Densidade - Química Geral experimental PDF

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Relatório sobre Densidade da disciplina de Química Geral experimental...

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1. Introdução

A densidade é uma propriedade específica de cada material que serve para identificar uma substância. É a relação entre a massa (m) e o volume (v) de determinado material, seja ele sólido, líquido, ou gasoso. Matematicamente, a expressão usada para calcular a densidade é dada por: densidade = massa/volume (d = m/v). A densidade é uma propriedade intensiva, pois ainda que a massa e o volume dependam da quantidade da substância (propriedades extensivas), a razão é constante a uma dada temperatura. A unidade de densidade no SI é o quilograma por metro cúbico (kg/m3), embora as unidades mais utilizadas sejam o grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou o grama por mililitro (g/mL) à uma temperatura de 20 ºC. Conforme se observa na expressão matemática da densidade, ela é inversamente proporcional ao volume, isso significa que quanto menor o volume ocupado por determinada massa, maior será a densidade. Uma vez que o volume (utilizado para se determinar a densidade) é uma grandeza física que varia de acordo com a temperatura e a pressão, portanto, também a densidade. A massa de um objeto pode ser medida facilmente com uma balança. O volume de um objeto regular pode ser calculado medindo-se e multiplicando-se a sua: largura (l), comprimento (c) e altura (h). O volume de objetos irregulares (sem forma definida), podem ser medidos colocando-se em um recipiente graduado contendo água, sendo o volume da água deslocada igual o volume do objeto irregular. 2. Objetivos Determinar através de experimentos usando a relação massa/volume, a densidade de diferentes álcoois. 3. Procedimento Experimental Um balão volumétrico de 10 mL foi pesado em uma balança de precisão. Em seguida, o mesmo foi preenchido com o álcool à se determinar sua densidade. O álcool foi adicionado com todos os cuidados necessários para que este estivesse tangente ao menisco, evitando assim erros operacionais. 1

Pesou-se novamente o balão, desta vez contendo o líquido. Posteriormente subtraiu-se o peso obtido em relação ao peso adquirido anteriormente com o balão vazio. Encontrados a massa e o volume do álcool, foi possível calcular sua densidade. O mesmo procedimento foi repetido para todos os demais álcoois. 4. Discussão dos Resultados Pesou-se um balão volumétrico de 10 mL em uma balança com precisão de duas casas, e obteve-se um resultado de 11,91g. Depois, pesou-se novamente o balão contendo o álcool iso-Butanol e observou-se um resultado de 19,89g. Para saber a massa do líquido, subtraiu-se o peso do balão e obteve-se a massa da amostra: 19,89 – 11,91 = 7,98g No experimento em questão, a massa do iso-Butanol obtida foi de 7,98g sendo seu volume igual à 10 mL. Calculando a densidade, tem-se: d = 7,98/10 = 0,798 g/mL Comparando o valor obtido com os dados da literatura, nota-se uma diferença. O valor encontrado na literatura é de 0,8060 g/mL enquanto que no experimento foi de 0,7980 g/mL, à uma pressão menor que 1 atm,. Essa pequena diferença pode ser justificada por fatores externos como pressão e temperatura, uma vez que na literatura a pressão em que são realizados os experimentos é igual à 1atm. A balança utilizada para realizar o experimento a ser registrado na literatura é de grau mais preciso, com um número maior de casas. O mesmo experimento foi realizado por operadores diferentes, e obteve-se o resultado de 0,796 g/mL, essa pequena diferença pode ser atribuída ao operador que pode não ter acertado o menisco ou também ter errado na leitura da balança, ou até mesmo por variações na temperatura. O experimento realizado com o álcool Etanol foi repetido por operadores e balanças diferentes, uma delas com 4 casas de precisão e a outra com apenas 2 casas. Verificou-se um resultado de d = 0,8014 g/mL na balança de maior precisão e d = 0,80 g/mL na de 2 casas, enquanto que na literatura a d = 0,7893 g/mL. A diferença obtida pode ser devido à pressão. 2

Na determinação da densidade do n-Propanol obteve-se um resultado de d = 0,7930 g/mL, enquanto que na literatura a densidade é igual à 0,8035 g/mL, diferença também atribuída aos fatores externos. No iso-Propanol, onde se utilizou uma balança com 3 casas de precisão obtevese um resultado de d = 0,8101 g/mL, e na literatura d = 0,7855g/mL, essa diferença pode ser em decorrência de erros operacionais e também por fatores externos. No n-Butanol, onde se utilizou uma balança com 4 casas de precisão, obteve-se d = 0,8013 g/mL, diferente do valor literário devido à pressão(d = 0,8098 g/mL). Por fim, no experimento feito para o n-Octanol, repetido por operadores diferentes, obteve-se os seguintes valores: d = 0,8188 g/mL ( na balança com 4 casas) e d = 0,818 g/mL (na de 2 casas). Os resultados mostraram que provavelmente não ocorreram erros operacionais, todavia a diferença em relação à literatura (d = 0,8270 g/mL) pode ser justificada pela pressão.

TABELA 1: Comparação da Densidade da Literatura com a Densidade Experimental (m/v). Álcoois

Densidade

Densidade (g/mL)

Literatura

Operador 1

Operador 2

ETANOL

0,7893

0,8014 (4 casas)

0,8030 (2 casas)

n-PROPANOL

0,8035

0,7930 (4 casas)

iso-PROPANOL

0,7855

0,8101 (3 casas)

n-BUTANOL

0,8098

0,8013 (4 casas)

iso-BUTANOL

0,8060

0,7980 (2 casas)

0,7960 (2 casas)

n-OCTANOL

0,8270

0,8188 (4 casas)

0,8180 (2 casas)

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FIGURA 1: Fórmulas estruturais dos álcoois.

5. Conclusão A densidade é uma propriedade física intensiva, pois apesar de depender da massa e do volume da substância, a razão é constante à uma dada temperatura. Ela é uma das propriedades que servem como meio de identificação. Foi possível perceber também que, quando for determinar a densidade de uma certa substância, deve-se mencionar a temperatura e a pressão, uma vez que o volume varia de acordo com esses fatores, consequentemente provocando variações na densidade. E por fim, ao se comparar os resultados obtidos experimentalmente com os diferentes operadores e com os dados literários, observou-se algumas diferenças, podendo estas ser justificadas por erros operacionais e fatores externos.

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6. Referências

HONDA, N. K. ;COSTA, M. H. Química Geral – Laboratório. Campo Grande, 2009.

BROWN, T. L. ;LEMAY Jr, H. E. ;BURSTEIN, B. E. ;BURDGE, J. R. Química: A ciência central. Rio de Janeiro: Ed. Pearson / Prentice Hall (Grupo Pearson), 9ª Edição, 2005.

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/11544/articleI.pd f?sequence=3> Acesso em : 01 de Dezembro de 2012. http://www.coladaweb.com/quimica/fisico-quimica/densidade-massavolumica> Acesso em : 01 de Dezembro de 2012.

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