40 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA Nº 05 – ENSAIO 2 DETERMINAÇÃO de DENSIDADE de LÍQUIDOS ( PICNÔMETRO ) 1. OBJETIVOS Determinar a densidade de alguns líquidos. Relacionar essas medidas com propriedade específica de substâncias. 2. CONCEITUAÇÃO TEÓRICA As substâncias podem ser identificadas utilizando-se suas propriedades físicas características, tais como: ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade. Essas propriedades, que têm valores estabelecidos para cada substância; não dependem da quantidade de substância e são chamadas de PROPRIEDADES INTENSIVAS. A densidade de uma substância é a razão da sua massa por unidade de volume; ela pode ser obtida, matematicamente, pela divisão entre esses dois valores. A fórmula é: d = m/v, onde d é a densidade, m é a massa e v é o volume. Mesmo que a massa e o volume dependam da qualidade da substância (essas são propriedades extensivas), a razão é constante, a uma dada temperatura. As unidades de densidade mais empregadas são: g/ml ou g/cm³, a 20ºC. A temperatura deve ser mencionada, uma vez que o volume da substância varia com a temperatura e, portanto, também a densidade. A tabela 1 fornece alguns valores tabelados para densidade de algumas substâncias puras e misturas. Amostras Cobre Ferro Alumínio Estanho Hexano Álcool Etílico Água do mar* Leite de vaca** Água Símbolos ou fórmula Cu Fe Al Sn C6H14 CH3CH2OH H2O Densidade (g/ml) Temperatura (ºC) 8,96 7,86 2,70 7,29 0,659 0,791 1,025 1,028 – 1,025 1,00000 20 20 20 20 20 20 20 20 4 *(3,15% NaCL/100g solvente) ** Líquido heterogêneo de: 87% de água, 3,8% de partículas emulsificadas de ácidos graxos e gorduras; 3% de caseína (proteína); 5% de açúcar; soro, cálcio, fósforo, potássio, ferro, magnésio, cobre, proteínas e diversas vitaminas. 41 A tabela 2, apresentada a seguir mostra a variação da densidade da água em função da temperatura: Temperatura(oC) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 d/(g cm-3) 0,999700 0,999605 0,999498 0,999377 0,999244 0,999099 0,998943 0,998774 0,998595 0,998405 Temperatura(oC) 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 d/(g cm-3) 0,998203 0,997992 0,997770 0,997538 0,997296 0,997044 0,996783 0,996512 0,996232 0,995944 Observação: Utiliza-se geralmente água para a calibração dos instrumentos utilizados em densimetria, porém as medida de densidade são afetadas pela variação da temperatura. Para a água à temperatura ambiente, a densidade decresce cerca de 0,03% por °C de aumento de temperatura. 3. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS PERMANENTES 1 picnômetro 4 provetas de 10 ml de capacidade 1 termômetro 1 erlenmayer de 125 ml de capacidade 3 béquer de 25 mL de capacidade 3 pipetas volumétricas de 10 ml de capacidade 4. MATERIAL DE CONSUMO NECESSÁRIO Água destilada Leite comum tipo C Álcool etílico comercial 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Para determinar a densidade de líquidos, utilizando o picnômetro, é preciso inicialmente calibrar o picnômetro, isto é, determinar exatamente o seu volume, utilizando para isso o procedimento abaixo: 1 - Pesar o picnômetro seco, limpo e vazio. 2 - Determinar a temperatura da água destilada. 3 - Pesar o picnômetro repleto de água destilada, tomando os seguintes cuidados: não tocar no picnômetro com a mão (usar papel absorvente). eliminar as bolhas. 42 lavar bem o picnômetro na troca de líquidos, usando na última etapa da lavagem o líquido da pesagem seguinte. secar o picnômetro externamente, sem tocar na parte superior. 4 - Pesar o picnômetro repleto com o líquido em questão. 5 - Determinar a massa da amostra subtraindo a massa do picnômetro. 6 - Utilizando a massa de água e o valor de densidade para a temperatura do experimento, determine o valor do volume do picnômetro. Esse volume será considerado o volume verdadeiro do picnômetro e deverá ser usado para a determinação da densidade Determinar a densidade do leite, do álcool etílico comercial e da água com sal. Complete a tabela abaixo com os dados obtidos. Amostra Água destilada Leite comum C Álcool etílico Vol. (picnômetro) Massa (g) densidade 6. TRATAMENTO DOS DADOS OBTIDOS A partir dos dados levantados, sem desconsiderar a teoria dos algarismos significativos e erros, execute os cálculos necessários à determinação da densidade dos materiais apresentados. Calcule o erros absoluto e porcentual da densidade obtida para as amostras sólidas e líquidas em relação aos valores apresentados na tabelas 1 e 2. 7. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1) Determine quantos algarismos significativos há em cada um dos seguintes resultados de medidas: a) 4,96 b) 123,54 c) 36 d) 0,0003 e) 0,0030 f) 1,00 g) 4,0X10² 2) Discuta com os colegas de bancada a confiabilidade dos resultados obtidos. O que seria necessário para assegurar a precisão dos resultados obtidos? 3) Um recipiente que pode ser repetidamente ocupado com precisamente o mesmo volume de líquido é chamado picnômetro. Um determinado picnômetro, quando seco e vazio, pesou 25,296 g. Quando ocupado com água a 25 ºC, o picnômetro e a água pesaram 34,914 g. Quando ocupado com um líquido de composição desconhecida, o picnômetro e seu conteúdo pesaram 33,485 g. A 25 ºC a densidade da água é 0,9970 g*cm-3. Pede-se: a) Qual o volume do picnômetro (em cm3)? b) Qual a densidade do líquido desconhecido (g*cm-3)?