Práctica 2 Densidad PDF

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Práctica 2 densidad...

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Práctica No.   2:   Densidad  RESUMEN Con ayuda de un densímetro, se midió la densidad de nueve disoluciones de sacarosa de concentraciones diferentes para realizar la curva de calibración respectiva. También se midieron las densidades de ocho refrescos comerciales (cuatro de la misma marca, tradicional y light) para determinar la cantidad de azúcar presente en estos, representandolos y apoyándonos en la curva de calibración expresándose en unidades de concentración %m/V a partir de la curva de calibración. Otro objetivo era comprobar que la densidad es una propiedad intensiva de la materia mediante el análisis y comparación de los distintos valores de las bebidas a analizar. TABLA DE DATOS Tabla 1. Cantidades de soluto, disolvente y densidades, medidas con ayuda de un densímetro [ ], de las disoluciones de sacarosa de diferentes concentraciones. Densidad g disolución mL disolución

% m/m

C ₁₂H ₂₂O ₁₁ (g)

H ₂O (ml)

0%

0

150

0.999

2%

3

147

1.006

4%

6

144

1.012

8%

12

138

1.026

12 %

18

132

1.044

16 %

24

126

1.060

20 %

30

120

1.080

24 %

36

114

1.090

28 %

42

108

1.110

32 %

48

102

1.130

(

)

Tabla 2. Densidades de los refrescos en un densímetro, con una incertidumbre de[ ]

Densidad de Refrescos (

g disolución mL disolución

)

Refresco

Sin Azúcar

Normal

Manzanita Sol

1.000

1.012

Pepsi

1.002

1.034

7 Up

1.003

1.010

Coca-Cola

0.990

1.038

Sidral Mundet

1.000

-----------**

**No se analizó la concentración ni la densidad del Sidral Mundet normal.

Tabla 2. Concentraciones de azúcar de cada bebida reportadas por el fabricante. Concentración de azúcar, según la marca comercial Refresco

Sin Azúcar (%m/V)

Normal (%m/V)

Manzanita Sol

2

30

Pepsi

0

50

7 Up

0

30

Coca-Cola

0

70

Sidral Mundet

0

----------

TRATAMIENTO DE DATOS Para calcular la masa de C₁₂H₂₂O₁₁ y la masa de H2O que se usaron para preparar la disolución se utiliza la siguiente fórmula: masa disolución (masa soluto) 100 g disolución 150 g disolución (2 g C₁₂H ₂₂O ₁₁) = 100 g disolución

% m/m = 2%m/m

= 3 g C₁₂H ₂₂O₁₁

150 g H₂O − 3 g C₁₂H ₂₂O₁₁ = 147 g H₂O

Se puede relacionar el %m/m con el %m/V a través de la densidad, de la siguiente manera:

%m/V =

masa soluto V disolución

× 100 =

%m/m (masa disolución) 100 masa disolución ρ disolución

× 100 = %m/m (ρ disolución)

masa soluto masa disolución %m/m (ρ disolución) = ( masa disolución) × 100( V disolución ) =

masa soluto V disolución

× 1 00

De esta manera se calculó la concentración en %m/V para cada disolución y cada bebida carbonatada:

2.012% = 2%m/m (1.006

g disolución mL disolución

)

Para calcular la pendiente de la recta en la gráfica Densidad vs %m/V se tomaron dos puntos sobre la recta y, con sus coordenadas, se aplicó la fórmula siguiente :

m=

Y 2−Y 1 X 2 −X 1

=

33.1364−11.0127 1.1193−1.0366

= 267.5175

Las coordenadas en Y cuando x=0 son (0,-266.5651)

b = − 266.5651 Por lo tanto, la ecuación para la recta del ajuste lineal sería:

%m/V = 267.5175ρ − 266.5651

TABLA DE RESULTADOS Tabla 3. Concentración de cada disolución de sacarosa en diferentes unidades. %m/m

(

Densidad g disolución mL disolución

)

%m/V

0

0.99

0

2

1.006

2.012

4

1.012

4.048

8

1.026

8.208

12

1.044

12.528

16

1.060

16.960

20

1.080

21.600

24

1.090

26.160

28

1.110

31.080

32

1.130

36.160

Gráfica 1. La recta inclinada representa un ajuste lineal de las densidades y las concentraciones de las disoluciones de sacarosa; a partir de esta recta y de las densidades de los refrescos, se infieren gráficamente sus respectivas densidades.

Tabla 4. Concentración de azúcar de cada bebida carbonatada en %m/V Concentración de azúcar para cada bebida Refresco

Sin Azúcar (%m/V)

Normal (%m/V)

Experimental

Teórica

Experimental

Teórica

Manzanita Sol

1.20

2

4.42

30

Pepsi

1.75

0

10.30

50

7 Up

2.00

0

3.89

30

Coca-Cola

-1.47

0

11.38

70

Sidral Mundet

1.20

0

---------------

----------

ANÁLISIS DE RESULTADOS Conocer la densidad de cualquier sustancia nos permite calcular la relación masavolumen de los cuerpos y explicar por qué dos cuerpos de sustancias diferentes que ocupan el mismo volumen no tiene la misma masa. Se infiere que la densidad de una sustancia es una propiedad intensiva, pues al medirla con el densímetro no importa qué cantidad de sustancia se utilice, la magnitud que mide sigue siendo la misma. La densidad cambia de acuerdo a la concentración de azúcar, esto se puede observar cuando hay diferentes cantidades de sacarosa en el agua, ya que cuando no había sacarosa se obtuvo una densidad de 0.99 g/ml y cuando se tenía una disolución con 48 g de azúcar la densidad fue de 1.130 g/ml. Se observa en la gráfica que el refresco light que contiene mayor concentración de azúcar (2 %m/V), y que de hecho no difiere mucho en comparación con la misma marca en su versión normal (3.86 %m/V), es Seven Up. El refresco clásico que contiene mayor concentración de azúcar es Coca Cola (11.38 %m/V), pero en su versión light, es la bebida que disminuye en mayor magnitud las cantidades de azúcar en la mezcla e. Sin embargo puede observarse un error en la determinación de la concentración %m/V mediante el método gráfico, pues para la Coca Cola sin azúcar la concentración resulta negativa (-1.47 %m/V), lo cual no es posible de manera empírica. Por lo tanto, sería recomendable medir las densidades de más disoluciones de concentración conocida para que la recta que resulta del ajuste lineal sea más precisa. Comparando las concentraciones teóricas y experimentales de los refrescos se observa que para las bebidas tradicionales los valores experimentales están muy por debajo del valor teórico. Para las bebidas sin azúcar, se observa que en su mayoría están por encima del 0 %m/V, lo cual indica que sí disminuye su concentración en comparación con sus versiones tradicionales pero no del todo, a excepción de la Manzanita Sol. Otro error en la metodología podrían ser los componentes del refresco, pues además de azúcar contiene gas carbonatado, sodio, entre otras sustancias dispersas, las cuales deberían separarse mediante procesos más complejos.

CONCLUSIONES La densidad es una propiedad intensiva, pues esta propiedad física no depende de la cantidad de materia de la sustancia, pero sí depende de la composición de la disolución, esto se puede observar en la primera densidad (0.99 g/ml) donde el H2O no contenía C12H22O11 y en la última densidad (1. 130 g/ml) donde el H2O tenía 48 g de C12H22O11 entonces, se puede concluir que las cantidades de disolvente y soluto  sí afectan la densidad. TRATAMIENTO DE RESIDUOS

Rombo de seguridad de C12H22O11 (Sacarosa) Las disoluciones de Sacarosa y agua pueden ser tiradas a la tarja, al igual que las bebidas carbonatadas (el envase debe de colocarse en un contenedor de PET). ANEXO

Figura 1. Manzanita sol sin azúcar y con azúcar respectivamente.

Figura 2. Pepsi light y pepsi con azúcar respectivamente.

Figura 3. 7 Up sin azúcar y 7 Up con azúcar.

Figura 4. Coca cola sin azúcar, Coca cola original.

Figura 5. Sidral mundet light.

Figura 6. Determinación de la densidad en disoluciones de sacarosa con ayuda del densímetro. REFERENCIAS ● Morris, H. (2010). Fundamentos de química, Estados Unidos: Cenage Learning pp. 37-40. ● Raymond, C. (1992). Química, Estados Unidos: Mc Graw Hill pp. 18-19, 25. ● Dosal, M. (2008). Curvas de calibración 23/08/19 De: amyd. Sitio Web: depa.fquim.unam.mx/amyd/

DESCRIPCIÓN DE LA CALIFICACIÓN

Criterio

Puntos máximos a obtener

Puntos obtenidos

1) Presentación del informe

Requisito

Sí

2) Resumen

0.50

0.40

3) Tabla de datos

0.50

0.25

4) Tratamiento de datos

3.00

3.00

5) Tabla de resultados

0.25

0.25

Falta calcular % de error

6) Análisis de resultados

5.00

3.00

Indicaciones en la práctica

7) Conclusiones y evaluación

0.50

0.00

No hay conclusión

8) Tratamiento de residuos

Requisito

Sí

9) Cuestionario

Requisito

Sí

10) Referencias

Requisito

Sí

TOTAL

7.00

Comentarios

Faltan las incertidumbres y unificar las tablas colocando el mismo número de decimales

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