Fisica

TRABAJO PRÁCTICO Nº 4: DENSIDAD


FACULTAD: FFYB

MATERIA: FÍSICA

CUATRIMESTRE: 2º CUAT. 2012


OBJETIVOS:

• Determinar la densidad de muestras líquidas utilizando diferentes metodologías y comparar las técnicas utilizadas enunciando ventajas y desventajas de cada una.
• Determinar la densidad de un sólido insoluble en agua por picnometría.


FUNDAMENTOS:

La densidad(δ) es una propiedad intensiva relacionada con la estructura molecular de la materia. Esta magnitud informa la cantidad de materia contenida en un determinado volumen y se ve afectada por la presión y la temperatura.

La densidad absoluta de una sustancia, se define matemáticamente como: δx = mx / vx . Se la suele expresar en g/cm³

La densidad relativa (Dr) expresa la relación entre ladensidad absoluta de una sustancia X (δx) y la de una sustancia patrón (δp) o de referencia, lo cual da como resultado una magnitud sin unidades. Es necesario conocer la densidad absoluta de la sustancia utilizada como patrón para las condiciones de presión y temperatura en las que fue realizada la determinación.

Dr = δx = mx / Vx
δp mp/Vp

PICNOMETRÍA:

Este método permitedeterminar la densidad relativa de una muestra respecto de un material de referencia, lo cual se logra comparando la masa de un volumen de muestra con la masa del mismo volumen del material de referencia. Para ello se utiliza un picnómetro, un instrumento que permite cargar cierto volumen con mayor precisión que otros materiales volumétricos (gracias al cuello capilar para enrasar).

Si medimos la masa X(muestra) en el mismo picnómetro que la masa p (patrón), Vx y Vp serán iguales. Si la densidad relativa de un líquido X con respecto a un líquido p es igual a la relación entre mx/Vx y mp/Vp, y siendo los volúmenes Vx y Vp iguales entre sí, éstos pueden simplificarse. De esta manera, se ve que la densidad relativa de X es igual a la relación de masas de un mismo volumen de X y de una muestrapatrón.

Dr = mx
mp

I) Densidad relativa de líquidos


Si se utiliza agua como material de referencia, y si se considera que la relación de masas es igual a la relación de pesos (la aceleración de la gravedad es la misma en ambos casos), puede expresarse:

Drx = mx = mx x g = Px = P x+v - Pv__
magua magua x g Pagua P v +agua - Pv
Para obtener la relación entre la masa de un volumen determinado de la muestra X (el volumen contenido en el picnómetro) y la masa del mismo volumen de agua (material de referencia utilizado), se debe pesar en cada caso la muestra y el agua contenidos en el picnómetro y luego, a cada determinación restarle el peso del picnómetro vacío.

II) Densidad relativa de sólidos insolublesSe puede utilizar picnometría para medir la densidad relativa de un sólido insoluble en la sustancia de referencia, el fundamento para esta técnica es similar al antes mencionado, sin embargo, ante la imposibilidad de llenar con sólido insoluble todo el volumen contenido en el picnómetro, se debe recurrir a otra estrategia para obtener masas de iguales volúmenes de sólido insoluble y material dereferencia. El volumen que se mantendrá constante en este caso, será el volumen utilizado de sólido. Para obtener la masa de sólido insoluble correspondiente a este volumen habitualmente se realizan dos pesajes: a) el picnómetro con determinada cantidad de sólido (Pv+x); b) el picnómetro vacío (Pv). Para obtener la masa de agua (utilizada como sustancia de referencia) que ocupa el mismo volumenque el sólido insoluble utilizado, se realizan dos pesajes adicionales: c) el picnómetro con la misma cantidad de sólido que se utilizó anteriormente y cantidad suficiente de agua para completarlo (Pv+agua+x); d) el picnómetro lleno sólo con agua (Pv+agua).Operando matemáticamente es posible obtener el peso de agua que ocupa el mismo volumen que la cantidad utilizada de sólido (PVagua=Vx). La...