Estudio Cuantitativo entre la masa de una sustancia y su volumen PDF

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Reporte experimental de densidad...

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN Laboratorio de Ciencias Experimentales I Informe Experimental de Proyecto 2. Estudio Cuantitativo entre la masa de una sustancia y su volumen Farmacia 1101 Equipo 3 Hernàndez Martìnez Alma Lizette Jiménez Servín Carlos Germán Maciel Nieto Jessica Rafael Sampere Morales 28/09/2017

Índice ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ●

pag. Planteamiento del problema...…………………..…. 3 Introducción…………………………………………… 3 Marco teórico………………………………………….. 3 Objetivos generales………………………………….. 4 Objetivos particulares…………..………………….... 4 Objeto de estudio……………………………………... 4 Variables……………………………………………...… 4 Fenómeno de estudio………………………………… 4 Observación (experimento piloto).......................... 4 Hipótesis………………………………………………… 5 Método…………………………………………………… 5 Aparatos de medición y equipo…………………….. 5 Materiales……………………………………………..... 5 Procedimiento experimental………………………… 5 Resultados……………………………………………… 6 Análisis de resultados……………………………….. 10 Conclusiones…………………………………………... 10 Referencias…………………………………………….. 10

Planteamiento del problema Determinar experimentalmente la relación cuantitativa entre la masa de una 2

sustancia y su volumen. Introducción Se hace referencia a la relación cuantitativa que hay entre la masa de una sustancia y su volumen, para realizar esta investigación fue necesario realizar un experimento para determinar si existe dicha relación y comprobar si varía la relación dependiendo si el objeto de estudio era líquido o sólido. La finalidad de este trabajo fue principalmente observar y aprender cómo las propiedades extensivas de la materia (masa y volumen) sirven para conocer de manera directa la cantidad de materia que contiene un cuerpo. Marco teórico La masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo, su unidad es el kilogramo (kg), sin embargo existen más unidades como las son: Unidad

Símbolo

Equivalencia en kg

Tonelada

t

1000

Kilogramo

kg

1

Gramo

g

0.0001

Miligramo

mg

0.000001

Para medir la masa se emplean ciertos instrumentos como las balanzas granatarias o digitales. El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo, su unidad es el metro cúbico (m 3), al igual que la masa, tiene más unidades que son equivalentes al m 3: Unidad

Símbolo

Equivalente en m3

Metro cúbico

m3

1 m3

Decímetro cúbico

dm3

0.001 m3

Centímetro cúbico

cm3

0.000001 m3

Milímetro cúbico

mm3

0.000000001 m3

Existen distintas formas de medir el volumen de los cuerpos; para medir el volumen de un líquido se emplea instrumentos como probetas, buretas y pipetas, en los cuerpos sólidos, de forma regular se emplean fórmulas matemáticas para medir el volumen. La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá. La densidad se define como el cuociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el Sistema Internacional , la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos 3

(m3) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m 3). La mayoría de las sustancias tienen densidades similares a las del agua por lo que, de usar esta unidad, se estarían usando siempre números muy grandes. Para evitarlo, se suele emplear otra unidad de medida el gramo por centímetro cúbico (gr/cm3). Objetivos generales ▪ Determinar experimentalmente la relación cuantitativa entre la masa de una sustancia (líquida y sólida) y su volumen. Objetivos particulares ▪ Describir los estados de agregación de la materia. ▪ Establecer la diferencia entre las propiedades extensivas e intensivas de la materia. ▪ Analizar las propiedades que modifican el comportamiento de la masa y el volumen de las sustancias. ▪ Analizar las propiedades que modifican el comportamiento de la masa y el volumen de la materia. ▪ Analizar la consecuencia del comportamiento de la relación entre la masa de una sustancia y su volumen. Objeto de estudio Sustancia líquida: Agua y alcohol Sustancia sólida: canicas y plastilina Selección de variables Variable dependiente: Masa Variable independiente: Volumen Fenómeno de estudio Masa: La masa es la medida que indica la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Dentro del Sistema Internacional, su unidad es el kilogramo (kg) se considera normalmente como una propiedad invariable de un objeto. Volumen: El volumen corresponde a la medida del espacio que ocupa un cuerpo. La unidad de medida del volumen es el metro cúbico (m 3) Observación de experimento piloto En el experimento piloto se realizaron cuatro pruebas relacionando la masa y el volumen de diferentes sustancias y objetos Para hacer las pruebas con los sólidos utilizamos canicas, plastilina y agua; se armaron paquetes de dos canicas y a estos se les fue midiendo la masa, posteriormente en una probeta de 100 ml se agregaron 50 ml de agua y se le introdujo cada paquete de canicas, observamos que al momento de introducir el último paquete ya no había agua para medir el volumen, lo que se hizo para el experimento fue tomar la medida desde 60 ml en vez de 50 ml. En las pruebas con líquidos se utilizó agua con agua y alcohol con alcohol, primero se pesó la probeta, se sacó su masa (para poder restarla después y tener el 4

volumen) y de 5 en 5 ml se fue adicionado el agua hasta llegar a los 100 ml. Se hizo lo mismo con el alcohol. Hipótesis El volumen de un líquido (agua) se ve afectado directamente según la masa que se le agregue o retire (canicas/plastilina) esto quiere decir que entre mayor sea la masa, el volumen también aumenta ya que la masa es directamente proporcional al volumen de una sustancia o cuerpo m=kv Método Sujeto de estudio Sustancia líquida: Agua y alcohol Sustancia sólida: canicas y plastilina Aparatos de medición y Equipo Balanza granataria Probeta de 100 ml Pipeta graduada de 10 ml Materiales Alcohol Agua Plastilina Canicas Vasos de precipitados de 50 ml Procedimiento experimental Método utilizado en sólidos -Se calibró la balanza en 0 -Se colocó el vidrio de reloj (anotando su masa) -Se empaquetaron pares de canicas y de bolas de plastilina enumerando cada par. -Se pesaron cada par de canicas y bolas de plastilina anotando su masa y se restó la masa del vidrio de reloj para obtener la masa de las canicas por si solas -En una probeta de 100 ml se agregó 60 ml de agua con ayuda de una pipeta graduada -Se fue introduciendo de par en par las canicas observando detenidamente cuánto aumentaba su volumen y se fue anotando los resultados (haciendo lo mismo con las bolas de plastilina) -Se anotaron todos los datos en tablas para establecer así una relación entre las variables. Método utilizado en líquidos -Se calibro la balanza en 0 -Se peso la probeta graduada vacía anotando su masa 5

-Se agrego 10 ml de alcohol con ayuda de una pipeta graduada y se peso con la balanza -Se le resta el peso de la probeta vacía para así obtener la masa del líquido (alcohol) por si sola. -Se anotaron los resultados agregando de 10 ml en 10 ml hasta 100 ml -Se anotaron los resultados y se repitió el mismo procedimiento con el agua. -Se anotaron los datos obtenidos y se analizó su relación con ayuda de una gráfica. Resultados Tabla no.1 Relación entre masa/volumen con alcohol como líquido Valor

Volumen Masa (ml) (g)

Diferencia de masa (g)

1

10

7.9

7.9

2

20

15.8

7.9

3

30

23.9

8.1

4

40

31.9

8

5

50

39.8

7.9

6

60

47.7

7.9

7

70

55.6

7.9

8

80

63.4

7.8

9

90

71.4

8

10

100

79.3

7.9

6

Tabla no.2 Relación entre masa/volumen con agua como líquido Valor

Volumen Masa (ml) (g)

Diferencia de masa (g)

1

10

9.6

9.6

2

20

19.5

9.9

3

30

29.3

9.8

4

40

39.1

9.8

5

50

49

9.9

6

60

58.8

9.8

7

70

68.6

9.8

8

80

78.4

9.8

9

90

88.3

9.9

10

100

98

9.7

7

Tabla no. 3 Relación entre masa/volumen con pares de canicas como sólido Nº de canicas

volumen (ml)

Diferencia de volumen (ml)

masa (g)

Diferencia de masa (g)

0

60

0

0

0

2

66

6

13.2

13.2

4

72

6

26.1

12.9

6

77

5

38.3

12.2

8

83

6

51.1

12.8

10

89

6

63.8

12.7

8

Tabla no. 4 Relación entre masa/volumen con pares de bolas de plastilina como sólido Nº de canicas

volumen (ml)

Diferencia de volumen (ml)

masa (g)

Diferencia de masa (g)

0

60

0

0

0

2

65

5

7.4

7.4

4

69

4

14.3

6.9

6

73

4

21.2

6.9

8

78.6

5.6

28.1

7.9

10

82.6

4

35.2

7.1

9

Análisis de resultados En cada una de las tablas podemos observar que la variable independiente es el volumen pero que este se ve afectado por la masa añadida, entre mayor masa (canicas/plastilina) se le añade mayor volumen obtiene el líquido (alcohol/agua). el volumen aumenta de forma proporcional si se le aumenta una masa de la misma forma. Conclusiones Respecto a los objetivos generales concluimos que la relación tanto de las canicas como de la plastilina, del alcohol y el agua entre su masa y su volumen es constante y tenemos que la diferencia entre las sustancias es debido a la propiedad física de la densidad ya que en cada sustancia es diferente, pues esto le da identidad a la sustancia dicha. Pudimos corroborar estas propiedades, experimentalmente y las pequeñas variaciones presentadas fueron dadas por la calibración y precisión del equipo de medición utilizado. Bibliografía https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/las-propiedades-de-lamateria/densidad.html http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/U1temas1.5a1.7_19118.pdf http://www.fisica.unam.mx/noticias_quintoestadodeagregacion2012.php http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/U1temas1.3y1.4_19117.pdf

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