezembro de 2012.

1. Resumo

A densidade é uma das propriedades que distingue os três estados da matéria (sólido, líquido e gasoso), pois a densidade de gases é menor que a de líquidos, e essa menor que a de sólidos. Uma técnica para se medir a densidade de um sólido ou líquido é utilizando-se um picnômetro. Para o início do procedimento encheu-se o picnômetro com o líquido que se desejava determinar a densidade (etanol, butanol). Posteriormente, mantêve-se o picnômetro no banho maria até a temperatura atingir 27 °C, que foi a temperatura escolhida para a determinação da densidade destes líquidos. Após, retirou-se o picnômetro, enxugou-se o líquido presente na parte externa do mesmo e pesou-se o picnômetro com o líquido. Através dos dados obtidos calculou-se a densidade dos líquidos. Para os sólidos (chumbo e ferro) a diferença foi na pesagem inicial do sólido, colocando-o no picnômetro e por fim adicionando água destilada. A densidade do etanol foi 0,801 g/cm3, do butanol foi 0,796 g/cm3, do chumbo foi 10,89 g/cm3 e do ferro foi 8,307 g/cm3. Com exceção do ferro todos esses valores foram menores do que os valores dos mesmos a temperaturas mais baixas. Confirmando assim o fato de que com o aumento da temperatura há uma diminuição da densidade e comprovando a eficiência do método utilizado.

2. Introdução

Os estados da matéria podem, de forma simplificada, ser agrupados em sólido, líquido e gasoso. Uma das propriedades macroscópicas que geralmente distingue esses três estados da matéria é a densidade específica (massa/volume), pois para materiais comuns do dia a dia, a densidade de gases é menor do que a de líquidos, e as dos líquidos menor ainda do que a dos sólidos. A densidade é uma grandeza intensiva, isto é, não depende da quantidade de matéria. Assim, a densidade da água pura contida em um litro ou numa colher de 5 ml é a mesma. De forma geral, se a substância é homogênea, então a sua densidade é a mesma em todos os pontos do volume que ocupa. A densidade depende do tipo de substância, mas é em geral influenciada pela temperatura e pela pressão1. A temperatura influencia na densidade, pois os materiais sofrem contração ou dilatação de seu volume com variações de temperatura. Assim, é adequado indicar a temperatura em que foi feita a medição2.

A densidade absoluta (ρ) de uma substância é definida como a relação entre a sua massa e o seu volume, sendo também uma propriedade específica, isto é, cada substância pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras substâncias.

ρ = m/v

A densidade relativa de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. No cálculo da densidade relativa de sólidos e líquidos, o padrão usualmente escolhido é a densidade absoluta da água, que é igual a 1, 000 g cm-3.

d = ρ/ ρ0

Onde, ρ0 é geralmente escolhida como padrão3.

A densidade relativa de líquidos pode também ser calculada pela fórmula:

ρrelativa = mlíquido

mágua

Um dos métodos de medir a densidade de uma substância, líquida ou sólida, é pelo método do picnômetro. Um picnômetro é um pequeno frasco de vidro construído cuidadosamente de forma que o volume de fluido que contenha seja invariável. Possui uma abertura suficientemente larga e tampa bem esmerilhada perfurada na forma de um fino tubo longitudinal4. Na figura abaixo se têm a foto de um picnômetro.

Figura 1: Picnômetro de vidro com termômetro5.

3. Objetivo

Desenvolver uma técnica para medir a densidade de líquidos e sólidos, utilizando o método do picnômetro.

4. Materiais e Métodos

4.1. Materiais

Para a realização deste procedimento foram utilizados: Picnômetro, banho maria, balança analítica, papel toalha, béquer, espátula e vidro de relógio.

4.2. Reagentes

Para a realização deste procedimento foram utilizados: Água destilada, etanol, butanol, chumbo e ferro (prego).

4.3. Procedimento experimental

Parte A – Calibração do Volume do Picnômetro.

Este procedimento foi feito em triplicata. Pesou-se o picnômetro vazio em uma balança analítica. Encheu-se o mesmo com água destilada mantendo-o no banho maria até a temperatura atingir 27 °C. Ao atingir esta temperatura, retirou-se o picnômetro do banho maria e enxugou-se a parte externa do mesmo, determinando posteriormente sua massa com a água destilada. Analisando a tabela 1, usou-se a densidade da água para determinar o volume do picnômetro.

Tabela 1: Densidade absoluta da água4.

Parte B – Medidas de Densidade de Líquidos.

Determinação da densidade do etanol.

Lavou-se três vezes o picnômetro com um pequeno volume de etanol para remover os resíduos de água do seu interior. Posteriormente, encheu-se o picnômetro com etanol mantendo-o no banho maria até a temperatura do mesmo atingir 27 °C. Após, retirou-se o picnômetro e enxugou-se o líquido presente na parte externa do mesmo. Pesou-se o picnômetro com etanol. Repetiu-se o mesmo procedimento mais duas vezes. Calculou-se