laboratorio 1 Determinacion de La Densidad

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

ESCUELA DE INGENIERIA TEXTIL Y CONFECCIONES

I N F O R M E D E L L A B O R A T O R I O D E Q U I M I C A G E N E R A L

Laboratorio N 02

Determinacin de la Densidad de los lquidos y slidosUso de la Balanza

Horario: 08:00 am 10:00 am

GRUPO N.: 3 (meza 4)

Integrantes: ATAMAN SAAVEDRA ,Sandra Wendy 10170292 COLCAS SALAS , Kenny Cesar

11170294 MEZA VIZCARA, Amparo Celinda 11170077 RONDAN QUISPE, Ismael Alonso

11170087 SALAS SINCHE , Pedro Rainer Claudio11170205 Profesora : ANA M. MEDINA ESCUDERO

Fecha de Realizacin: 21 05 - 10

Fecha de entrega : 28 05 - 10

OBSERVACION

1. No hay observacin alguna

Nota = 19

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LOS LIQUIDOS Y SOLIDOS

I. INTRODUCCION:

En un cuerpo fsicamente homogneo existe proporcionalidad entre los volmenes que se consideran y las masas correspondientes a dichos volmenes. Esta constante de proporcionalidad se denomina densidad. Se define como la masa de la unidad de volumen. Esta propiedad de la materia, que la caracteriza en cualquiera de los estados en que se presenta, es fcil de determinar en el laboratorio de forma sencilla, sobre todo en el caso de cuerpos slidos. Tambin puede determinarse la densidad de un slido utilizando el Principio fundamental de la Hidrosttica o Principio de Arqumedes, que dice: Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba, igual al peso del fluido desalojado por dicho cuerpo. La densidad de lquidos y slidos cambia por cambios en la temperatura; en general, disminuye levemente con incrementos en la temperatura y se incrementa levemente con aumentos en la presin bajo condiciones normales.El universo est constituido por materia cuya propiedades principales son la masa y el volumen que ocupa.

II. OBJETIVOS:

Conocer y adquirir experiencia en el uso de la balanza, estableciendo sus caractersticas, diferencia y posibilidades.

Adquirir experiencia en la estimacin de las dimensiones, volmenes y pesos

Determinar experimentalmente la densidad de slidos, lquidos y soluciones.

Aprender el nombre de los aparatos de medida de masa y volumen.

Utilizar los conceptos de exactitud, precisin y sensibilidad.

Aprender un mtodo de medida de densidad de slidos y lquidos de forma experimental.

III. FUNDAMENTO TEORICO:

La densidad es una propiedad fsica intensiva de la materia y se define como la cantidad de materia que ocupa un volumen.

La unidad de la densidad en el Sistema Internacional se expresa en kg/m3. . Comnmente todas las sustancias tienden a cambiar de volumen al exponerse a diferente temperatura, por ello al mencionar densidades debemos de considerar la temperatura. Nos permite adems, identificar y determinar si una sustancia es pura.

La balanza es uno de los dispositivos que se emplea con ms frecuencia para medir. Su objetivo es determinar la masa general de una sustancia o parte de ella.

IV. PROCEDIMIENTO:

Para la densidad de los lquidos

1. Calibrar la balanza:

Observar que la medida de la balanza se encuentre en cero, caso contrario hacer que sea cero.

2. Pesar la probeta de 50 mL seca, limpia y vaca; luego anotamos su masa.

3. Medir 10 ml de lquido con ayuda de la pipeta volumtrica y la bombilla usando sus botones de succin y expulsin.

4. Vaciar el lquido en la probeta y a continuacin procedemos a pesar, a esta masa obtenida le restamos la masa de la probeta vaca y obtendremos la masa del agua introducida.

6. Repetimos el mismo procedimiento aumentando cada vez 10 mL y pesando en cada nuevo aumento de volumen hasta llegar a 20 mL en NaCl y en agua hasta 40 mL.

Para la densidad de los slidos

1. Calibrar la balanza nuevamente como en el caso anterior.

2. Pesamos los 3 slidos uno por uno en la balanza moviendo las pesas hasta que los indicadores de equilibrio puedan coincidir y anotamos su masa respectiva.

3. Medimos 30 mL de agua para el cobre y 40 mL. para el hierro en la probeta de 50 mL

4. Seguidamente introducimos la muestra de solido de cobre uno por uno y anotamos el nuevo volumen obtenido en las 3 ocasiones.

V. DATOS Y RESULTADOS:


A. Liquido: Agua

MuestraVol.(mL) de aguaMasa (g) de la probetaMasa (g) probeta + aguaMasa (g) del aguaRelacin g/mL

10 mL47.63 g57.51 g9.88 g0.99 g/mL

20 mL47.63 g67.34 g19.71 g0.99 g/mL

H2030 mL47.63 g77.17 g29.54 g0.98 g/mL

40 mL47.63 g87.07 g39.44 g0.99 g/mL

0.99g/mL + 0.99g/mL+ 0.98g/mL + 0.99g/mL

Densidad promedio experimental = ---------------------------------------------------------- 4

3.95 g/ mL

Densidad promedio experimental = --------------- = 0.99 g/mL

4

Grfica del H20:

B. Lquido: NaCl (cloruro de sodio)

MuestraVol.(mL) de aguaMasa (g) de la probetaMasa (g) probeta + aguaMasa (g) del aguaRelacin g/mL

NaCl10 mL25.29 g35.25 g9.96 g0.996 g/mL

20 mL25.29 g45.19 g19.90 g0.995 g/mL

0.996 g/mL + 0.995 g/mL

Densidad promedio experimental = ----------------------------------

2

1.991 g/mL

Densidad promedio experimental = ---------------- = 0.996 g/mL

2

Grfica del NaCl:


A. SLIDO: Cu (cobre)

Muestra slidaVol.(mL)de H2OMasa(g)del slidoVol.(mL) del solido+H2OVol.(mL)del slidorelacin g/mL

Cu30 mL13.1 g31 mL1 mL13.1 g/mL

30 mL31.6 g33 mL3 mL10.5 g/mL

30 mL47.8 g35 mL5 mL9.7 g/mL

13.1 g/mL + 10.5 g/mL + 9.7 g/mLDensidad promedio experimental = --------------------------------------------

3

33.3 g/mL

Densidad promedio experimental = --------------- = 11.1 g/mL 3

Grfica del cobre:

B. SLIDO: Fe (hierro):

Muestra slidaVol.(mL)de H2OMasa(g)del slidoVol.(mL) del+H2OVol.(mL)del slidoRelacin g/mL

Tornillos de Hierro40 mL16.89 g42.00 mL2.50 mL6.75 g/mL

40 mL26.75 g44.00 mL4.00 mL6.69 g/mL

40 mL41.09 g46.00 mL6.00 mL6.85 g/mL

6.75 g/mL +6.69 g/mL +6.85 g/mL Densidad promedio experimental = ---------------------------------------------

3

20.29 g/mL Densidad promedio experimental = ------------------ = 6.76 g/mL

3

Grfica del hierro:

C. SLIDO: Al (aluminio)

Muestra slidaVol.(mL)de H2OMasa(g)del slidoVol.(mL) del+H2OVol.(mL)del slidorelacin g/mL

Al40 mL10.81 g44.00 mL4.00 mL2.70 g/mL

40 mL17.45 g46.50 mL6.50 mL2.68 g/mL

40 mL23.45 g49.00 mL9.00 mL2.60 g/mL

2.70g/mL +2.68 g/mL +2.60 g/mL Densidad promedio experimental = ---------------------------------------------

3

7.98 g/mL Densidad promedio experimental = ------------------ = 2.66 g/mL

3

Grfica del Aluminio:

VI. DISCUSIN DE RESULTADOS:


A. Lquido: Agua

Valor terico = densidad terica

Valor experimental = Densidad promedio experimental

Error Absoluto = Valor terico - Valor experimental

Error Absoluto = 0.998 g/mL 0.990 g/mL = 0.008 g/mL

Valor terico - Valor experimental

% Error = -------------------------------------------- x 100

Valor terico

0.008

% Error = --------------- x 100 = 0.8 = 0.8 %

0.998

*** Los resultados que obtuvo el grupo no fueron exactos, sin embargo nuestro % de error fue escaso. Esta inexactitud la atribuimos a diferentes causas tales como:

El uso de la balanza, el cual debido al uso diario de los estudiantes no es preciso al 100%.

Agentes externos como la temperatura ambiental.

Todo estas alteraciones nos llevaron al error mnimo de 0.8% en relacin con la densidad original del agua.

B. Lquido: NaCl



Error Absoluto = Valor terico - Valor experimenta

Error Absoluto = 2.16 g/mL - 0.996 g/mL = 1.164 g/mL


% Error = -------------------------------------------- x 100

Valor terico

2.16 g/mL - 0.996 g/mL

% Error = --------------------------------- x 100 = 53.89 % 2.16

*** Los resultados para la solucin de NaCl en esta ocasin fueron inexactos, lamentablemente el error obtenido fue de un 53.89% lo cual nos muestra la gran diferencia en relacin con la densidad terica del NaCl ya sealada.

Analizando podemos darnos cuenta que, al igual que en todo proceso, la acumulacin de errores nos traer un resultado equivoco, por lo cual a partir de esta falla corregiremos en los futuros experimentos.

A su vez podemos atribuir un % de error debido a que la pipeta volumtrica con la cual se succiona la solucin de NaCl no logra expulsar su contenido en un 100% con lo que a pesar de haber succionado en cada ocasin 10 mL graduados exactamente tal como debera ser su uso, esta arrojaba un contenido menor al graduado; es decir menor a 10 mL.


A. SLIDO: Cu (cobre)




Error Absoluto = 8.95 - 11.1= -2.15 g/mL


% Error = -------------------------------------------- x 100

Valor terico

8.95 - 11.1

% Error = --------------- x 100 = -24.02%

8.95

*** Los resultados al calcular el error absoluto y el % de error fueron negativas, esto nos muestra que las densidades relativas de las muestras de los slidos de cobre arrojaron un resultado en exceso en relacin con la densidad terica.

Nuestro % de error fue de defecto en un -24.02% por lo que aunque no es 100% exacto el margen no supera la cuarta parte de la densidad terica original 8.95 g/mL.

Entre los factores que atribuimos a este error tenemos: la no precisin de los sentidos del hombre.

B. SLIDO: Fe (hierro)






% Error = -------------------------------------------- x 100

Valor terico

7.87 - 6.76

% Error = ---------------- x 100 = 14.1 = 14.1 %

7.87

*** Los resultados para este experimento tienen un margen de error pequeo menor al 14.1% lo cual nos muestra que hay una relacin muy cercana con la realidad.

Adems estos resultados, del error absoluto y el % de error, son positivos lo cual evidencia que hubo un error por defecto.

C. SLIDO: Al (aluminio)






% Error = -------------------------------------------- x 100

Valor terico

2.70 - 2.66

% Error = ---------------- x 100 = 14.1 = 1.48 %

2.70

***Los resultados que obtuvimos no fueron precisamente exactos, sabemos que la diferencia se debe a distintos factores tales como:

Factores humanos:

El observador puede introducir tambin errores accidentales por una imperfeccin de sus sentidos.Factores ambientales:La temperatura, la presin, la humedad, etc. pueden alterar el proceso de medida si varan de unas medidas a otras. Es necesario fijar las condiciones externas e indicar, en medidas precisas, cuales fueron stas. Si las condiciones externas varan aleatoriamente durante la medida, unos datos pueden compensar a los otros y el error accidental que introducen puede ser eliminado hallando la media de todos ellos.VII. CONCLUSIONES :

1. La densidad de una solucin lquida vara de acuerdo a la temperatura a la cual se encuentra sometida.

2. La densidad es inversamente proporcional al volumen y directamente proporcional a la masa. Con lo que se prueba que: D = m / v.

3. El uso de la balanza nos ayuda en la medicin de masas sin embargo si no tenemos el debido cuidado y precisin para calibrar y pesar correctamente nos mostrar resultados equvocos.

4. Los agentes externos tambin son importantes debido a que influyen en pequeas variaciones en los datos experimentales.

5. La correcta, responsable y eficiente manipulacin de los elementos del laboratorio conlleva a una rpida y satisfactoria finalizacin del mismo, con buenos resultados, como este informe.

6. Se obtuvo que: Densidad del Cu > Densidad del Fe > Densidad del Al7. En la determinacin de la densidad de los lquidos se obtuvo:Densidad del agua > Densidad del alcohol.

VIII. CUESTIONARIO

1. Mediante un esquema de la balanza utilizada. Indique las partes ms importantes y la sensibilidad.

Balanza electrnica

Las partes de la balanza son:

1. Platina

2. Pantalla LCD

3. Botones de manejo

4. Base

Tiene una sensibilidad de una decima de gramo 0.01.

2. Elabore una lista de acciones incorrectas en el uso de la balanza que ocasionen causas de error en la pesada.

- Limpiar el platillo.- Solo una persona debe estar a cargo de la calibracin de la balanza.

- Luego de calibrar no volver a tocar la balanza.

- Al inicio de cada experimento volver a calibrar.

3. Establezca la diferencia que hay entre precisin, exactitud y sensibilidad dando un ejemplo en cada caso.

La exactitud: Es la capacidad del instrumento para establecer una cercana del valor de una lectura al valor de la verdadera magnitud, expresado mediante el error.

Ejemplo: El disparar una flecha hacia un objetivo y la proximidad de la flecha al centro ser la exactitud.

La precisin se refiere a la concordancia entre varios resultados obtenidos de la misma sustancia. Es posible determinarla con mediciones sucesivas que difieren una de la otra.

Ejemplo: Se pesa una cantidad tres veces si la medida no vara quiere decir que la balanza es precisa

La sensibilidad: Es la respuesta del instrumento al cambio de la entrada o parmetro medido. Es tanto ms sensible cuanto ms pequea sea la cantidad que puede medir.Ejemplo: En una balanza de personas no se puede pesar sustancias de 150gr ya que es un peso fuera del alcance de nuestra gran balanza.4. En las graficas obtenidas para slidos y por interpolacin encuentre el volumen de 10 g de cada muestra, compare con el valor terico y determine el % de error en cada caso.Aluminio

V = 10 / 2.66 = 3.75 ml % ERROR = 3.70 3.75 *100= -1.35%

3.70

Cobre

V = 10 / 11.1 = 0.90 ml % ERROR = 1.12 0.90 * 100 = 19.64%

1.12

Hierro

V = 10 / 6.76 = 1.48 ml % ERROR = 1.27 1.48 *100 = 16.54% 1.27

5. Calcular la densidad experimental y el % de error de una pieza de oro cuya masa es 200 g y sumergida en una probeta aumenta el nivel del H2O en 10.5 mL.

*Calculando la densidad experimental

Densidad exp. = 200 g / 10.5 mL = 19.05 g/mL

* Sabemos que densidad terica del oro = 19.3 g/mL

* Por lo tanto el % de error


% Error = -------------------------------------------- x 100

Valor terico

19.30 g/mL - 19.05 g/mL

% Error = -------------------------------- x 100 = 1.295 = 1.30 % 19.3 g/mL

6. Cuntos g. de Pb hay en el mismo volumen que ocupan 50g de Au? (D Au=19,3 g/ml y D Pb=11,3 g /ml).

(D Au=19.3g/ml y D Pb=11.3g/ml)

Por la relacin de densidad del Au hallamos el volumen que ocupan 50 g de Au:

19.3 g -------------------- 1 ml50.0 g ---------------------- X

X = (50.0 g x 1 ml) / 19.3 g

X = 2.6 ml

Por la relacin de densidad de Pb hallamos la masa que hay en 2.6 ml:

1 ml---------------------------- 11.3 g

2.6 ml --------------------------- X

X = (2.6 ml x 11.3 g) / 1 ml

X = 29.4 g

Respuesta: Hay 29.4 g de Pb.IX. BIBLIOGRAFIA:

RAYMOND CHANG, Qumica General, novena edicin, pp. 26

GOI GALARZA, Juan, Qumica General, pp. 40

PERRY, Robert Manual del Ingeniero Qumico Editorial Mc Graw-Hill. 2001. pp. 15-16http://www.lenntech.es/

Masa

Densidad = -------------------

Volumen

Densidad terica Na Cl = 2.16 g/Ml

Densidad promedio experimental = 0.996 g/mL

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