Propiedades Intensivas y extensivas de la Materia - Nota: 9,5 PDF

Preview

Summary

Reporte de Química General...

Description

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COSTA RICA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES ESCUELA DE QUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL PARA INGENIERÍA EN BIOPROCESOS INDUSTRIALES

REPORTE DE LABORATORIO PRACTICA 2: PROPIEDADES EXTENSIVAS E INTENSIVAS DE LA MATERIA

PROFESOR: JOSÉ ROBERTO VEGA BAUDRIT

ESTUDIANTES: SEBASTIÁN GARCÍA BOLAÑOS JEISSON UGALDE ÁLVAREZ

FECHA DE ENTREGA: MIÉRCOLES 5 DE ABRIL

I CICLO 2017

RESUMEN Toda la materia cuenta con propiedades tanto físicas como químicas. Las propiedades físicas pueden medirse sin que la sustancia cambie o se transforme en otra, mientras que las químicas están ligadas al cambio de una sustancia a otra. Las propiedades físicas además se pueden identificar por dos tipos, las propiedades físicas extensivas y las intensivas (Chang, 2011). ●

Propiedades extensivas: Son todas aquellas que estén directamente ligadas a la cantidad de materia que haya en el momento de la medición. La masa y el volumen son ejemplos de propiedades extensivas.

●

Propiedades intensivas: Son las propiedades que no dependen de la cantidad de materia que haya al momento de la medición. La densidad, la temperatura de fusión y la de ebullición son ejemplos de propiedades intensivas. Esto quiere decir que no dependen en ningún momento de la cantidad de materia y por el contrario dependen del tipo de material.

Algunas propiedades extensivas al dividirse dan como resultado propiedades intensivas, un ejemplo de esto es la densidad que es el resultado de dividir la masa de cierto objeto y el volumen del mismo objeto. Como se representa en la siguiente fórmula (Benavides et al, 2015): En la cual:

ρ=

m v

ρ : densidad m : masa v : volumen

La densidad puede variar dependiendo de la temperatura, el ejemplo más claro es la densidad del agua que tiene una tendencia a disminuir su densidad conforme la temperatura aumenta, cuando su temperatura es 0 °C su densidad es de 998,2 Kg/𝑚3 y si se eleva la temperatura por ejemplo a 65℃ su densidad disminuye a 987,7 Kg/𝑚3 . Esto además se puso a prueba con distintitos métodos utilizados en el laboratorio para obtener los resultados de la densidad del agua. OBJETIVOS: ●

Determinar la densidad del agua

●

Comprobar de manera experimental si la densidad es una propiedad intensiva y que la masa y el volumen son extensivas.

●

Determinar si la densidad varía con los cambios de temperatura.

●

Practicar la determinación de incertidumbres y el uso de unidades del Sistema Internacional.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN I Parte. Determinación de la densidad del agua midiendo el volumen con tres métodos diferentes. Cuadro 1. Determinación de la densidad del agua midiendo el volumen por tres formas diferentes a temperatura ambiente. Medición

Valor

Incertidumbre

Masa de la probeta de 25mL

6,74x10-2 kg

±0,00005 kg

Masa de la probeta de 25mL y de la alícuota de 5 mL de agua

7,15x10-2 kg

±0,00005 kg

Masa de los 5mL de agua

4,1x10-3 kg

±0,00005 kg

Volumen de los 5mL agua con pipeta

5x10-6 m3

±0,00000001 m3

Densidad calculada con la medición de volumen con pipeta

820 kg/m3

±0,5 kg/m3

Volumen real 5mL agua medido con probeta

5x10-6 m3

±0,00000001 m3

Densidad calculada con la medición de volumen de la probeta

820 kg/m3

±0,5 kg/m3

Diámetro interno de la probeta

1,8x10-2 m

±0,0005 m

Altura de la columna de agua en la probeta

1,7x10-2 m

±0,0005 m

Volumen de agua calculado del cilindro de agua

4,33x10-6 m3

±0,00000001 m3

Densidad calculada con la medición de volumen con el cilindro

946,88kg/m3

±0,01 kg/m3

II Parte. Determinación de la densidad del agua midiendo el doble del volumen. Cuadro 2. Determinación de la densidad del agua midiendo el doble del volumen. Medición

Valor

Incertidumbre

Masa del beaker de 100mL

5,99x10-2 kg

±0,00005 kg

Masa del beaker con 10 mL de agua

6,83x10-2 kg

±0,00005 kg

Masa de los 10mL de agua

8,4x10-3 kg

±0,00005 kg

Volumen del agua medido

1 x10-5m3

±0,00000002 m3

Densidad calculada con este volumen

840 kg/m3

±0,5 kg/m3

Temperatura

300,15 K

±0,005 K

III Parte. Determinación de la densidad del agua a una temperatura distinta a la ambiente. Cuadro 3. Determinación de la densidad del agua a una temperatura diferente a la ambiente. Medición

Valor

Incertidumbre

6,01x10-2 kg

±0,00005 kg

1x10-5 m3

±0,00000002 m3

Masa del beaker con el agua

6,83x10-2 kg

±0,00005 kg

Masa de los 10mL

8,2x10-3 kg

±0,00005 kg

Densidad calculada con esta medición

820 kg/m3

±0,5 kg/m3

Temperatura agua del Beaker

326,15 K

±0,005 K

Masa del beaker 100mL Volumen de 10 mL de agua

Cuadro 4. Comparación de propiedades intensivas y extensivas a temperatura ambiente. Propiedad

Determinación de alícuota 5mL

Diferencia

Tipo de Propiedad

10mL

Masa

4,1x10-3 kg

8,4x10-3 kg

4,3x10-3 kg

Extensiva

Volumen

5x10-6 m3

1x10-5 m3

5x10-6 m3

Extensiva

Densidad

820 kg/m3

840 kg/m3

20 kg/m3

Intensiva

Cuadro 5. Resultados de la determinación de la densidad del agua a dos distintas temperaturas Temperatura

Temperatura

Densidad Real

% Error Experimental

Ambiente

300,15 K

998,2 kg/m3

820 kg/m3

17,85%

Agua Caliente

326,15 K

987,7 kg/m3

840 kg/m3

14,95%

DISCUSIÓN Se puede observar la diferencia entre las densidades y se puede explicar que en el laboratorio cuanto más frio es el líquido más denso se vuelve. Las moléculas en los líquidos fríos están más cerca que en los líquidos calientes. Los objetos menos densos flotan en la parte superior de los objetos más densos. Un ejemplo a gran nivel es la densidad del océano que está afectado por la salinidad y temperatura el agua salada es más densa que el agua dulce. Cuando estas dos se mezclan se delimita claramente la división de ella. CONCLUSIÓN Con la práctica de laboratorio se puede concluir que la densidad es una propiedad intensiva pues no se determina por la materia y que la masa y el volumen son extensivas pues estas dependen en su totalidad por la materia. Así mismo se logró medir la densidad del agua con muy poco margen de error, en sus distintas temperaturas, utilizando para ello las medidas de Sistema Internacional de Unidades. Logrando expresar en la práctica todas las medidas tomadas en el laboratorio y transformándolas a las correctas por medio de cálculos realizados. BIBLIOFRAFÍA Chang, R. (2011). Química. (11° edición.). México D.F., México: Mc Graw Hill. Benavides, C., Piedra, G., Rodríguez, J. A. y Vargas, X. (2015). Química Experimental: Un enfoque hacia la Química Verde. Madrid, España. Pearson Educación S.A....