Determinação Das Densidades De Soluções Etanol-água

Determinação das densidades de soluções etanol-água

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Data: 27 de março de 2009

1 - Introdução

Por definição densidade de um líquido é o quociente entre sua massa e seu volume:

 = m/v

Sua unidade de medida é g/cm3.

A densidade é uma grandeza intensiva, o seja, ela não muda se, por exemplo, diminuirmos ou aumentássemos o tamanho do sistema. A densidade pode ser usada para determinar a pureza de uma substância, já que é uma característica específica ela é significativamente alterada com a presença de contaminantes. Como sua determinação é um processo muito simples a densidade é uma medida muito utilizada para o controle da qualidade de um material.

Podemos determinar a densidade de um líquido por medidas de massa do líquido que ocupa um volume conhecido, esse método é conhecido como método do picnômetro, podemos também utilizar uma balança de densidade para medi-la, esse é o método da flutuação que se baseia no princípio de Arquimedes.

Na determinação da densidade de um líquido utilizando um picnômetro, realizamos três pesagens que têm por objetivos determinar a massa do líquido e a massa de igual volume de água.

O material mais indicado para medir a massa e o volume de uma substância é uma balança analítica, que nos dá até seis algarismos significativos de certeza, e um picnômetro, que é uma vidraria de grande precisão.

2 - Metodologia

2.1 - Material necessário

- Balança analítica, capacidade de 200,0000 g.

- Balança de densidades.

- Picnômetros de 25 mL.

- Termômetros com sensibilidade +/- 0,5 oC.

- Béqueres pequenos.

- Lenço de papel.

- Água destilada.

- Etanol absoluto.

- Misturas etanol-água com concentrações variadas, preparadas na quarta aula.

2.2 - Procedimentos

A) Método do picnômetro

1. Pesamos o picnômetro seco, limpo e vazio.

2. Medimos a temperatura da água destilada.

3. Enchemos completamente o picnômetro com água destilada, tampamos com o tubo capilar e enxugamos as paredes externas do picnômetro.

4. Pesamos o picnômetro com água destilada. Descartamos a água.

5. Fizemos ambiente no picnômetro e enchemos com etanol absoluto.

6. Pesamos o picnômetro com etanol. Descartamos o etanol.

7. Fizemos ambiente no picnômetro e enchemos com o líquido cuja densidade era desconhecida.

8. Pesamos o picnômetro cheio com o líquido de trabalho.

B) Método da balança de densidades

1. Verificamos se a balança estava nivelada e zerada.

2. Lavamos o cilindro e o fio com etanol e enchemos o cilindro com o líquido.

3. Equilibramos a balança e anotamos o valor encontrado na escala, que é a densidade do etanol.

3 - Dados Gerais

Densidade da água a 25 oC é 0,9970 g/cm3.

Densidade do etanol absoluto a 24 oC é 0,7861 g/cm3.

4 - Cálculos e Resultados Experimentais

4.1 - Cálculos

4.1.1 Cálculo do volume do picnômetro

O volume do picnômetro é igual ao volume da água que ele comporta, o volume ocupado por uma massa de água mágua e de densidade água pode ser calculada utilizando a equação:

Vágua = mágua/água

Assim:

E5: Vpic = 37,8844 g / 0,9970 g/cm3 = 37,9984 cm3

E9: Vpic = 26,2149 g / 0,9970 g/cm3 = 26,2938 cm3

Seguindo o mesmo raciocínio podemos calcular o volume dos outros picnômetros utilizados no experimento.

4.1.2 Cálculo das densidades das soluções etanol-água ou do etanol absoluto

Com os valores do volume dos picnômetros podemos utilizar a fórmula  = m/v para calcular a densidade das misturas e do etanol absoluto:

E5: mistura = 35,5346g /37,9984cm3 = 0,9352g/cm3

E6 mistura = 34,8308g /37,9984cm3 = 0,9166g/cm3

E9: mistura = 22,0136 g / 26,2938 cm3 = 0,8372g/cm3

E10: mistura = 21,5684g /26,2938cm3 = 0,8203g/cm3

Seguindo o mesmo raciocínio podemos calcular a densidade das outras misturas.

4.2 - Resultados experimentais

Os resultados obtidos no experimento juntamente com os valores calculados para o volume dos picnômetros utilizados estão expressos na tabela 1.

TABELA 1

Massa do sistema etanol-água e volume do picnômetro determinado a 25ºC

Grupo Misturas Massas/g

Pic. Vazio Pic. + água Pic. + etanol Pic. + mistura Água Etanol Mistura Volume do Pic/cm3

G1 E1 17,9294 55,1532 47,2878 54,7968 37,2238 29,3584 36,8674 37,3358

E2 17,9294 55,1532 47,2878 54,4626 37,2238 29,3584 36,5332 37,3358

G2 E3 21,4339 45,3214 40,3782 44,6650 23,8875 18,9443 23,2311 23,9594

E4 21,4339 45,3214 40,3782 44,4360 23,8875 18,9443 23,0021 23,9594

G3 E5 16,5274 54,4118 46,4178 52,0620 37,8844 29,8904 35,5346 37,9984

E6 16,5274 54,4118 46,4178 51,3582 37,8844 29,8904 34,8308 37,9984

G4 E7 17,9294 55,1532 47,2878 50,9698 37,2238 29,3584 33,0404 37,3358