EXPERIÊNCIA Nº 4 DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE
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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. QMC5119 - II Semestre de 2014 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 QMC5119 - II Semestre de 2014 - 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 QMC5119 - II Semestre de 2014 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?
