Practica N2DENSIDAD DE SOLIDOS

Alumna: Marissa Aislin Flores Moreno

Instituto Tecnolgico Superior de Apatzingn

Docente: Julio Cesar Paz Ramrez

Asignatura: Termodinmica

Carrera: Ingeniera Bioqumica 3er semestre

Jueves 15 de Octubre del 2015

PRACTICA NO. 2DENSIDAD DE SLIDOSI. OBJETIVOS Determinar la densidad de algunos slidos utilizando tres mtodos diferentes. Discutir, a partir de los resultados experimentales, cul de los mtodos es el ms exacto para medir la densidad de slidos. Analizar si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un slido.II. INTRODUCCION.Propiedades de las sustancias Denominamos materia a todo aquello que podemos percibir con nuestros sentidos, es decir, todo lo que podemos ver, oler, tocar, or o saborear es materia. Aunque todos los cuerpos estn formados por materia, la materia que los forma no es igual, ya que hay distintas clases de materia: la materia que forma el papel es distinta de la que forma el agua que bebemos o de la que constituye el vaso que contiene el agua. La materia que forma el asiento de la silla es distinta de la que forma sus patas o de la que forma el suelo en el que se apoya. Cada una de las distintas formas de materia que constituyen los cuerpos recibe el nombre de sustancia. El agua, el vidrio, la madera, la pintura... son distintos tipos de sustancias. La composicin se refiere a las partes o componentes de una sustancia y a sus proporciones relativas. Las propiedades son las cualidades y atributos que se pueden utilizar para distinguir una muestra de sustancia de otra. En algunos casos pueden establecerse mediante los sentidos y se denominan organolpticas: olor, color, sabor, dureza, textura. Las propiedades de la materia se agrupan generalmente en dos amplias categoras: propiedades fsicas y propiedades qumicasPropiedades y transformaciones fsicas Una propiedad fsica se puede medir y observar sin que la sustancia cambie su identidad o composicin. Por ejemplo: la densidad, el punto de fusin y de ebullicin, la dureza, la maleabilidad. Algunas veces una muestra cambia de estado fsico, es decir, experimenta una transformacin fsica. En un cambio de estado pueden modificarse algunas de las propiedades fsicas de la muestra pero su composicin permanece inalterada. Cuando el agua lquida se congela formndose agua slida (hielo), sin duda el agua parece diferente en muchos sentidos. Sin embargo permanece inalterada la composicin en masa del agua de 11.9% de hidrgeno y 88.81% de oxgeno. Puedes demostrarlo matemticamente?Propiedades y transformaciones qumicas En una transformacin o reaccin qumica, una o ms sustancias se convierten en sustancias nuevas con composiciones y estructura diferentes. La combustin del gas propano en el laboratorio para producir dixido de carbono y agua es un buen ejemplo de un cambio qumico. La clave para identificar una transformacin qumica es observar si hay formacin de otras sustancias.Propiedades extensivas e intensivas Las propiedades fsicas de las sustancias pueden ser clasificadas como propiedades extensivas e intensivas. Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de muestra examinada. El volumen y la masa de una muestra son propiedades extensivas debido a que son directamente proporcionales a la cantidad de materia. Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de material examinado. El color y el punto de fusin de una sustancia, por ejemplo, son las mismas para una muestra pequea o para una muestra grande. Puesto que dos sustancias no tienen propiedades fsicas y qumicas idnticas a las mismas condiciones, es posible utilizar las propiedades para identificar y distinguir entre sustancias diferentes.Densidad La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es especfico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras.La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de la presin. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volumen: d = m / V (1)Se acostumbra expresar la densidad de los lquidos y slidos en g/mL o g/cm3 y la densidad de los gases en g/L.Gravedad especfica La gravedad especfica de una sustancia se define como la relacin entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua, medida esta ltima a 4 C. gr. esp. = densidad de la sustancia/ densidad del Agua (2) La gravedad especfica no tiene unidades, sirve para denotar cuntas veces es ms pesada o ms densa una sustancia con respecto al agua.Principio de Arqumedes Arqumedes (287-212 A. C.) se inmortaliz con el principio que lleva su nombre, cuya forma ms comn de expresarlo es: Todo slido de volumen V sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado. Se cuenta que Arqumedes descubri el principio tratando de determinar si el oro de una corona que haba encargado Hiern, rey de Siracusa haba sido parcialmente reemplazado por cobre o plata, metales ms baratos. La determinacin de la densidad de slidos por el principio de Arqumedes consiste en determinar el empuje (E), el cual se halla realizando la diferencia entre el peso del slido en el aire (ws) y el peso aparente del slido sumergido en el lquido (wa). El volumen del lquido desalojado corresponde al volumen del slido sumergido. E = wdes = ws - wa = VdL (3) Donde wdes es el peso de lquido desalojado, V el volumen del slido y dL la densidad del lquido. Para la determinacin de la densidad pueden emplearse instrumentos basados en el principio de Arqumedes como la balanza de Westphal y los aermetros.III. MATERIALES Y REACTIVOS Metales: Fe, Cu, Al, Pb, bronce Balanza Probeta Regla graduada Calibrador o Vernier Vaso de precipitado Soporte universal Anillo para soporte universalIV. PROCEDIMIENTO: 1. Determinacin de la densidad por el mtodo geomtrico Consiste en pesar el slido (ws) y medir sus dimensiones (si tiene una forma geomtrica regular). Si se trata de un paraleleppedo, el volumen corresponde al producto: V = a x b x c (4) Donde a, b, c corresponden a las dimensiones. Si el objeto es cilndrico V = r 2 h, siendo r el radio y h la altura o V = 4/3 r 3 si el objeto es esfrico. Utilizar la regla y el Vernier para tomar los datos de las dimensiones de cada slido. Con los datos obtenidos se puede calcular la densidad. Tabla 1 Datos para determinar la densidad por el mtodo geomtrico2. Determinacin de la densidad por el mtodo de la probeta El slido se sumerge con cuidado y completamente en una probeta que contiene un volumen exacto de agua (Va ). Luego se lee cuidadosamente el volumen final (Vf ). El volumen del slido corresponde a la diferencia: V =V = Vf Vo (5) con los datos obtenidos se puede determinar la densidad3. Determinacin de la densidad por el principio de Arqumedes. Se pesa un vaso de precipitados (en su lugar puede usarse un recipiente plstico) parcialmente lleno de agua (wb). Luego se ata el slido con un hilo delgado y se suspende en el beaker con agua tal como se ilustra en la figura 2.2. Asegurarse de que el slido no toque las paredes del vaso. Se obtiene el peso del sistema y se anota su peso como wTLa cuerda sostiene el peso del slido pero no anula el empuje, de tal manera que wT es igual al peso del recipiente con agua ms el empuje (peso del agua desalojada por el slido, wdes). Anlogamente a la ecuacin 2.3: E = wdes = wT - wb = VdL (6) Teniendo en cuenta la ecuacin 6, la densidad se puede calcular a partir de la expresin:5. Clculos y resultados. Con base en los datos obtenidos, preparar la tabla 4

Introducimos de uno por uno los metalesDeterminacin de la densidad por el principio de ArqumedesPesamos el vaso de precipitado con aguaLe ponemos agua hasta la mitad a la probeta e introducimos uno por uno los metales para saber cunto aumentoArmamos el dispositivoMedimos los metales con la regla graduadaDeterminar la densidad por el mtodo geomtricoPesamos cada metalDeterminar por el mtodo de la probeta

ResultadosDensidad geomtricasolidomvD=m/v(gr/mc3)

Fe1.70.53.4

Cu6.416.2

Al1.91.561.27

Pb32310..7

bronce14.50.6423.39

Tabla 2. Datos para determinar la densidad por el mtodo de la probetaSolidoV0b(cm3)Vf(cm3)V=vf-v0

Fe5050.5.5

Cu50511

Al5051.51.5

Pb50533

broncer(cm)h(cm)V=pir2*h

.75.35.64cm3

Tabla 3. Datos para determinar la densidad por el principio de ArqumedessolidoWt(g)Wb(g)E = wT wb (g)

Fe311.1310.9.49

Cu313.6312.41.2

Al311.9310.51.4

Pb315312.72.3

bronce315.7313.52.2

Tabla 4. Densidades obtenidas por los diferentes mtodossolidowsWt-wbD=m/v(gr/mc3)

Fe1.7.28.5

Cu6.41.25.17

Al1.91.41.36

Pb322.313.91

bronce14.52.26.59

DISCUSIN DE RESULTADOSEl margen de error que se pueda haber registrado al calcular la densidad de los elementos, se debe en su gran mayora a fallas de precisin debido a nuestra alta inexperiencia en la manipulacindelosdistintosinstrumentos,.En el desarrollo del clculo experimental de la densidad de los slidos, no logramos obtener la exactitud deseada, pues nos vimos limitados a la aproximacin en algunos casos, por ejemplo, en la probeta, la escala de separacin era de un 1 mLy algunas medidas nos salan entre las divisiones, por lo cual se aproxim con la vstala medida volumtrica mostrada.

CONCLUSIONES:Aunquelosresultadosnoseanlosesperados, conlo observado llegamos a la conclusin que existe un margen deError que quizs no afecte mucho a los clculos, pero safecta al comparar con losvalores tericos.

VII. BIBLIOGRAFA http://www.definicionabc.com/historia/bronce.phphttp://www.matematicaaplicada2.es/data/pdf/1321028679_774105472.pdf

VIII. CUESTIONARIO.a) Si el volumen (V) desplazado por el slido en la probeta es muy pequeo, recomendara este mtodo para medir la densidad del slido?Eso depende, si esa diferencia de volumen la puedes determinar entre los en fases no hay ningn problema. Este mtodo se usa para cuerpos de volumen irregular, si el cuerpo fuera de forma geomtrica regular (cubo, esfera, etc.) puedes calcularlo por formulas.Otra, si conoces de que material esta hecho el cuerpo, podes usar la densidad: d=m/ventonces v = m/d

b) Por qu debe suspenderse el slido de una cuerda para determinar su densidad mediante el mtodo de Arqumedes?En general, muchos slidos son ms densos que el agua; luego, si no lo sujetas con una cuerda se hunde. Adems, en el experimento de Arqumedes si conoces la tensin de la cuerda (medida con un sensor de fuerza por ejemplo), puedes determinar el empuje como la diferencia entre el peso y dicha tensin. A partir del empuje puedes determinar la densidad del slido

c) Se afecta apreciablemente la densidad de un slido si se modifica la presin atmosfrica? La temperatura? No, no se afecta apreciablemente pues la densidad sea de un lquido o solido nicamente relaciona la masa y el volumen de la sustancia con la que se debe trabajar, sin embargo en el caso de temperaturas demasiado elevadas podra sufrir un cambio leve.

d) Qu es el bronce?Es toda aleacin metlica de cobre y estao, en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporcin del 3 al 20 %. Puede incluir otros metales. El bronce fue la primera aleacin de importancia obtenida por el hombre y da su nombre al perodo prehistrico conocido como Edad del Bronce. Las aleaciones constituidas por cobre ycincse denominan propiamentelatn; sin embargo, dado que en la actualidad el cobre se suele alear con el estao y el cinc al mismo tiempo, en el lenguaje no especializado la diferencia entre bronce y latn es bastante imprecisa.