Atividade prática – Densidade de líquidos por pesagem
Parte 4
9º ano do Ensino Fundamental / 1º ano do Ensino Médio
Objetivo
Vivenciar diferentes situações práticas para entendimento da densidade de sólidos, líquidos e
gases, interpretando-as segundo a teoria atômico-molecular, de modo qualitativo e quantitativo.
Introdução
Não apenas para os sólidos, mas a densidade também para os líquidos é muito importante. Você
certamente conhece a mistura heterogênea “água e óleo”, formada por esses dois líquidos que não
se misturam, e que, por isso, formam duas fases distintas. Ao contrário do que muitos pensam, não
é a diferença de densidade que faz com que eles não se misturem; mas, sim, apenas determina
qual dos líquidos afunda ou flutua.
“Coluna de densidade”
Nesse experimento, conhecido como “coluna de densidade”, foram utilizados os seguintes
materiais (de baixo para cima): um pedaço de alumínio, água com corante azul, um pedaço
de cera, óleo vegetal, álcool com corante vermelho e óleo de bebê.
Mas a densidade só determina qual material flutua ou afunda. O fato de um material ser
solúvel ou insolúvel em outros é a polaridade das partículas. Ou seja, líquidos apolares se
misturam bem com outros apolares; enquanto os polares só são miscíveis em outros também
polares. Simplificando, semelhante dissolve semelhante. No caso da ilustração, a água (polar)
com corante azul não tende a se dissolver em óleo (apolar). O álcool (polar) foi colocado logo
acima do óleo (apolar) com bastante cuidado, para não agitar a mistura, pois poderia se
misturar com a água (polar) que está logo abaixo do óleo. Chamamos um líquido de “polar”
quando suas partículas possuem pólos positivo e negativo, como se fossem “micro-ímãs”. As
substâncias apolares são formadas por partículas que não possuem pólos.
Disponível (acesso: 29.9.2014): http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Density_column.JPG
Nos postos de combustíveis, são os densímetros (medidores de densidade por imersão) que
indicam ao consumidor se o etanol segue o padrão permitido por lei, de 27,5%, desde 2 de
setembro de 2014. Até mesmo nas atividades de aquarismo, a dosagem correta de sal na água
para os peixes marinhos é controlada com o uso de densímetros, pois, quanto mais sal dissolvido,
mais densa fica a solução aquosa.
Existem muitos tipos de líquidos na nossa vida cotidiana, na nossa cozinha, no banheiro, nos
armários de utensílios de limpeza, nos postos de combustíveis, no supermercado e até no bar.
Mas, em um laboratório escolar de Química ou de Ciências, há alguns líquidos que não
encontraremos tão facilmente em outros lugares.
Os líquidos mais comuns em um laboratório de escola são: água de torneira, água destilada e água
deionizada; detergente comum; etanol e outros tipos de álcool (metanol, propanol, etc.); diversos
ácidos (principalmente clorídrico, sulfúrico, acético e fosfórico); hidróxido de amônio ou “amoníaco”;
cetonas diversas (não apenas a propanona ou “acetona” comum); glicerina; benzeno ou “benzina”;
éter comum e outros éteres; clorofórmio; tetracloreto de carbono; diversos tipos de óleos de
cozinha e outros óleos vegetais ou do petróleo, além de gasolina, diesel e outros derivados; e o
mercúrio, o único metal líquido nas condições ambientes.
Certamente, a variedade e a quantidade dos líquidos presentes em um laboratório dependem de
sua finalidade. Em uma indústria, dependendo da natureza de sua atividade, o controle de
qualidade de seus processos pode exigir, até mesmo, vários laboratórios muito bem equipados e
com grande quantidade de pessoal técnico qualificado.
O mercúrio
Apesar de ser um líquido, o mercúrio é um metal e ainda mais denso (13,6g/mL) que o chumbo
(11,3g/mL). Normalmente, o frasco do mercúrio é feito de plástico preto, não sendo possível
observar seu conteúdo, se estiver fechado. É comum pegarmos o frasco de mercúrio e, de tão
pesado, acharmos que ele está cheio; mas, quando despejamos seu conteúdo em um béquer,
vemos que havia pequena quantidade em volume, bem menos do que poderíamos imaginar.
Geralmente, a quantidade de mercúrio disponível em um laboratório é muito pequena para ser
distribuída a todos os grupos, sendo mais adequado o professor fazer a demonstração da medição
da densidade desse metal líquido para os estudantes, antes da prática da turma, como instrução.
Experimento 5: Densidade de líquidos por pesagem
Material
A) Balança mecânica ou eletrônica.
B) Frascos variados para distribuição das amostras líquidas pelos grupos de estudantes, de
preferência béqueres e erlenmeyers, que não são precisos para medições de volume, com
capacidade de 50 a 500mL.
C) Frascos variados para medição de volume, de preferência provetas e balões volumétricos, que
são os mais precisos, com capacidade que pode variar de 20 até 200mL.
D) Várias pipetas, que podem ser volumétricas, graduadas ou de Pasteur, de quaisquer volumes.
E) Vários funis, de vidro ou de plástico, limpos e secos.
F) Caneta pincel para identificação de vidrarias.
G) Diversas amostras de líquidos, podendo ser: água, etanol comercial líquido, álcool em gel,
detergente, óleo de soja ou outro óleo vegetal, glicerina, benzeno, tetracloreto de carbono (CCl4),
gasolina, diesel, querosene, óleo mineral, mercúrio, leite, refrigerante light e refrigerante comum.
Obs.1: Por razões de segurança, não utilize: água sanitária ou outro produto de limpeza tóxico ou
volátil. Não utilize ácidos ou outras substâncias corrosivas, tóxicas ou voláteis. Não utilize hidróxido
de amônio (solução aquosa de amônia). O ácido acético (etanóico) puro pode ser usado, por ser
um ácido fraco, mas o cheiro forte de vinagre pode irritar um pouco. O éter comum (dietílico ou
etóxi-etano) e o clorofórmio também podem ser usados, mas também elimina vapores de cheiro
forte.
Obs.2: Os produtos que foram indicados acima não oferecem riscos à segurança, desde que os
estudantes cumpram as normas básicas de segurança e de comportamento em um laboratório de
química. Antes de iniciar a prática em si, o professor deve fazer as recomendações para o correto
manuseio dos equipamentos e dos reagentes, alertando para os riscos e indicando os
procedimentos mais seguros.
Procedimento
1. Separe, para cada grupo de estudantes, as quantidades que serão utilizadas dos diferentes
produtos e reagentes líquidos, em béqueres ou erlenmeyers, que podem variar de 50 até 500mL.
De preferência, que “sobre” bastante espaço vazio nos recipientes.
2. Identifique, na tabela abaixo, quais amostras de líquidos serão testadas nas verticais de 1 até 7.
Use a mesma numeração para todos os grupos de sua turma, para facilitar o confronto de dados
obtidos, ao final da aula.
3. Determine a massa dos frascos que serão utilizados para medição de volume, ainda vazios, bem
secos e limpos. Anote os valores de massa de cada frasco, na segunda linha da tabela.
4. Numere os béqueres com uma caneta pincel, de acordo com a numeração das colunas da
tabela.
5. Para cada amostra, com auxílio de um funil, adicione lentamente o líquido a ser testado, no
frasco de medição de volume já pesado e numerado, até um pouco abaixo do volume escolhido.
Complete o volume desejado, com o auxílio de uma pipeta. Anote os valores de volume na 5ª linha
da tabela.
Obs.3: Se for usar um balão volumétrico, lembre-se de que ele apresenta um único valor de
volume. Você não pode deixar faltar, nem ultrapassar a marca de referência, com o menisco do
líquido. Se ultrapassar, use uma pipeta para retirar um pouco do líquido e volte a adicioná-lo
lentamente até chegar ao menisco, exatamente na marca de referência.
Obs.4: Se for usar uma proveta, o problema acima não acontece. Caso o volume ultrapasse ou
fique um pouco abaixo do desejado, não há problema. Anote o valor real. Por exemplo, se queria
completar 70mL, mas passou um pouco até 77mL, anote o valor de 77mL.
Obs.5: Evite que o líquido respingue ou escorra pelas paredes do frasco. Usando funil e depois a
pipeta, você conseguirá que o líquido não toque nas paredes do recipiente. Quando o líquido é
muito viscoso, uma parte que respinga pode ficar “agarrada” nas paredes, acima do nível do
líquido, que, por isso, não terá seu volume medido junto com o restante do líquido. Mas a balança
acusará sua massa, interferindo no cálculo da densidade.
Amostras /
descrição
1–
2-
3-
4-
5-
6-
7-
Massa do frasco
vazio (g)
Massa do frasco
com amostra (g)
Massa da
amostra (g)
Volume utilizado
(mL)
Densidade do
líquido (g/mL)
6. Leve novamente os frascos à balança para obter os novos valores de pesagem, dessa vez com
os frascos contendo os respectivos líquidos. Anote os respectivos valores na 3ª linha da tabela.
7. Subtraia os valores de massa obtidos na balança, para descontar a massa do frasco vazio, e,
assim, obter a massa da amostra. Anote os valores calculados na 4ª linha da tabela.
8. Divida os valores de massa de cada amostra pelos respectivos valores de volume, para
encontrar a densidade de cada líquido. Anote os valores de densidade na última linha da tabela.
Observações e questões
1) Você deve ter encontrado uma pequena diferença, porém significativa, entre as densidades do
refrigerante comum e do refrigerante ligth. Qual deles é o mais denso? Você imagina o porquê
dessa diferença?
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2) Qual líquido apresentou menor valor de densidade? ______________________________________
3) Depois do mercúrio, qual líquido foi o mais denso? _______________________________________
4) Compare e comente as densidades dos componentes do petróleo que você testou, como
gasolina, querosene e diesel.
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5) Compare os dados obtidos com a tabela:
Substância
Densidade
Água
Resultado
Substância
Densidade
1,0g/mL
Óleo soja
Glicerina
1,26g/mL
Benzeno
Gasolina
Resultado
Substância
Densidade
0,93g/mL
Azeite
0,70g/mL
Etanol
0,79g/mL
CCl4
1,59g/mL
0,88g/mL
Éter
g/mL
Ác. acético
1,05g/mL
±0,74g/mL
Diesel
±0,89g/mL
Querosene
0,82g/mL
Resultado
6) Para comparar os dados obtidos pelos diferentes grupos de sua turma, colete os dados e
preencha a tabela abaixo. Depois responda o que se pede sobre esses dados.
Amostras /
descrição
Resultado
Grupo 1
Resultado
Grupo 2
Resultado
Grupo 3
1–
2-
3-
4-
5-
6-
7-
Resultado
Grupo 4
Resultado
Grupo 5
Resultado
Grupo 6
Média aritmética
a) A que você atribui as diferenças de resultado encontradas pelos diferentes grupos?
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b) Despreze os resultados discrepantes, para cima e para baixo, e calcule a média dos dados,
anotando-os na última linha da tabela. Assim é que se obtêm dados com maior confiabilidade
científica.
7) Apesar de ter uma fórmula bem simples, com apenas três átomos na molécula, a água tem uma
densidade maior que a de vários líquidos de fórmulas mais complexas. Por exemplo, um dos
componentes da gasolina, o octano tem fórmula C8H18; ou seja, sua molécula possui 26 átomos.
Por outro lado, a molécula de gás hélio possui apenas um átomo e, na qualidade de gás, possui
densidade muito menor que a de qualquer líquido ou sólido - tanto que a densidade dos gases é
dada por g/L, ao invés de g/mL. Para complicar, o mercúrio, como o hélio, também é uma
substância pura simples, formada por apenas um tipo de átomo, mas tem densidade elevadíssima.
Tente imaginar, então, qual característica ou propriedade as substâncias devem ter, para que sua
densidade seja maior ou menor. Elabore uma pequena teoria sobre o assunto.
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