INSTITUTO PÓLITECNICO NACIONAL

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica“Unidad Culhuacán”

Profesor: Gómez Vázquez Rosa María Equipo 5

Integrantes de Equipo:Miranda Chávez Alan Michel

Práctica #3Determinación de densidad de líquidos.

Objetivo:

Determinar la densidad de una sustancia problema utilizando un picnómetro.

Identificar una sustancia líquida problema por medio de su densidad.

Determinar como varia la densidad de los líquidos en función de la temperatura.

Generalidades:

Densidad.

La densidad (símbolo ρ) es una medida (magnitud escalar) utilizada por la física y la química para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia.

Ejemplo: un objeto pequeño y pesado, hecho de plomo, es más denso que un objeto grande y liviano hecho de corcho o de espuma de poliuretano.

La ciencia establece dos tipos de densidades.

Densidad absoluta. Densidad relativa.

o Densidad absoluta o real

Esta densidad mide la masa por unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad. Se calcula con la siguiente formula:

Densidad = masa / volumen

ρ=mV

o Densidad relativa o gravedad específica

Esta densidad compara la densidad de una sustancia con la del agua; está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4ºC. Se calcula con la siguiente fórmula:

Densidad relativa = densidad de la sustancia / densidad del agua

ρrelativa=ρsustanciaρagua

Cuando se calcula la densidad, se da por hecho que es la densidad absoluta o real, la densidad relativa sólo se utiliza cuando se pide expresamente.

La fórmula de la densidad: ρ=mV

, se puede aplicar para cualquier

sustancia, no obstante ésta debe ser homogénea. Pues en sustancias heterogéneas la densidad va a ser distinta en diferentes partes. En el caso de que se presente este problema lo que se debe hacer es sacar la densidad de las distintas partes y a partir de las cifras obtenidas extraer el promedio.

Densidad afectada por temperatura y presión.

La densidad de una sustancia puede variar si se cambia la presión o la temperatura.

Sustancia heterogénea

Sustancia homogénea

o Presión: En el caso de que la presión aumente, la densidad del material también lo hace.

o Temperatura: En el caso de que la temperatura aumente, la densidad baja.

Sin embargo para ambas variaciones, presión y temperatura, existen excepciones, para sólidos y líquidos el efecto de la temperatura y la presión no es importante, a diferencia de los gases que se ve fuertemente afectada.

Medición de densidad.

Existen varios instrumentos para medir la densidad de una sustancia, como los siguientes:

Densímetro. Picnómetro.

o Densímetro

El densímetro o hidrómetro es un instrumento que determina la densidad relativa de los líquidos. Consiste en un cilindro y un bulbo (pesado para que flote) de vidrio que en su interior contiene una escala de gramos por centímetro cúbico.

Se vierte el líquido en la parte de la jarra alta y el hidrómetro baja hasta que flote libremente, y en la escala se puede ver qué densidad presenta la sustancia en cuestión.

o Picnómetro

El picnómetro o botella de gravedad específica, es un frasco con un cierre sellado de vidrio que dispone de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal manera que puede obtenerse un volumen con gran precisión. Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua o el mercurio.

Normalmente, para la determinación de la densidad de algunos productos especiales como las pinturas, se utilizan picnómetros metálicos.

Si el frasco se pesa vacío, luego lleno de agua, y luego lleno del líquido problema, la densidad de éste puede calcularse sencillamente.

Material y equipo:

1 balanza. 1 picnómetro. 1 parrilla eléctrica. 2 vasos de precipitado de 100 ml. 1 recipiente para baño. 1 termómetro. 1 agitador de prueba Papel absorbente.

Procedimiento

Datos

Datos obtenidos en el laboratorio.

1Preestablecer las temperaturas de trabajo ( tem. ambiente, 60°C).

2Pesar el picnómetro vacío y registrar el dato.

3Llenar el pícnometro de agua a temperatura ambiente.

4Pesar nuevamente el picnómetro lleno y registrar el dato.

5Calentar a fuego lento y agitando el baño colocar dentro del mismo el picnómetro hasta que alcance la temperatura establecida de 60°C.

6Sacar, secar , pesar el picnómetro y registrar el dato.

7Desalojar el agua del picnómetro y adicionar un poco de acetona para sercarlo.

8Llenar el picnómetro con la sustancia problema (aceite de motor) a temperatura ambente y limpiar con papel absorbente previemanete impregnado de alcohol.

9Pesar el picnómetro y registrar el dato.

10Siga el procedimiento según el paso 5.

11Siga el procedimiento según el paso 6.

12Siga el procedimiento según el paso 7, pero en este caso utilice xileno en vez de acetona.

Temperatura ambiente:

25°C Temperatura establecida

60°C:

60°C

Peso del picnómetro vacío.

25.2752 g Peso del picnómetro vacío.

25.2752 g

Peso del picnómetro con agua

75.1215 g Peso del picnómetro con

agua.

74.6864 g

Peso del picnómetro con la sustancia

problema.

69.4456 g Peso del picnómetro con la

sustancia problema.

69.1804 g

Masa del agua. 49.8463 g Masa del agua. 49.41 g

Masa de la sustancia problema.

44.1704 g Masa de la sustancia problema.

43.9052 g

Cálculos

o Calcular la densidad del agua a tempera ambiente y a 60°C.

o Calcular la densidad de la sustancia problema a tempera ambiente y a 60°C.

o Calcular la densidad relativa con los datos obtenidos a temperatura ambiente y a 60°C.

o Investigue el valor bibliográfico de la densidad de la sustancia problema a las temperaturas trabajadas y compare con los resultados obtenidos experimentalmente.

o Calcular la densidad del agua a tempera ambiente y a 60°C.

Temperatura ambientemH20= 49.8463 g

Vpicnómetro= 50 ml

ρ=mV

ρ=49.6463g50ml

ρ=0.9929g /ml

Temperatura 60 °CmH20= 49.41 gVpicnómetro= 50 ml

ρ=mV

ρ=49.41g50ml

ρ=0.9882g /ml

o Calcular la densidad de la sustancia problema a tempera ambiente y a 60°C.

Temperatura ambientemaceite= 44.1704 gVpicnómetro= 50 ml

ρ=mV

ρ=44.1704 g50ml

ρ=0.8834 g/ml

Temperatura 60 °Cmaceite= 43.9052 gVpicnometro= 50 ml

ρ=mV

ρ=43.9052g50ml

ρ=0.8781g /ml

o Calcular la densidad relativa con los datos obtenidos a temperatura ambiente y a 60°C.

Temperatura ambienteρaceite= 0.8834 g /mlρH2O = 0.9929 g/ml

ρrelativa=ρsustancρagua

ρrelativa=0.8834 g /ml0.9929 g/ml

ρrelativa=0.8897

Temperatura 60 °Cρaceite= 0.8781 g/mlρH2Oo= 0.9882 g/ml

ρrelativa=ρsustanciaρagua

ρrelativa=0 .8781g /ml0.9882g /ml

ρrelativa=0.8885

o Investigue el valor bibliográfico de la densidad de la sustancia problema a las temperaturas trabajadas y compare con los resultados obtenidos experimentalmente.

Temperatura ambienteExperimental:ρaceite= 0.8834 g /ml

Bibliográfico:ρaceite= 0.861 g/ml

Temperatura 60 °CExperimental:ρaceite= 0.8781 g/ml

Bibliográfico:ρaceite = 0.849 g/ml

Resultados

Temperatura ambiente

60 °C

Densidad del agua 0.9929 g/ml 0.9882 g/ml

Densidad de la sustancia problema 0.8834 g /ml 0.8781 g/ml

Densidad relativa 0.8897 0.8885

Conclusiones

En general a densidad es la relación de contenida en un determinado volumen de una sustancia.

Se conocen dos tipos de densidades, la absoluta y la relativa, la densidad absoluta mide la masa por unidad de volumen, la densidad relativa compara la densidad de una sustancia con la del agua.

La densidad de una sustancia se ve afectada por la temperatura, cuando aumenta la temperatura, disminuye la densidad de la sustancia.

En la práctica determinamos la densidad del agua y de una sustancia problema (aceite de motor) a diferentes temperaturas, apoyándonos de un instrumento que nos facilita el cálculo de la densidad, llamado picnómetro, implementado las formulas antes analizadas y tomando los valores del picnómetro llegamos a los resultados obtenidos experimentalmente, en función de los valores registrados, calculamos la densidad relativa a diferentes temperaturas llegando a la relación con respecto al agua.

En la práctica pudimos comprobar como la temperatura afecta la densidad, cuando aumentamos la temperatura de las sustancias, su densidad disminuyo, esto concuerda con la base teórica de la práctica.

Los resultados arrojados experimentalmente de la densidad fueron comparados con los valores teóricos con una discrepancia mínima.

Bibliografía

Dingrando, Autor: Lauren Dingrando. Química, Autor: Ralph Petrucci Química General, Autor: Wood Keenan Bull http://www.lubtrac.com.mx