02_Densidade _Líquido-Sólido - udesc

Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC
Centro de Ciências Tecnológicas – CCT
Departamento de Química – DQM
ILQ0002
Introdução ao Laboratório de Química
Exp. 02
Densidade (Líquido-Sólido)
1. Introdução
1.1 - Propriedades físicas
As propriedades físicas de um composto são aquelas que ele possui no estado puro e a partir destas
propriedades é possível fazer a sua identificação. As propriedades mais conhecidas incluem a densidade, o ponto de
fusão e o ponto de ebulição. Mas, existem outras propriedades importantes como o peso molecular, o índice de
refração, a rotação óptica, espectros (infravermelho, ressonância magnética, ultravioleta-visível), etc.
1.1.1 – Densidade
A densidade expressa à relação entre a massa de um corpo e o volume ocupado por ele.
A sua unidade de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI) são gramas por mililitro (g.mL-1) para um
líquido e gramas por centímetro cúbico (g.cm3) para um sólido.
Quando se juntam dois materiais de densidades diferentes, o menos denso flutua no mais denso. Por causa disso, óleo e
gelo flutuam na água.
O densímetro é um aparelho capaz de medir a densidade dos líquidos nos quais é colocado. Quanto mais denso
for esse líquido, maior a tendência do instrumento flutuar nele. Assim é possível medir a densidade de vários fluidos
(líquidos ou gases).
Pode-se medir a densidade dos líquidos colocando-se neles um objeto para flutuar. O nível de flutuação do
objeto depende da densidade do líquido no qual o objeto é colocado. Comparando-se os níveis de flutuação em vários
líquidos, é possível estimar suas densidades.
2. Objetivos
No final desta experiência o estudante deverá ser capaz de:
•
Construir um densímetro e estimar a densidade de diversos tipos de líquidos.
3. Construção de um Densímetro - Materiais
•
Tubo de ensaio
•
Açúcar
•
Areia
•
Óleo de cozinha
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Exp. 02
•
Álcool comercial
•
Solventes orgânicos (hexano e acetado de etila
•
Sal de cozinha
•
Proveta 50 mL
4. Parte experimental
1. Coloque um tubo de ensaio de pé dentro da proveta com aproximadamente 30 mL de água. É necessário que o tubo
se mantenha em pé e flutue na água, podendo ser adicionado uma pequena quantidade de areia dentro do tubo caso
isso não aconteça. O nível de flutuação do aparelho depende da densidade do líquido no qual é colocado. Comparando
o deslocamento de volume da água que tem densidade conhecida (aproximadamente 1 g mL-1) é possível calcular a
massa do tubo de ensaio. A densidade de um líquido desconhecido é calculada pela relação:
d = massa tubo/∆V,
onde ∆V é o deslocamento de volume do líquido desconhecido causado pela massa do tubo de ensaio.
Alternativamente, pode-se construir um gráfico relacionando densidade contra deslocamento para uma série de
substâncias com densidade conhecida. O deslocamento observado para amostras com densidades desconhecidas é
obtido e então suas densidades podem ser obtidas com o auxílio do gráfico, por interpolação.
2. Verifique o volume de água deslocado pelo densímetro na água. Dê a esse deslocamento o valor de densidade igual a
1 (densidade da água = 1 g/cm³).
3. Coloque o densímetro em álcool comercial. O deslocamento encontrado corresponde à densidade 0,8 (ou seja, 0,8
g/cm³).
4. Prepare uma solução saturada de sal de cozinha e água. Para isso, junte sal à água até que ela não consiga dissolvê-lo
mais. A solução obtida tem densidade próxima a 1,2 g/cm³. Faça no tubo a marca correspondente a esta densidade.
5. Coloque o densímetro em hexano. O deslocamento encontrado corresponde à densidade 0,66 g mL-1.
6. Com o densímetro construído procure avaliar as densidades de diferentes tipos de líquidos como:
•
Mistura de álcool e água em proporções iguais;
•
Óleo de cozinha;
•
Solução saturada de açúcar em água;
•
Leite.
Os densímetros profissionais são fabricados de vidro. Rigorosamente calibrado, permitem medir densidades com
grande precisão. Com eles é possível, por exemplo, controlar a composição do álcool combustível vendido nos postos, o
teor de água no leite, o percentual de uma substância presente numa solução, etc.
5. Densidades de líquidos
1. Pegue uma amostra de 30 mL do líquido desconhecido em sua bancada. Anote a identificação do líquido na Tabela 2.
2. Escolha um béquer de 50 mL limpo e seco e pese-o. Anote o valor obtido na Tabela 2.
3. Com o pipetador, sugue uma pequena quantia do líquido para uma pipeta de 10 mL. Vire a pipeta para a posição
horizontal, retire o pipetador e deixe o líquido “molhar” a superfície do vidro. Esse processo é chamado de ambientação
ou rinsagem da pipeta. Se precisar, peça ajuda ao professor. Descarte o líquido utilizado no local indicado.
4. Pegue 10 mL do líquido desconhecido com a pipeta e transfira este volume para o béquer previamente pesado.
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5. Pese novamente o béquer e anote o novo valor na Tabela 2. Determine a massa do líquido através da diferença das
massas pesadas do béquer.
6. Repita o procedimento e determine o valor médio da densidade do líquido nas duas medidas.
Tabela 2: Massa de duas amostras de 10,0 mL de um líquido desconhecido e valor de densidade encontrado.
6. Utilização do Picnômetro
1. Pese o picnômetro devidamente seco. Anote o valor obtido.
2. Complete o picnômetro com o solvente indicado pelo professor
3. Pese novamente o picnômetro com o solvente. Anote o valor obtido.
4. Calcule o valor a densidade.