Atividade prática – Densidade aparente de sólidos granulados Parte 3

Atividade prática – Densidade aparente de sólidos granulados
Parte 3
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
Quando uma amostra de sólido está na forma de pó ou de grãos, temos que considerar que há
espaços vazios (com ar, logicamente) entre os grãos. Esses espaços serão maiores ou menores,
dependendo do formato e tamanho dos grãos.
Quando colocamos esse sólido granulado em um recipiente de medir volume, como uma proveta,
por exemplo, medimos o volume total dos grãos e do espaço entre eles. Chamamos esse volume
de volume aparente do sólido; e a densidade obtida com ele, de densidade aparente. Mas esse
volume não é o volume real daquele material; e a densidade aparente também não é a
densidade real.
Da mesma forma, um objeto “oco”, como um balde de plástico, por exemplo, tem um “volume
interno”, que é vazio. Este volume interno é importante, pois os baldes são usados para carregar
volumes de água ou de outro líquido. Mas, se medirmos a massa do balde com uma balança e
considerarmos seu volume total para calcular a densidade, o resultado será muito inferior ao da
densidade do plástico, pois estaremos considerando um volume total muito maior do que o
ocupado pelo plástico, que é o volume do plástico somado ao volume ocupado pelo ar em seu
interior.
Em culinária, utilizamos muito mais os volumes aparentes de ingredientes, como farinha de trigo,
farinha de mandioca, açúcar, sal, fermento, etc. Em uma xícara de açúcar, por exemplo, temos
aproximadamente 150mL de açúcar, em volume aparente, pois estamos incluindo os espaços
entre os grãos de açúcar, como se fossem açúcar puro.
Diferentes amostras de açúcar: do mascavo, grosso, cristal e refinado.
Açúcar refinado em um copo: há espaço entre os grãos de açúcar, preenchidos por ar.
Disponíveis (acesso: 29.9.2014): http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zucchero_grezzo_e_raffinato.jpg e
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zucker_im_Glas.JPG
Experimento 3: Densidade de sólidos, considerando o volume aparente
Material (por grupo)
A) Balança mecânica ou digital.
B) Béquer de 250mL, proveta de 100mL ou outro frasco com marcação de volume.
Obs.1: Quanto mais estreito o frasco ou seu gargalo, mais precisa será a medição de volume. Mas
cuidado para não usar frascos frágeis, que possam quebrar com o uso de pedras e cascalhos. Se
tiver um recipiente de plástico para esses materiais, melhor.
C) Calculadora.
D) Areia.
E) Argila expandida (“bolinhas” de argila, usadas em jardinagem).
F) Brita zero.
G) Outros materiais granulados que se tiver à disposição, que não sejam solúveis no líquido, como
feijão, arroz, lentilhas, grãos de soja, etc.
Procedimento
1. Pese o frasco vazio. Anote o valor da massa na tabela.
2. Coloque o sólido granulado no frasco, escolhendo um volume qualquer (100mL, 150mL ou
200mL, etc.), e preencha com o sólido até à marca desejada. Anote o valor do volume, de forma
mais precisa possível.
3. Pese novamente o frasco. Anote o valor da massa.
4. Subtraia os valores das pesagens, para descontar a massa do frasco.
5. Divida o valor da massa do sólido pelo volume; anote o valor da densidade obtida.
6. Não descarte o material, mantendo-o dentro do mesmo recipiente para o experimento 4.
Material
Areia
Argila
expandida
Brita zero
Material 4
Massa do frasco
(g)
Massa do frasco
com amostra (g)
Diferença de
massas (g)
Volume aparente
(mL)
Densidade
aparente (g/mL)
Experimento 4: Densidade de sólidos, considerando o volume real
Material (por grupo)
Obs.2: A) até G) Mesmos materiais usados no experimento três.
H) Água.
I) Suporte universal.
J) Garra para suporte.
Material 5
Material 6
K) Bureta de 100mL.
L) Funil de vidro ou de plástico.
M) Pipeta de qualquer volume.
Procedimento
1. Pegue os recipientes com os respectivos conteúdos utilizados no experimento 3.
2. Monte o suporte universal e fixe nele a garra.
3. Fixe a bureta na garra, na posição vertical, com a torneira para baixo. Cuidado para não apertar
demais a garra, pois pode quebrar a bureta.
4. Posicione a altura da bureta, de forma que seu “bico” fique a uns dois centímetros da amostra e
abaixo da borda do recipiente que contém a amostra.
5. Adicione água dentro da bureta, pelo alto, utilizando um béquer e um funil limpos, até que o
líquido chegue exatamente à marca do zero, que fica no alto da bureta. Se passar do zero, abra
cuidadosamente a torneira, e escoe o excesso para um frasco vazio qualquer, para zerar
corretamente a bureta.
O nível do líquido deve ser tomado no “menisco”, ponto inferior da curva do líquido.
Na foto da esquerda, a leitura correta é 20mL; e não, 21 ou 22mL.
Disponíveis (acesso: 29.9.2014): http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Meniscus.jpg,
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Buret2.png e http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stativ.svg.
6. Cuidadosamente, vá abrindo a torneira da bureta, de forma a escorrer a água lentamente, de
preferência gotejando. Não deixe que a água ultrapasse a altura do sólido.
7. Diminua a velocidade do gotejamento, quando o nível da água estiver próximo ao nível do
sólido.
8. Feche a torneira, quando julgar que a água atingiu o nível exato do sólido.
9. Se a água passar do nível, utilize uma pipeta para recolher o excesso, voltando-o para a proveta.
Cuidado para não pipetar nenhum grão de sólido, pois isso pode entupir e quebrar a torneira da
bureta.
Material
Areia
Argila
expandida
Brita zero
Material 4
Material 5
Material 6
Volume aparente,
obtido no
experimento 3 (mL)
Volume de água
adicionada (mL)
Diferença de
volumes ou “volume
real” (mL)
Diferença de
massas, obtida no
experimento 3 (g)
“Densidade real”
(g/mL)
10. Anote o valor do volume indicado na bureta, que corresponde ao volume de água que saiu.
Obs.2: A bureta é um dos poucos equipamentos de laboratório que mede o volume de líquido que
sai do frasco, e não o volume contido nele.
11. Considere o volume aparente obtido no experimento três; subtraia dele o valor de volume de
água adicionado pela proveta. Ou seja, a água adicionada ocupou o volume dos espaços entre os
grãos. Considere, então, o novo volume obtido como volume real do sólido.
12. Divida a massa do sólido pelo volume real e encontre o novo valor de densidade para cada
amostra.
Observações e questões
1) Considere os valores obtidos referentes aos volumes dos espaços vazios e os volumes reais dos
grãos. Os espaços vazios, em média, são maiores, menores ou próximos dos espaços ocupados
pelos grãos? Avalie e comente.
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2) Considerando os valores obtidos das densidades reais e aparentes, você diria que as diferenças
são significativas? Avalie e comente.
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3) Qual das densidades, a “aparente” ou a “real” é mais precisa, mais “perto” da realidade?
Explique.
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4) Sobre a técnica de uso da bureta, responda: por que o “zero” da bureta fica na parte de cima, ao
contrário dos outros frascos que medem volume?
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5) O volume aparente é muito usado em culinária. A culinária é uma ciência exata? Explique.
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6) Para que a culinária seja uma prática que se aproxime mais da ciência, quais grandezas você
considera que deveriam ser usadas para medir as quantidades de farinha, açúcar, sal e outros
sólidos granulados? Justifique.
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