Medición y cálculos de liquidos puros y mezclas

Técnico Universitario en Análisis Químico y Físico Diurno[pic 1]

        Universidad de Santiago de Chile

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Medición y cálculo de densidades de líquidos puros y mezclas.
Integrantes: Yerko Flores, Fabián Albornoz.

Profesor: Víctor Peña

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Resumen  [pic 4]

En la presente experiencia se estudió y se determinó las densidades tanto de líquidos puros como de mezclas mediante el cálculo de densidad absoluta del agua (0,9903 g/mL) con un error relativo de 0,66%. Y del alcohol isopropilico obteniendo una densidad de 0,774 g/mL, con un error relativo de 1,5%. También se determinó la densidad de una mezcla (agua y alcohol isopropilico) a través del uso del picnómetro obteniendo un valor de 0,922 g/mL , el uso del densímetro obteniendo un valor de 0,925 g/mL y finalmente con el método grafico obteniendo un valor de 0,898 g/mL. Con errores relativos asociados entre el picnómetro y densímetro de 0,33%, de la misma manera entre el picnómetro y el método grafico obteniendo un valor de 2,6%. Por último  se obtuvo la relación funcional lineal entre las variable de densidad y concentración de la solución homogénea de sal de meza más agua.

Introducción  [pic 5]

La densidad es una propiedad intensiva de la materia, es decir, no depende de la cantidad de sustancia; no obstante, sí depende de la temperatura. La densidad de una sustancia se define como el cociente de su masa por cada unidad de volumen; por lo tanto, si conocemos la masa y el volumen de una sustancia (sólida, líquida o gaseosa), se puede determinar su densidad a través de la expresión:

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Donde  es la densidad, m la masa y V el volumen de la sustancia a determinar.[pic 7]

Otro parámetro empleado al trabajar con densidades es la densidad relativa o aparente, esta se expresa como la relación entre la densidad de una sustancia (solido o líquido) y una densidad de referencia, resultando una magnitud adimensional.

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La sustancia de referencia suele ser en general agua a 4ºC y 1atm de presión (= 1000kg/), en el caso de que la sustancia sea gaseosa se utiliza como referencia el aire a 0ºC y 1atm de presión ( 1.2kg/ ).[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

El densímetro es un instrumento preciso para medir densidades de materiales en fase liquida, en donde se puede determinar la densidad relativa, en donde estos se sumergen de forma vertical sobre un fluido líquido, y por fuerza de empuje este instrumento flota (principio de Arquímedes), permitiendo la lectura directamente en el cuerpo del densímetro de la densidad del líquido en cuestión.

Otro instrumento utilizado para medir de manera precisa la densidad de un líquido, es el picnómetro, Su característica principal es la de mantener un volumen fijo al colocar diferentes líquidos en su interior. Esto nos sirve para comparar las densidades de dos líquidos pesando el picnómetro con cada líquido por separado y comparando sus masas. Para determinar el volumen de cada fluido es el mismo (VFLUIDO = VREFERENCIA). Y mediante una balanza conocer las masas de cada fluido y relacionarlo como:

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De acuerdo a dicha ecuación se puede determinar el valor de la densidad de la sustancia desconocida. En general se ocupa como liquido de referencia el agua ( = 1000 ).[pic 14][pic 15]

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Objetivos    [pic 17]

• Determinar experimentalmente la densidad absoluta de dos líquidos que se pueden mezclar.
• Determinar la densidad de una mezcla de ambos líquidos.

• Determinar la relación funcional entre densidad vs concentración a través del método gráfico de una solución de sal de mesa.

Método experimental   [pic 18]

Experiencia 1: determinación de densidad absoluta de líquidos (agua y alcohol isopropilico).

En la primera parte del practico se procedió a masar una probeta de 250 mL de sensibilidad ± 2 mL en una balanza analítica marca TREE modelo HRB3002 de sensibilidad ± 0,01g, con el fin de conocer la masa del agua y del alcohol, a través de una diferencia de masa [(masa de probeta+masa de sustancia)- masa de probeta], además con la probeta se obtuvo los volúmenes correspondiente a cada masa de sustancias. Finalmente con los datos recopilados en la experiencia se logró graficar las variables masa (g) versus volumen (cm3), obteniendo una relación funcional lineal  entre las variables (agregar relación entre las variable…..), en donde el valor de la pendiente era igual a la densidades de las sustancias.

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Experiencia 2: determinación de densidad de una mezcla de dos sustancias miscibles (agua a 18°C más alcohol isopropilico a 24°C).

Se Repitió el procedimiento anterior, con la excepción que se ocupó una probeta de 500 mL de sensibilidad ± 5 mL, con el propósito de obtener los datos de masa y volumen de la mezcla homogénea, logrando graficar dichas variables, obteniendo una relación funcional lineal  entre las variables (…agregar relación entre las variable..), en donde el valor de la pendiente era igual a la densidad de la mezcla homogénea (agua más el alcohol en relación 50 y 50%). Además se obtuvo el valor de densidad de la mezcla por medio del picnómetro de 25 mL (calibrado a 20°C) y del densímetro de sensibilidad 0,001 cm3 (calibrado a 15°C) con el propósito de comparar los resultados de la densidad en los distintos casos ya descritos con anterioridad y sumado a esto determinar los erros asociados a estos métodos.

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Experiencia  3: determinación de densidad de una mezcla de dos sustancias miscibles (agua más sal de cocina).

Se realizó las soluciones de agua más NaCl para diferentes concentraciones, pero manteniendo siempre constante el volumen, en cada caso se midió la densidad de la solución homogénea de forma directa utilizando el densímetro. Cabe mencionar que se ocuparon diferentes densímetros (densimetro1 de rango 1,000 de sensibilidad 0,001 cm3  y  densimetro2 de rango 1,060 de sensibilidad 0,0005 cm3) por el hecho de realizar una medición de la densidad, de acuerdo al rango del densímetro ocupado en cada situación. Finalmente se graficó densidad versus concentración con el objetivo de encontrar la relación  funcional entre las variables. [pic 29][pic 27][pic 28]

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