QMC5119 - II Semestre de 2014
EXPERIÊNCIA Nº 4
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE SÓLIDOS E SOLUÇÕES
1. Introdução
A densidade pode ser utilizada como uma propriedade na identificação, no
controle de qualidade da produção de um determinado produto na indústria, bem
como pode ser relacionada com a concentração de soluções. Por exemplo, a
gasolina, adicionada de álcool etílico, e o álcool hidratado são combustíveis
utilizados em veículos no Brasil, sendo que a composição da mistura pode ser
avaliada através da determinação da densidade. Do mesmo modo, a concentração
da solução de ácido sulfúrico contido entre os eletrodos de uma bateria pode ser
avaliada através da medida da densidade. Nesta experiência serão determinadas
as densidades do poliestireno e da solução aquosas de açúcar (sacarose),
utilizando o picnômetro. A densidade também pode ser determinada através de
uma coluna líquida com um gradiente de densidade, ou seja, de uma coluna em
que a densidade do meio líquido aumenta gradativamente do topo para o fundo da
coluna.
2. Parte experimental
Será determinada a densidade utilizando-se picnômetro. Este é semelhante
a um balão volumétrico, onde a tampa é substituída por um tubo capilar. Pode ser
encontrado comercialmente com volumes que variam de 1 a 100 mL.
A densidade é definida como a razão entre a
massa da solução (ou sólido) pelo volume da mesma
(do mesmo). A massa pode ser determinada
diretamente utilizando-se uma balança e o volume
através do volume do picnômetro. Como o volume do
picnômetro na temperatura de trabalho deve ser
conferido, é necessário calibrar o picnômetro, utilizandose para isso um líquido de densidade conhecida nessa
temperatura. Utilizaremos a água.
-
calibração do picnômetro
Água destilada será utilizada para calibrar o picnômetro. Como existem gases
dissolvidos na água, para minimizar erros experimentais, esses gases devem
ser eliminados através do aquecimento da água até ebulição, durante alguns
minutos, em um béquer.
i) pese o picnômetro vazio e complete com água destilada, desgaseificada,
na temperatura ambiente.
ii) coloque a tampa no picnômetro de modo que o excesso de água possa
sair pelo capilar, secando-o com papel absorvente,
iii) pese o picnômetro com a água. A diferença entre essa massa e a massa
do picnômetro vazio permitirá determinar a massa da água contida no
picnômetro.
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Dados experimentais obtidos:
Medida 1
Medida 2
Medida 3
massa do picnômetro vazio ..........
massa do picnômetro com água ..
massa da água .............................
_____ g
_____ g
_____ g
_____ g
_____ g
_____ g
_____ g
_____ g
_____ g
temperatura da água ....................
_____ oC
Determine o volume do picnômetro
_____
- Densidade da solução de sacarose
Prepare soluções de sacarose em meio aquoso nas seguintes
concentrações em unidades de g/100 mL: 10,0; 15,0; 20,0; 25,0; 30,0; 35.
Determine a densidade de cada uma das soluções preparadas, utilizando o
seguinte procedimento:
i) lave com acetona o picnômetro, cujo volume foi determinado anteriormente
e determine a massa do picnômetro após seca-lo.
ii) adicione a solução de sacarose e coloque a tampa de maneira que a
solução complete todo o volume do picnômetro até a parte superior do
capilar.
iii) pese o picnômetro com a solução de sacarose e, por diferença, determine
a massa da solução aquosa de sacarose. Como o volume da solução
corresponde ao volume do picnômetro determinado anteriormente, a
densidade da solução pode ser facilmente determinada.
Dados experimentais obtidos
massa do picnômetro vazio..............
massa do picnômetro com solução..
massa da solução ............................
massa do picnômetro vazio..............
massa do picnômetro com solução..
massa da solução ............................
Medida 1
Solução A
Medida 2
Medida 3
_____
_____
_____
_____
_____
_____
_____ g
_____ g
_____ g
Medida 1
Solução B
Medida 2
Medida 3
_____
_____
_____
_____
_____
_____
_____ g
_____ g
_____ g
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-
Determinação da densidade de poliestireno
Para determinar a densidade do poliestireno, o seguinte procedimento deve ser
seguido:
i) lave o picnômetro diversas vezes com água e depois com acetona,
ii) após secá-lo determine a massa do picnômetro vazio,
iii) adicione poliestireno, até um pouco mais da metade do volume do
picnômetro e pese-o.
A determinação do volume ocupado pelo poliestireno no interior do picnômetro
pode ser determinado, adicionando-se um não solvente, ou seja, um líquido que
não dissolva a amostra e do qual se conheça a densidade na temperatura de
trabalho. A diferença do volume do picnômetro pelo volume ocupado pelo não
solvente permite determinar o volume do poliestireno
iv) adicione água ao picnômetro com poliestireno,
v) coloque a tampa e pese-o.
Dados experimentais obtidos:
Medida 1
Medida 2
Medida 3
massa do picnômetro..................................
massa do picnômetro com poliestireno.......
massa do poliestireno ................................
______ g
______ g
______ g
______ g
______ g
______ g
______ g
______ g
______ g
massa do picnômetro poliestireno e água..
massa da água ..........................................
______ g
______ g
______ g
______ g
______ g
______ g
volume da água ..........................................
mL
volume do poliestireno................................
mL
______ mL ______ mL
______
______ mL ______ mL
______
temperatura da água ..................................
volume do picnômetro ................................
______ oC
______ mL
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3. Questionário
1. Procure na literatura o valor da densidade da água a sete temperaturas
diferentes e faça um gráfico de densidade versus temperatura. Utilizando esse
gráfico, determine a densidade da água na temperatura que você fez os
experimentos.
2. Faça o gráfico de densidade em função da concentração da solução de
sacarose. Qual é a densidade da solução de sacarose com concentração
desconhecida?.
3. Os gases dissolvidos na água podem induzir a erros na determinação do volume
do picnômetro? Explique.
4. Massas diferentes de uma mesma substância devem
necessariamente o mesmo valor de densidade? Justifique a resposta.
apresentar
5. Compare o valor obtido para a densidade do poliestireno com o valor obtido na
literatura. Qual foi o erro e quais procedimentos poderiam ser tomados para
minimizar essa diferença?