Relatório de Físico Química 1 - Sólidos: Determinação da Densidade

Universidade Federal de Ouro Preto

ICEB – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas

DEQUI – Departamento de Química

QUI228 – Físico – Química Experimental 1

Professora: Camila Grossi

Relatório Experimental

Sólidos: Determinação da Densidade

Alunos: José Luiz

              Marcelle Cristina C. Sena

              Marlon de Oliveira

1 – Introdução

A densidade de um sólido é a razão entre a sua massa e o seu volume.

Densidade = Massa/Volume   (d=m/V)

          A densidade de sólidos e líquidos segundo o sistema internacional é expressa em kg/m3. A densidade absoluta é uma propriedade específica, isto é, casa substância pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras substâncias. A densidade relativa de um material é a relação entra a densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. No cálculo da densidade relativa de sólidos e líquidos, o padrão usualmente escolhido é a densidade absoluta da água que é igual a 1,0 g/cm3 a 4°C. A densidade de um sólido é a função da temperatura, e principalmente, da natureza da sua estrutura cristalina, haja visto, que os diferentes polimorfos de um composto exibem diferentes densidades.[1] [2]

         Utilizaremos neste experimento o método do picnômetro, no qual o volume da amostra é calculado a partir da massa da água (com densidade conhecida e não reage com a amostra), que é deslocado pelo sólido quando este é mergulhado no líquido contido no picnômetro. Método requer cuidados especiais para que bolhas de ar eventuais não distorçam as medidas.

2 – Objetivos

Esta prática consiste em determinar a densidade de sólidos e a composição de uma liga metálica de chumbo e estanho, através do método do picnômetro.

3 – Parte Experimental

3.1 – Materiais

• Picnômetro
• Balança analítica
• Pequenas barras de estanho; chumbo e liga estanho – chumbo
• Béquer 100mL
• Termômetro
• Água destilada
• Pinça metálica

3.2 – Procedimento

         Pesou – se uma amostra da barra de chumbo (m1) na balança analítica e em seguida anotou – se o peso.  Após colocou-se água destilada no picnômetro e este foi pesado na balança analítica.  Em seguida foi verificada a temperatura da água com um Termômetro.

         Retirou-se a tampa do picnômetro e foi colocada a amostra de chumbo dentro do picnômetro, a água transbordou e foi completado o volume de água até o nível atingir a borda superior deste. Após pesou – se novamente o picnômetro, mas contendo, desta vez, a amostra e anotando – se o calor correspondente. Repetiu – se o mesmo procedimento para a amostra de estanho e da liga de estanho chumbo.

4 – Apresentação e Discussão dos Resultados

Tabela 1: Valores de massa e volume das amostras

Temperatura da água = 22°C                                Densidade da água = 1,005gmL-1

m1 = massa da amostra sólida; m2 = massa do picnômetro + massa da água; m3 = massa do picnômetro + amostra + água; m = massa da água deslocada pela amostra

A massa deslocada pela amostra e dada pela seguinte equação:

m = (m1 + m2) – m3

Atribuindo os valores obtêm – se:

mPb = (6,9179 + 32,372) - 38,7485 = 0,5414g

mSn = (7,5420 + 32,369) - 39,1789 = 0,7330g

mLiga = (5,4587 + 32,366) - 37,3862 = 0,4385g

O volume da amostra é igual é igual ao volume da água deslocada, segundo a equação:

V = m/ρ água

VPb = 0,5414g/1,005 = 0,5387064

VSn = 0,7330g/1,005 = 0,7293532

VLiga = 0,4385g/1,005 = 0,4363184

A densidade do sólido é: ρ = m1/V

ρPb = 6,9179/0,5387064 = 12,84

ρSn = 7,5420/0,7293532 = 10,34

ρLiga = 5,4587/0,4363184 = 12,51

Cálculo da composição da Liga

Massa da Liga = massa de Pb + massa de Sn (mL = mPb + mSn)                       (04)

Desta forma obtém-se:

ρL x VL = ρPb x VPb + ρSn x VSn                                                                              (05)

Obtém-se o cálculo da massa da Liga a partir das equações 8 e 9, onde:

mL = 4,88 + 1,34 = 6,22g

A partir das equações 5 e 6, determina-se os seguintes volumes:

VPb = (ρL – ρSn) VL / ρPb – ρSn                                                                                             (06)

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