picnometro

1. INTRODUCCIÓN:
Las diferentes partículas que existen en la naturaleza están conformadas por partículas más pequeñas (átomos, iones o moléculas) que según las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentran definirán el estado de agregación molecular (sólido, liquido o gaseoso) y una condición muy característica.
Para caracterizar el estado tan singular de la sustancia, se empleala propiedad física intensiva denominada densidad (ρ), que nos indicara la cantidad de masa del cuerpo material contenido en un volumen definido de ella.

Por lo tanto la masa y el volumen de una sustancia la podemos evaluar así:
> masa:        m = ρ . V
> Volumen:   V = m / ρ
Unidades: Las unidades en la que puede estar la densidad son:

Se debe tener en cuenta que:
Los valores dedensidad de las sustancias dependen de la presión y temperatura a la cual se encuentre, pero no dependen de la gravedad; por lo tanto, la densidad de un cuerpo en la tierra es igual que en la luna, a la misma presión y temperatura.
Estando a la misma presión y temperatura es posible diferenciar a dos sustancias químicamente puras por sus valores de densidad, debido a que es una propiedad intensiva ycaracterística de cada sustancia.
Por ejemplo:
Si en una probeta de 50 mL  de capacidad se dispone de 35 mL de agua destilada, y luego al agregar 108 gramos de tuercas de acero, se observo que el nivel de agua asciende hasta completar la capacidad de la probeta, determinar la densidad del acero en unidades S.I. (Sistema internacional Kg / m3)

En esta imagen podemos observar un ejemplo de ladensidad.

Volumen de las tuercas: V = 50 mL – 35 mL = 15 mL = 15 cm3
Masa de las tuercas: m = 108 gr
Densidad Tuercas : 
ρ = 108 gr / 15 cm3 = 7,2 gr / cm3
ρ = 7200 Kg / m3
En el caso de las mezclas la densidad se mide de manera diferente.
Para una mezcla homogénea o heterogénea, su densidad se deberá establecer como la relación entre la masa total y el volumen total que se ocupa.
Si lasmezclas contienen las sustancias A, B y C, entonces se cumple:

Donde: ρT = densidad de la mezcla
Para ayudarnos a medir la densidad de una disolución se utiliza el picnómetro. También se conoce como frasco de densidades. Consiste en un pequeño frasco de vidrio de cuello estrecho, cerrado con un tapón esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo capilar con graduaciones detal manera que un volumen puede obtenerse con gran precisión. Para llenar el picnómetro se quita el tapón esmerilado, que está hueco o perforado, se añade la muestra con una probeta pequeña, se rellena el picnómetro con agua destilada y se tapa. El líquido subirá por el interior del tapón hasta el capilar. Puede ocurrir que incluso rebose, en cuyo caso se secaría cuidadosamente por fuera procurandoque el líquido llene totalmente el tapón o que el exceso se pueda medir con el capilar. Así se determina el volumen de la muestra contenido en el recipiente. Algunos picnómetros, menos precisos, no tienen tapón, sino un cuello largo aforado; en este caso, el picnómetro se llenaría hasta el enrase marcado en el cuello y de esta forma se conocería el volumen del líquido. La masa del líquido sedetermina por diferencia entre la masa del picnómetro lleno y vacío, y la densidad del líquido será el cociente entre su masa y el volumen que ocupa. Para el caso de la densidad de un sólido -cuyo tamaño ha de ser adecuado a las dimensiones del picnómetro- pesando el picnómetro con el sólido y rellenando con agua destilada podemos obtener el volumen del sólido si además hemos calculado el volumen delpicnómetro. Por otra parte, una vez obtenida la masa del sólido podemos calcular su densidad. El picnómetro se puede utilizar para calcular densidades de líquidos y de sólidos. En este último caso el tamaño del sólido ha de ser adecuado a las dimensiones del picnómetro y el sólido no ha de reaccionar con el agua.

El picnómetro es un instrumento sencillo utilizado para determinar con...