"DETERMINACIÓN DE DENSIDADES EN LÍQUIDOS Y SÓLIDOS"
INTRODUCCIÓN:
AUTORA:
Marta Tapia Jorge
REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA:
23/11/2017
DESCRIPCIÓN GENERAL:
Hemos temido que "averiguar" cuales eran los reactivos sólidos y líquidos que teníamos sobre la mesa teniendo en cuenta las siguientes magnitudes: Masa, Volumen y Densidad.
RESUMEN TEÓRICO:
DEBES CONOCER:
La masa, el volumen y la densidad son propiedades generales y especificas de la materia. La masa es la cantidad de átomos (que tiene un cuerpo) se mide en kilogramo ("kg"), pero frecuentemente se usan los gramos ("g"). El volumen es el espacio (que ocupa un cuerpo) se mide en metros cúbicos ("m³"), aunque lo más se usa es el litro ("l"). La densidad es la relación entre la masa y el volumen, nos permite distinguir el tipo de sustancia y además es la clave de la flotabilidad, es decir, una sustancia menos densa flota sobre una más densa. Su fórmula es:
Hay otra forma de calcular el volumen de un cuerpo si este es de forma regular:
INTRODUCCIÓN:
Hemos utilizado los siguientes reactivos:
- Agua (líquido)
- Aceite (líquido)
- Alcohol etílico (líquido)
- Material Indefinido (sólido)
Hemos calculado la masa y el volumen de los sólidos teniendo en cuenta las propiedades generales y específicas de la materia. Al igual que hemos hecho con los sólidos, lo hemos hecho con los líquidos.
OBJETIVO:
- Familiarizarse con los materiales de laboratorio y el manejo adecuado de los mismos.
- Medir la masa de sólidos y líquidos con la ayuda de la balanza digital y/o analógica.
- Medir el volumen de sólidos y líquidos.
- Determinar la densidad de sustancias sólidas y líquidas
- Comprobar la flotabilidad de sustancias en medio acuoso según su densidad relativa.
DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA:
DIBUJO ESQUEMÁTICO:
PROCESO EXPERIMENTAL:
1.Primero hemos empezado por los sólidos, es decir, los materiales indefinidos. Hemos calculado el volumen de cada material, poniendo una cantidad de agua precisa y luego metiendo dicho material observando cuanto sube el agua y restando el agua que habíamos echado al principio con la cantidad de agua final.
Imagen y vídeo del primer paso:
2.Después hemos pesado todos los materiales: el cilindro, el peso, el trozo de aluminio y el trozo de cobre.
3.Hemos calculado la densidad de los cuatro materiales.
FORMULA
4.Después de los sólidos hemos empezado con los líquidos. Hemos calculado la masa de cada líquido, pesando primero la probeta sin ningún liquido y luego pesando los líquidos uno a uno. También hemos calculado el volumen y la densidad de cada uno de ellos.
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| Agua con colorante rojo | Alcohol | Aceite |
5.Finalmente hemos comprobado la flotabilidad de los líquidos según su densidad relativa.
Hemos echado primero el líquido rojo, luego el amarillo y finalmente el azul y se han ido colocando según su densidad, el más denso más abajo y el menos denso arriba.
INSTRUMENTOS:
Balanza digital: es un instrumento utilizado en el laboratorio, que sirve para medir la masa (de un cuerpo)
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Vaso de precipitados: es un recipiente cilíndrico de vidrio borosilicatado fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio , sobre todo, para preparar o calentar sustancias, medir o traspasar líquidos. Son cilíndricos con un fondo plano; se les encuentra de varias capacidades, desde 1 ml hasta de varios litros. Normalmente son de vidrio, de metal o de un plástico en especial y son aquellos cuyo objetivo es contener gases o líquidos.
Probeta: La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilindro graduado de vidrio borosilicatado que permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma aproximada.
Matraz de Erlenmeyer: Se utiliza para el armado de aparatos de destilación o para hacer reaccionar sustancias que necesitan un largo calentamiento. También sirve para contener líquidos que deben ser conservados durante mucho tiempo o que no se ven afectados directamente por la luz del sol.
MATERIALES:
| Agua con colorante rojo | Aceite |
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| Alcohol de metileno | Material indefinido (1 cilindro, 2 peso, 3 aluminio, 4 cobre) |
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ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS:
Hemos podido observar que la masa y el volumen son propiedades generales que todos los sistemas poseen por lo que esto no nos permite distinguir de que sustancia se tratan, pero esto no sucede igual con la densidad ya que es una propiedad específica de la materia y eso quiere decir que con la densidad de una materia podríamos saber de cual se trata porque cada materia tiene una densidad propia específica.
Por otra parte también hemos podido comprobar que materia es más o menos de densa que otra, por lo que hemos observado en este caso que el líquido con mayor densidad se queda abajo (agua) , después el de intermedia densidad (aceite) y arriba el que menor densidad tiene (alcohol de metileno) por que una sustancia menos densa flota sobre una más densa. En algunos casos puede pasar que se fusionen alguno de las sustancias y den lugar a otras nuevas.
RESPUESTAS DE LAS CUESTIONES:
1.Uno de los materiales "el cilindro" tiene una forma cilíndrica por lo que su volumen se puede calcular conociendo su radio y su altura.¿Coincide el volumen calculando de esta manera con el hallado de manera experimental?
No nos ha dado tiempo a calcularlo el radio y la altura, pero según la teoría tendría que ser el mismo volumen ya que es lo mismo.
2.Cuadro de valores de densidades de elementos químicos:
3.¿Coinciden exactamente los resultados? ¿Se podrían producir diferencias debido al grado de pureza de las determinadas sustancias?
Los resultados no coinciden exactamente y se puede deber a que no sean puros del todo porque se puede variar alguna sustancia.
4.Usando los valores del ejercicio 2 calcula la masa que tendrá en 1 litro de volumen de:
Sabiendo que 1 l=10³cm³(ml)
a) Agua:
m=V·d
m=10³cm³·1g/cm³ (se quitan los cm³)
m=1000g
m=1kg
b) Alcohol:
m=V·d
m=10³cm·0'79g/cm³ (se quitan los cm³)
m=790 g
c) Plomo:
m=V·d
m=10³cm³·11,3g/cm³ (se quitan los cm³)
m=11300g
m=11kg 300g
4.Al introducir los 3 líquidos en la probeta, ¿que notaste respecto a la flotabilidad?Compara este resultado con los valores de la densidad de los 3 líquidos y deduce un resultado que relaciona ambas magnitudes.
Los líquidos menos densos flotan sobre los más densos.El alcohol flota sobre el aceite y el aceite flota sobre el agua, da igual el orden en el que los eches porque siempre se va a colocar así.Ya que en el orden de mayor densidad a menor es el siguiente; agua>aceite>alcohol.
5.Si sobre un recipiente con agua en estado líquido se le añadiese agua en estado sólido (hielo), ¿flotará o se hundirá? Extrae una consecuencia de este resultado. ¿Quiere esto decir que la densidad de una sustancia depende del estado de agregación (sólido, líquido o gaseoso) en el que se encuentre? ¿En qué estado consideras que la densidad de una sustancia es mayor? ¿Por qué? ¿Se cumple este enunciado en el caso del agua?
En este caso flotará; por que el agua en estado sólido tiene mayor volumen con lo cual, su densidad es menor.
Normalmente, al pasar una materia a estado sólido el volumen disminuye, pero en el caso de el agua su volumen aumenta.
El agua es el único elemento el cual su forma sólida flota sobre la líquida, en todos los demás se hunde porque es más densa la forma sólida.
6.¿Y si echásemos el hielo para enfriar una copa de alcohol? ¿Qué pasaría?
El hielo se hundiría debido a que la densidad del alcohol es 0,789 g/cm³ esta es menor que la del hielo que es de 0,9168 g/cm³.
7.La mayoría de los grandes barcos, se hacen con acero, pese a lo que flotan en el mar, ¿como es posible este hecho?
Los barcos flotan porque son menos densos que el agua.
¿Pero por qué la mayoría de los barcos son de acero(el cual se hunde con gran facilidad)?
Es debido a que ocupan un gran volumen.
Una esfera de 1 m cúbico de hierro se iría al fondo del mar, pero si con ese mismo metro cúbico de hierro construimos una esfera hueca, su volumen sería mayor que el de la esfera sólida, y con la ayuda del empuje del agua hacia arriba (Principio de Arquímedes), ésta flotará.
Un objeto que está hueco tiene poca densidad, porque en su mayoría esta lleno de aire. Con el barco ocurre lo mismo, aunque sea de hierro flota en el agua a causa del aire que tiene dentro. En el caso de que se le haga un agujero, el agua entraría expulsando el aire hacia fuera, entonces la densidad de barco sería mayor que la del agua y el barco se hundiría.
Es decir, existe una fuerza que empuja al barco de abajo hacia arriba haciéndolo flotar. Esto lo sabemos gracias a Arquímedes quien hace dos mil años, señaló el principio de porqué los objetos flotan: "Cuando sumergimos un objeto en el agua éste flota por una fuerza igual al peso del líquido que desplaza."
Para llegar a esta conclusión el sabio se metió en una tina con agua y se dio cuenta que entre más se sumergía, más agua caía de la tina y más ligero se sentía, porque al meter algo en el agua, ésta sube de nivel y si el objeto es grande se derrama.Lo anterior se origina en que la presión del agua va aumentando conforme aumenta la profundidad. De modo que es mayor la presión en el fondo del barco que en las parte superiores.
Si quieres saber más sobre la flotabilidad de un barco o como la descubrió Arquímedes tienes los siguientes links para poder verlo:
Si esto no lo entiendes bien puedes ver el siguiente vídeo:
CONCLUSIÓN:
He trabajado con la densidad, el volumen y la masa,con esto he aprendido la diferencia entre la propiedad general y específica de la materia. También he aprendido sobre la densidad. Todo esto realizando experimentos para tener una mayor aclaración sobre estas teorías.
BIBLIOGRAFÍA:
He utilizado apuntes de las clases de física y química y también los vídeos anteriores.
APARTADO APARTE:
1.¿Por qué flota un globo en el aire?
La temperatura aumenta, esto hace que la fuerza intermolecular disminuya y aumente la velocidad de vibración de las moléculas, aumenta el volumen y disminuye la densidad; por lo que la densidad del globo es menor que la densidad del aire exterior. Esto es lo que hace que un globo flote.
Densidad del aire:1'25kg/m³
2.¿Por qué usamos un flotador para no hundirnos en el agua?
Usamos el flotador para aumentar nuestro volumen, por lo tanto baja nuestra densidad y aumenta nuestra masa. Pero la masa tiene que aumentar menos que el volumen, y la densidad tiene que ser mayor que la del agua.
Densidad del agua:1g/cm³
3.¿Qué es más denso el agua o el petroleo?¿el agua o el aceite?¿el agua dulce o el agua salada?
Densidad del petroleo: entre 0,66 g/ml y 0,9785 g/ml
Densidad del agua:1g/cm³
Es más denso el agua que el petroleo.
Densidad del agua:1g/cm³
Densidad del aceite:0,92g/cm³
Es más denso el agua que el aceite.
Densidad del agua dulce: 1000 kg/m ³
Densidad del agua salada:1027 kg/m³
Es más denso el agua salada que el agua dulce debido a la sal.
