Resumen en esta segunda práctica de laboratorio se realizaron mediciones de masa, de volumen y cálculos de densidad, aplicados a diversos materiales tanto líquidos como sólidos,




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títuloResumen en esta segunda práctica de laboratorio se realizaron mediciones de masa, de volumen y cálculos de densidad, aplicados a diversos materiales tanto líquidos como sólidos,
fecha de publicación06.04.2016
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UNIVERSIDAD DE SAN MARTÍN DE PORRES
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

E
SCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Laboratorio de Química General

Profesora Thais Linares
PRACTICA N°2 DENSIDAD

Fecha de realización: sábado 2 de setiembre

Fecha de entrega: sábado 9 de setiembre



INTEGRANTES:

Merino Leon, Victor Alfredo

Zumaeta Villavicencio, Luis Miguel

Grupo G2
Horario: 2pm-5pm


La Molina, 2006

ÍNDICE GENERAL

Resumen 3

Introducción 4

Fundamento teórico 5

Método experimental 8

Resultados 9

Discusión 13

Conclusiones 14

Bibliografía 15

RESUMEN

En esta segunda práctica de laboratorio se realizaron mediciones de masa, de volumen y cálculos de densidad, aplicados a diversos materiales tanto líquidos como sólidos, con el objetivo de comprender la relación entre estas tres magnitudes (masa, volumen y densidad), y también su variación debido a la temperatura.

Se trabajó por separado con los materiales sólidos y los líquidos. Se tomó una selección de 4 objetos sólidos regulares y 4 irregulares. Para medir su masa se utilizó una balanza electrónica de precisión. Para medir su volumen, se utilizó la técnica de sumergir el objeto bajo el agua, en una probeta, y medir el volumen de agua desplazado.

Los materiales líquidos con los que se realizó el experimento son glicerina, agua a temperatura ambiente y agua caliente. Estos fueron también medidos y pesados.

Se calcularon las densidades utilizando formulas y factores de conversión.

INTRODUCCIÓN
Para comprender el concepto de densidad es indispensable tener en claro las propiedades de los tres estados de la materia. En un sólido, los átomos o moléculas están en contacto próximo, a veces en disposiciones muy organizadas que se llaman cristales. Un sólido ocupa un volumen definido y tiene una forma definida. En un líquido los átomos o moléculas están generalmente separados por distancias mayores que en un sólido. El movimiento de estos átomos o moléculas proporciona al líquido una de sus propiedades más características: la capacidad de fluir cubriendo el fondo y adoptando la forma del recipiente que lo contiene. En un gas, las distancias entre átomos o moléculas son mujo mayores que en un líquido. Un gas siempre se expande hasta llenar el recipiente que lo contiene.

FUNDAMENTO TEORICO
La densidad se define como la relación entre masa y volumen:


Densidad(ρ)= masa(m) .
volumen(v)

Las unidades básicas en el Sistema Internacional de masa y volumen son kilogramos y metros cúbicos, respectivamente, pero los químicos generalmente expresan la masa en gramos por mililitro (g/mL).

La masa de un litro 1.000 L de agua a 4°C es 1,000 kg. La densidad del agua a 4°C es de 1000g/1000mL =1,000g/mL. A 20°C la densidad del agua es 0,9982 g/mL. La densidad es una función de la temperatura porque el volumen cambia con la temperatura mientras que la masa permanece constante. Uno de los motivos por los que preocupa el calentamiento de la tierra es porque si la temperatura media del agua del mar aumenta, el agua será menos densa. Como la masa del agua no cambia su volumen debe aumentar y el nivel del mar se elevará, todo ello antes de que el hielo empiece a fundirse en los casquetes polares.

Además de la temperatura, el estado de la materia también influye en la densidad de una sustancia. En general, los sólidos son más densos que los líquidos y ambos son más densos que los gases. Sin embargo, existen solapamientos importantes. A continuación se dan algunas observaciones sobre los valores numéricos de las densidades que son útiles para resolver problemas.

  • Densidades de sólidos: desde 0,2 g/cm3 hasta 20 g/cm3

  • Densidades de líquidos: desde 0,5 g/mL hasta 3-4 g/mL

  • Densidades de gases: la mayoría del orden de unos pocos gramos por litro

En general las densidades de los líquidos se conocen con más precisión que las de los sólidos, ya que estos pueden tener defectos en sus estructuras microscópicas. Las densidades de los elementos y los compuestos también se conocen con más precisión que los materiales con composición variable, como la madera o el caucho.

Una consecuencia importante de las distintas densidades de los sólidos y líquidos es que los líquidos y los sólidos de densidad baja flotan en líquidos de densidad baja (siempre que los líquidos y sólidos no se disuelvan unos en otros).

Principio de Arquímedes


El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en la figuras:

  1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.

  2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

MÉTODO EXPERIMENTAL
Al tomar los datos de la masa y volumen de las muestras, se tomaron precauciones para tratar de obtener resultados exactos y sin mucha variación. Se tuvo cuidado en posicionar bien la balanza electrónica, y en secar bien el instrumental de vidrio.

Para medir el volumen de los líquidos se utilizó una probeta con medida, la cual se pesó previamente para conocer su masa y tomar la diferencia al momento de pesar las muestras en la balanza. Para calentar el agua se utilizó una estufa, y se midió la masa y volumen a 55°C. Para la medición del volumen de sólidos, se utilizó una probeta medida para calcular el volumen de agua desplazada al momento de sumergir cada sólido.

RESULTADOS

Los resultados obtenidos se muestran en las tablas siguientes :

MUESTRAS LÍQUIDAS

MUESTRA 1: AGUA
TEMPERATURA: 22°C

Volumen de agua

Masa de agua

Densidad

10mL

m1 = 9,881g

ρ =0,09881 g/cm3

ρ =988,1 kg/m3

40mL

m2 = 39,644g

ρ =0,9911 g/cm3

ρ =991,1 kg/m3

80mL

m3 = 79,177g

ρ =0,9897 g/cm3

ρ =989,7 kg/m3


MUESTRA 2: AGUA

TEMPERATURA: 55°C

Volumen de agua

Masa de agua

Densidad

10mL

m1 = 9,696g

ρ =0,09696 g/cm3

ρ =969,6 kg/m3

40mL

m2 = 39,069g

ρ =0,9767 g/cm3

ρ =976,7 kg/m3

80mL

m3 = 78,813g

ρ =0,9851 g/cm3

ρ =985,1 kg/m3

MUESTRA 3: GLICERINA ANHIDRA

TEMPERATURA AMBIENTE

Volumen de glicerina

Masa de glicerina

Densidad

10mL

m1 = 12,8g

ρ =1,28 g/cm3

ρ =1280 kg/m3

40mL

m2 = 50,455g

ρ =1,261375 g/cm3

ρ =1261,3 kg/m3

80mL

m3 = 100,226g

ρ =1,252825 g/cm3

ρ =1252,8 kg/m3

MUESTRAS SÓLIDAS

Muestras Regulares

MUESTRA

MASA

VOLUMEN

DENSIDAD




8,259 g

1,9 mL

4,34684211 g/mL




19,78 g

4 mL

4,945 g/mL




14,27 g

4 mL

3,5675 g/mL




12,7 g

1,8 mL

7,0555 g/mL

Muestras Irregulares

MUESTRA

MASA

VOLUMEN

DENSIDAD




8,119 g

1 mL

8,119 g/mL




13,7 g

3 mL

4,56666666 g/mL




8,143 g

1,9 mL

4,28578947 g/mL




3,695 g

1 mL

3,695 g/mL

DISCUSIÓN
Cuestionario:

¿Cómo varía la densidad con respecto a la temperatura? ¿Por qué?

Según los resultados de los experimentos realizados con líquidos a diferentes temperaturas, se puede deducir que a mayor temperatura, menor es la densidad; esto se ve claramente en los cuadros 1 y 2, donde al agua calentada a 55°C muestra densidad menor a la del agua a 22°C.
¿Qué efecto tiene la densidad de un líquido sobre la flotabilidad de un objeto?

La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor. Es decir, si el líquido es más denso, como en el caso de la glicerina, los objetos tendrán mayor flotabilidad en él.
¿La viscosidad de un líquido está relacionada con su densidad?

La viscosidad de un fluido disminuye con la reducción de la densidad, esto es, a mayor densidad mayor será la viscosidad. Esto lo pudimos comprobar al calcular la densidad de la glicerina, que es más viscosa que el agua y cuya densidad es mayor a la de ésta.
CONCLUSIONES
Se pudo concluir de la experimentación realizada en el laboratorio que a mayor temperatura, mayor es el volumen y menor la densidad de las muestras.

También se observó que la viscosidad esta relacionada con la densidad de manera directa: a mayor densidad, mayor viscosidad. De igual manera se relaciona la flotabilidad de un objeto con la viscosidad del líquido en el que es sumergido.

BIBLIOGRAFÍA


  1. Química General.

Principios y Aplicaciones modernas. Séptima Edición
Petrucci, Harwood

Página 14


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