Quimica

Estudio de densidades

Introducción:
Un viejo acertijo dice que “¿Qué pesa más un kilo de plumas o un kilo de piedras?”. Si se responde que lo mismo está en la cierto y demuestra que conoce el concepto de masa1. El que responda que las piedras pesan más, confunden la definición de masa con densidad.
La densidad, a diferencia de la masa y el volumen que son propiedades extensivas (dependende la tamaño de la muestra), es una propiedad intensiva de la materia, es decir, que es independiente de la cantidad de materia de la muestra, por lo que permanece constante sin importar el tamaño o masa de la sustancia, en el SI, la densidad se expresa en kg/cm3, esta propiedad resulta de suma importancia que permite identificar la especie química que se está analizandos.
En este laboratorio serealizaron varias pruebas para determinar la densidad de varias sustancias. Y así demostrar la importancia limitada que la densidad cumple en la identificación de sustancias.

Sección experimental:
Se siguió el procedimiento dado por el manual de química general. Los experimentos consisten en realizar laboratorio virtual 3, en la primera actividad se procedió a medir la masa de varioscilindros de distintos materiales, mas precisamente aluminio, cobre, oro, hierro, madera, y mármol, todos con un volumen de 20 cm3, después de haber realizado la medición se calculó la densidad de cada una de las sustancias que componen los cilindros, utilizando la formula D= m/V.
Posteriormente se realizó la medición de la masa de varios cilindros de aluminio de diferentes volúmenes y a graficarsi los resultados, como en el experimento anterior, también se calculó la densidad de todos los cilindros de aluminio. Para concluir la práctica se tomó un material desconocido y se le realizaron pruebas para determinar su masa y su volumen, para así calcular su densidad he identificar la sustancia de que está compuesta.

Discusión de resultados:

Cuadro 1: Masa de cilindros.
Sustancia |Masa (g) |
Al | 54,00 |
Cu | 178,40 |
Au | 386,00 |
Fe | 157,40 |
Madera | 17,00 |
Mármol | 66,00 |

Observando las datos del cuadro anterior se concluye que a pesar de que todos presentar el mismo volumen (20 cm3), todos posee masas diferentes, por lo que sus densidades deben ser distintas. Al calcular las densidades de cada uno se acepta la hipótesis. Esto indica que cada cilindroposee una densidad específica y que varía dependiendo de la sustancia de la que se encuentre hecho.
Cuadro 2: Densidades de los cilindros.
Sustancia | Densidad (g/cm3) |
Al | 2,70 |
Cu | 8,92 |
Au | 19,3 |
Fe | 7,87 |
Madera | 0,85 |
Mármol | 3,30 |

Posteriormente, en la sección de los cilindros de aluminio el peso de los cilindros de distintos volúmenes corresponde a losmostrados en el siguiente cuadro:
Cuadro 3: Masas de los cilindros de Al.
Volumen (cm3) | Masa (g) |
5 | 13,5 |
10 | 27,0 |
20 | 54,0 |
30 | 81,0 |
40 | 108 |
50 | 135 |

Al graficar el resultado se obtiene:

Figura 1: aumento de la masa en relacion con el volumen del cilindro.

Como se puede observar, el aumento de masa en relación al volumen sucede en intervalos regulares, estose puede explicar a que todos los cilindros están formados por la misma sustancia (en este caso Al), por lo que presentan la misma densidad independientemente del volumen, esto lo podemos comprobar al calcular la densidad de cada objeto:

Cuadro 4: densidades de los cilindros.
Masa (g) | Volumen (cm3) | Densidad (g/cm3) |
13,5 | 5,00 | 2,70 |
27,0 | 10,0 | 2,70 |
54,0 | 20,0 | 2,70 |81,0 | 30,0 | 2,70 |
108 | 40,0 | 2,70 |
135 | 50,0 | 2,70 |

Al observar el cuadro anterior podemos concluir que todos los cilindros presenta una densidad que permanece constante en todos los cilindros sin importar el volumen de estos, por lo que la masa va a aumentar periódicamente en función del volumen del cilindro, siempre mostraba la misma densidad.
La última parte del laboratorio...