Informe Densidad

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN…………………………………………………..PAG. 3 PRINCIPIO TEORICO…………………………………….PAG. 4 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL…………………..PAG. 16 RESULTADOS…………………………………………......PAG. 17 DISCUSION DE RESULTADOS………………………….PAG. 18 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………PAG. 20 BIBLIOGRAFIA…………………………………….………PAG. 21 RESOLUCION DEL CUESTIONARIO………….……….PAG. 21

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RESUMEN

En el presente trabajo, se ha tratado de evaluar las distintas densidades de las muestras sólidas como el Plomo (Pb) (3 muestras), Aluminio (Al) (3 muestras) y Cobre (Cu) (3 muestras), y muestras liquidas como el Sulfato de Calcio (CaSO4) y el agua (H2O). Para esto nos hemos ayudado de los instrumentos como: la pipeta graduada de 10ml, la pro pipeta, el vaso precipitado, densímetros y probetas graduadas. El procedimiento para hallar la densidad de los sólidos fue el siguiente: Llenamos con agua la probeta, agregamos la primera muestra de Plomo y utilizando el principio de Arquímedes, calculamos el volumen que posee; lo mismo hicimos con las demás muestras. Luego hallamos las masas utilizando la balanza de tres brazos (0.1g), previamente calibradas, colocamos cuidadosamente en el platillo cada muestra. Ahora, que ya obtuvimos todos los datos, los relacionamos para obtener la densidad (relación entre la masa y el volumen). Para hallar la densidad del sulfato del calcio y del agua utilizamos dos métodos: El primer método es pesando 10ml de cualquiera de los dos líquidos (cada uno por separado), anotar su peso. Luego agregar 10ml más y pesar, así se procede hasta obtener 50ml. Se obtiene la relación de densidad. El segundo método es utilizando un instrumento llamado densímetro o aerómetro y una probeta. Se llena la probeta con el líquido que se desea medir su densidad y se coloca lentamente el densímetro, se deja libre y se observa la medida. Los resultados del laboratorio fueron regulares, los posibles errores de debieron a factores humanos.

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PRINCIPIOS TEORICOS: Volumen.El volumen es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio, y es otra propiedad física de la materia, susceptible de variaciones por efecto de la temperatura y la presión atmosférica del lugar donde se realice la reacción.

Medicion del volumen.En química: el volumen es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio, y es otra propiedad física de la materia. VOLUMENES DE SÓLIDOS, para determinar el volumen de los sólidos se debe tener en cuentas si se trata de un sólido regular (solido geométrico), en cuyo caso se hará uso de las formulas geométricas conocidas. Si se trata de un sólido irregular (amorfo), su volumen se Página 3

determinara por las cantidades de agua desplazadas por el sólido, cuyo volumen se requiere determinar, que viene a ser una aplicación del principio de Arquímedes. VOLUMENES DE LIQUIDOS, para la medición volumétrica de líquidos deberá considerarse lo siguiente. El menisco o sea la forma de la superficie del líquido, cuando este es observado tanto en la parte inferior y superior, da la idea de medida.

Si el liquido moja las paredes del recipiente (ejemplo el agua), se considera como aceptable para una buena medición la parte inferior del menisco (superficie cóncava) y cuando el liquido no moja las paredes del recipiente (ejemplo el mercurio), se considera la parte superior del menisco (superficie convexa), en ambos casos debe de observarse colocando la vista al mismo nivel del liquido.

VOLUMENES DE GASES, la determinación volumétrica de gases es dificultosa y no puede determinarse directamente, puesto que en la fase gaseosa las sustancias no tienen forma ni volumen propio, pues llenan completamente el recipiente en que están contenidos, el cual debe ser cerrado. Además la difusión de estos en un recipiente vacío o entre las moléculas de otro gas, se debe al rápido movimiento de las moléculas y a su capacidad de ocupar los espacios que hay entre ellos

Peso.El peso, en física, es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo. Normalmente, se considera respecto de la fuerza de gravedad terrestre.El peso depende de laintensidad del campo gravitatorio, de la posición relativa de los cuerposy de la masa de los mismos.

Peso = mg

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El dinamómetro sirve para medir el peso de los objetos:

Masa.Es la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una fuerza.

Balanza.Las balanzas son utilizadas para realizar mediciones de masa cuyo grado de calibración depende de la n del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la aceleración de la gravedad

TIPOS DE BALANZA.- Se ha clasificado en cuatro tipos de balanza

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Balanza de tres brazos: Esta es una balanza con una sensibilidad de 0.1g posee tres pesas que hay que calibrar para medir la masa de un cuerpo .

Balanzas eléctricas digitales: Tienen una aproximación de 0.01g de sensibilidad

Balanza analítica: Ofrece una alta precisión que otros modelo de basculas quizás no pueden ofrecer por contar con otros rasgos y por estar destinada a otros ámbitos.

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Balanzas electrónicas: Este mecanismo está integrado a la columna de la balanza y al colocar la carga sobre estos se produce la denominada variación de resistencia eléctrica la cual puede ser medida por un sensor y calcular la masa del objeto con una precisión 100% perfecta

Determinación del error.Error: Es la diferencia existente entre el valor obtenido durante la práctica y el valor verdadero o real. Se conocen dos clases de errores. Error absoluto, Viene a serla diferencia entre el valor medio ( Vm ), y el valor real ( Vr ), puede ser por exceso ( error positivo) o puede ser por defecto ( error negativo). Error relativo, Es el cociente de dividir el error absoluto ( Eabs ), por el valor verdadero ( Vr ), que frecuentemente, se expresa en forma de porcentaje, denominándose porcentaje de error, siendo este error el que nos da la exactitud de la medida.

Error absoluto: Eabs = | Vm - Vr | Error relativo: Eabs / Vr Porcentaje de error: % de error = error relativo x 100 El error relativo a diferencia del absoluto, es una magnitud adimensional.

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Calculo de la densidad: DENSIDAD.La densidad es l relación ente la masa y el volumen y depende del estado en que se encuentre el elemento como la temperatura de el mismo. DENSIDAD ABSOLUTA O PESO ESPECÍFICO: La densidad absoluta o densidad normal (también llamada densidad real) expresa la masa por unidad de volumen. Cuando no se hace ninguna aclaración al respecto, el término «densidad» suele entenderse en el sentido de densidad absoluta. La densidad es una magnitud intensiva.

Donde ρ es la densidad absoluta, m es la masa y V es el volumen.

DENSIDAD RELATIVA: Expresa la relación entre la densidad de una sustancia y una densidad de referencia, resultando una magnitud adimensional y, por tanto, sin unidades. Densidad relativa = densidad absoluta/densidad de la sustancia patrón

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PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTAL 1-Calibrar la balanza: Antes de pesar las muestras en la balanza de triple brazo lo primero que debemos hacer es poner ésta en una superficie sólida, plana y de preferencia alejada de corrientes de aire y de la humedad (una vez encontrado el lugar de ubicación no se volverá a reubicar).

Balanza de tres brazos, utilizada en la mayoría de laboratorios de UNMSM. Balanza calibrada.

Debemos colocar todas las pesas de las tres medidas o brazos a cero (cada medida esta graduada con muescas y estas tienen distintos pesos p.e: 1g, 10g, 100g)

Balanza descalibrada:

Luego de tener todas las medidas a cero, calibramos el indicador de equilibrio moviendo el tornillo pequeño que se encuentra debajo del platillo; tanto el indicador de equilibrio del Página 10

brazo con el indicador estable deben coincidir al dejarlo libre (todas las pesas a cero). Una vez alcanzado el equilibrio podremos pesar correctamente las muestras. Muestras a pesar: 3 de Plomo (Pb) 3 de Aluminio (Al) 3 de Cobre (Cu)

2-Determinación de la masa de las muestras sólidas: Primero debemos asegurarnos de que la balanza esté calibrada y las pesas de los tres brazos estén en cero. Colocamos con cuidado la primera muestra de plomo metálico (Pb) y lentamente movemos las pesas hasta que los indicadores de equilibrio coincidan y las pesas nos muestren la cantidad de masa que posee la muestra. Apuntamos los resultados (masas). Hacemos lo mismo con las demás muestras (dos más de plomo, tres de aluminio y tres de cobre); recordando que cada vez que se quiere hacer una medición, las pesas de la balanza deben estar en cero. Se apuntan los resultados. Muestras de plomo:

Muestras de cobre:

3-Determinación del volumen de los sólidos: Para poder medir el volumen de los sólidos nos ayudamos de la probeta y el principio de Arquímedes “todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado”. Agregamos treinta mililitros de agua (30ml) a la probeta con la ayuda de un vaso milimetrado (éste será nuestro volumen inicial) y lentamente, inclinando la probeta para poner la muestra, colocamos el plomo (Pb). El nuevo volumen resultará del plomo y el agua.

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Para saber cuál es el volumen de la primera muestra de plomo, hacemos una simple operación: restamos el volumen resultante (final) menos el volumen inicial, y obtendremos así el volumen de la primera muestra de plomo. Para medir la segunda muestra de plomo tomamos como volumen inicial el volumen resultante anterior de la primera muestra (no debemos devolver el agua, ni empezar de nuevo la operación), y luego cuidadosamente agregamos la segunda muestra de plomo; obtenemos un nuevo volumen resultante, para obtener el volumen de la segunda muestra se restan el nuevo volumen resultante menos en volumen resultante de la primera muestra (la que usamos como volumen inicial). Ahora debemos hallar el volumen de la última muestra, tomamos como volumen inicial el nuevo volumen resultante de la segunda muestra, colocamos la tercera muestra y obtendremos un volumen final. Restaremos el volumen final menos el nuevo volumen resultante de la segunda muestra (inicial) y hallaremos el volumen de la tercera muestra de plomo. Se anotan los resultados. Hallaremos los volúmenes del aluminio (Al) y del cobre (Cu) haciendo la misma operación anteriormente mencionada. Pero debemos devolver el agua y las muestras anteriores y empezar todo desde el inicio (para cada trío de muestras la operación debe ser hecha desde el inicio). Anotamos los resultados. Muestra del cobre:

4-Determinación de la densidad de las muestras sólidas: La densidad es la relación que hay entre la masa de un elemento y su volumen. Obtendremos la densidad de las muestras dividiendo su masa, calculada en la balanza, entre el volumen, hallado en la probeta. Por ejemplo: Para el plomo (Pb): Muestra 1: M1/V1 = D1 Muestra 2: M2/V2 = D2 Página 12

Muestra 3: M3/V3 = D3 De esta manera obtendremos la densidad real de la primera muestra (plomo) en el laboratorio. El mismo procedimiento de aplica a las demás muestras (aluminio y cobre). 5-Determinación de la densidad de los líquidos: .Determinación de la densidad del agua: Primero debemos calibrar la balanza (en caso de haberse descalibrado), tomamos una probeta (seca y limpia) la pesamos y obtenemos su masa. Luego con la ayuda de una pipeta graduada (de 10ml) y la pro pipeta agregamos 10ml de agua, pesamos, y a la masa obtenida se le resta la masa de la probeta (cuando estaba vacío), así obtendremos sólo la masa del agua.

Hacemos este procedimiento nuevamente y pesamos, repetimos la operación incrementando cada vez 10ml de agua hasta llegar a llenar 50ml, pesando en cada momento. Obtenemos los resultados y evaluamos la densidad (relación entre masa y volumen del agua).

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Obteniendo la masa de agua

·Determinación de la densidad para el sulfato de calcio: Para determinar la densidad del sulfato de calcio (CaSO4) debemos seguir los mismos procedimientos antes mencionados, apuntar los resultados y obtener la relación de densidad.

Pesando el sulfato cobre (CaSO4) Agregando 10ml mas de CaSO4

de

Luego de hacer este tipo de medición para obtener la densidad de estos líquidos, intentaremos hallar nuevamente la densidad pero usando instrumentos especiales para dicha medición. El instrumento que usaremos será el densímetro o aerómetro, este nos indicara directamente la densidad: Densidad del agua (H2O):

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Utilizando los

densímetros

Densidad del alcohol:

Medida del alcohol

Densidad del sulfato de calcio (CaSO4): Página 15

El

modo de uso es el siguiente: se coloca una cantidad determinada del liquido que queremos saber su densidad en una probeta y luego suavemente con un giro se introduce el densímetro o aerómetro, dejar que se estabilice y luego indicar la medida que nos indica, esta medida será la mediad de la densidad.

RESULTADOS:

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Los resultados de las mediciones tanto de volúmenes como de masas se presentan en el siguiente cuadro:

TABLA DE DATOS PARA LA RELACION M (g)/V (cm3) para sólidos

Muestra Solida

Vol. (ml) de H2O

30ml 31ml 32ml 30ml Solido 2 (Aluminio) 31ml 32ml 30ml Solido 3 30,2ml (Cobre) 31,8ml

Solido 1 (Plomo)

Masa (g) del Sólido

Vol. (ml) del Sol. + H2O

Vol. (ml) Relación del g/ml Sólido

15g 11,9g 14,35g 3,43g 2,99g 2,52g 2,71g 10,89g 7,81g

31ml 32ml 33ml 31ml 32ml 33ml 30,2ml 31,8ml 32,8ml

1ml 1ml 1ml 1ml 1ml 1ml 0,2ml 1,6ml 1ml

15g/ml 11,9g/ml 14,35g/ml 3,43g/ml 2,99g/ml 2,52g/ml 3,55g/ml 6,806g/ml 7,81g/ml

TABLA DE DATOS PARA LA RELACION M (g)/V (ml) para líquidos

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Muestra

H2O

Sulfato de Cobre

Vol. (ml) del liq.

Masa (g) de la probeta

Masa (g) probeta + liq

Masa (g) del Liq

Relación g/ml

10 ml 20 ml 30 ml 40 ml 50 ml

35g 35g 35g 35g 35g

44,69g 54,21g 64,23g 73,80g 83,71g

10ml 20ml 30 ml 40ml 50ml

35g 35g 35g 35g 35g

45,40g 55,80g 66,11g 76,61g 87,1g

9,69g 19,21g 29,23g 38,80g 48,71g 10,40g 20,80g 31,11g 41,61g 51,1g

0.969 g/ml 0,9605 g/ml 0,9745 g/ml 0,97g/ml 0,9742 g/ml 1,04 g/ml 1,04 g/ml 1,037 g/ml 1,0425 g/ml 1,042 g/ml

DISCUSIÓN DE RESULTADOS: -Error absoluto: Error abs = Vt – Ve Donde: Vt: valor teórico Ve: valor experimental El error absoluto para las muestras solidas experimentales fueron: ·Para el plomo (Pb) = 11,4 g/ml (teórico) Muestra Nº 1= 15 g/ml Muestra Nº2= 11,9 g/ml Muestra Nº3= 14,35 g/ml La más exacta es la muestra 2, hallando el error: Vt – Ve = 11,4 – 11,9 = M1 = -0,5g/ml ·Para el aluminio (Al)= 2,7 g/ml (teórico) M1 = 3,43 g/ml M2 = 2,99 g/ml M3 =2,52 g/ml La más exacta es la muestra 2, hallando el error: Vt – Ve = 2,7 – 2,99= M2= -0,29g/ml Página 18

Para el Cobre (Cu) =8,95 g/ml (teórico) M1= 13,55 g/ml M2= 6,80 g/ml M3= 7,81 g/ml La mas exacta es la muestra 3, hallando el error: Vt –Ve = 8,95 – 7,81= M3= 1,14g/ml

-Porcentaje de error: Los porcentajes para las muestras liquidas fueron: %de Error = Vt – Ve x 100 Vt Donde el % de error puede ser positivo por defecto o negativo por exceso. Para el Plomo: % Error = 11,4 – 11,9 x 100 = -4,38% (exceso) 11,4 Para el Aluminio: % Error = 2,7 – 2,99 x 100 = - 0,10% (exceso) 2,7 Para el Cobre: %Error= 8,95 - 7,81 x 100 = +12, 73% (defecto) 8,95 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 también errores accidentales por una imperfección de sus sentidos. Factores ambientales: La temperatura, la presión, la humedad, etc. pueden alterar el proceso de medida si varían de unas medidas a otras. Es necesario fijar las condiciones externas e indicar, en medidas precisas, cuales fueron éstas. Si las condiciones externas varían 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.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: CONCLUSIONES.-

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Como conclusiones tenemos que la balanza es un instrumento que nos ayuda a la medición de la materia. Que la los factores externos son muy importantes en la medición de la materia. Concluimos que La densidad de una sustancia o compuesto lo dota de una particularidad, es decir cada muestra tiene una densidad única, y este los difiere de los demás. Entre los instrumentos para medir un volumen podemos elegir entre una serie de instrumentos, la probeta, la pipeta, vaso de precipitación, etc.; según nuestra experiencia en el laboratorio se podría afirmar que la pipeta es uno de los mas precisos para medir cantidades pequeñas. Para medir el peso de una muestra se utiliza la balanza que puede ser mecánica o digital. RECOMENDCIONES.Condiciones que debe cumplir la balanza: Debe ser exacta: En equilibrio (fiel en el centro de la escala), el peso de un cuerpo colocado en un platillo debe ser igual al del cuerpo colocado en el otro. Debe ser fiel: Colocando la misma cantidad varias veces indica siempre el mismo resultado. Debe ser estable La balanza debe estar bien nivelada, por lo que la burbuja de nivel se vigilará para que esté ajustada. Deben estar en un lugar sólido, sin vibraciones (mesa de balanzas). Deben estar en un lugar apartado, protegidas de gases corrosivos, humedad, etc. (en sala de balanzas con puerta cerrada) Deben protegerse de las altas temperaturas, sol y de la electrostática. Se deben mantener limpias. Antes de colocarse otra muestra debe nivelarse la balanza. Condiciones que debe cumplir el alumno: Para tener un mejor resultado debe considerarse no redondear los dígitos obtenidos. El alumno debe tener cuidado en lo tocar la balanza cuando esta midiendo la muestra.

REFERENCIAS BIBLIOG1RAFICAS:

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http://www.enologo.com/tecnicos/eno41/eno41_3.html http://www.mitecnologico.com/Main/PrecisionExactitudYSensibilidad http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/med Idas/medidas_indice.htm#errores http://www.doschivos.com/trabajos/quimica/530.htm Fundamentos teóricos de química, Fredh Redmore pág. 12- 15

RESOLUCION DEL CUESTIONARIO:

2- Las principales causas de error en la pesada son: • La variación de la temperatura, ésta puede dilatar la medida del brazo. • La humedad atmosférica, podría afectar las piezas de la balanza dando una mala mediada. humedad recomendada: 45- 60%. • Emplazamiento incorrecto de la balanza (ubicación). • Uso de recipientes magnéticos. • Uso de muestras o recipientes cargados electrostáticamente. EXACTITUD: Es la cercanía con la cual la lectura de un instrumento se aproxima al valor verdadero del parámetro medido. Se refiere al grado acercamiento, aproximación o conformidad al valor verdadero de la cantidad bajo medición. PRECISIÓN: Es una medida de la repetitividad de las mediciones, es decir, dado un valor fijo de algún parámetro, la precisión es una medida del grado con el cual las mediciones sucesivas difieren una de la otra. Se refiere al grado de concordancia dentro de un grupo de mediciones. Página 21

• Ejemplo de exactitud y precisión; Referencia: Resistencia 100 Ω En el Medidor 1(M1) Tomamos estas lecturas (97Ω, 97Ω, 97Ω, 96Ω, 97Ω) En el Medidor 2 (M2) Tomamos estas lecturas (99Ω, 99Ω, 98Ω, 99Ω, 99Ω) Conclusión: tanto M1 como M2 tienen la misma precisión puesto que M1 repite 4 veces el valor 97Ω, mientras que M2 repitió también 4 veces el valor 99Ω. Pero es más exacto el M2 porque se aproxima más al valor de nuestra referencia. Otro ejemplo es cuando se considera que un instrumento el cual tiene un defecto de diseño u operación, da un resultado el cual se repite altamente de medición a medición, pero el cual se encuentra lejos del valor verdadero. Los datos obtenidos de este instrumento serán muy precisos, pero bastantes inexactos. SENSIBILIDAD: Es la respuesta del instrumento al cambio de la entrada o parámetro medido. Es decir, se determina por la intensidad de I necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala.

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