Uso del densímetro

Uso del Densímetro

Objetivos

• Comprender el concepto de densidad y el efecto de la temperatura sobre la misma.
• Utilizar un densímetro adecuadamente.
• Determinar la  densidad de una muestra problema a partir de una curva de calibración.

Introducción

Densidad

La densidad (ρ) es la magnitud que expresa la relación entre la masa (m) y el volumen (V) de un cuerpo. Sus unidades en el Sistema Internacional (SI) son kg/m3, aunque generalmente se expresa en g/mL y la ecuación que la determina es la siguiente:

ρ= mV

Es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de masa presente, por lo que la proporción de masa sobre volumen permanece sin cambio para un material dado; en otras palabras, el volumen es directamente proporcional a la masa. Usualmente, la densidad disminuye con la temperatura (Chang, 2013).

Densidad Relativa

La densidad relativa (ρr) de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades), pudiéndose calcular a partir de esta ecuación:

r= 0

Donde: 

ρr = densidad relativa 

ρ = densidad absoluta                              pr= p/ po

ρ0 = densidad de referencia

Densímetro

Los densímetros o hidrómetros se han utilizado durante cientos de años para medir la densidad relativa o la gravedad específica de los líquidos. Este instrumento consiste en un flotador que posee un vástago delgado que sobresale de la superficie del líquido (Brown, 1977). Su funcionamiento se basa en el principio hidrostático de Arquímedes, que establece que cualquier cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual a la masa del líquido desalojado.

Se usan comúnmente en la fabricación de cerveza y vino, para medir derivados del petróleo, para medir agua salada y para medir la densidad de las soluciones de azúcar. La densidad relativa de un líquido se obtiene haciendo flotar el hidrómetro en la muestra de interés y leyendo el menisco en la escala graduada.

[pic 1]

Figura 1. Densímetro

Tipos de Densímetro

Existen varios tipos de densímetros de acuerdo al líquido y al rango de densidades a utilizar, entre ellos:

• Alcoholímetro: Se emplea para determinación del contenido de alcohol en una mezcla de etanol y agua. Puede expresarse como % de volumen (% Vol) o como grados Gay-Lussac (GL).
• Lactómetro: Para medir la calidad y densidad de la leche a una determinada temperatura. Su escala de medición es en grados Quevenne (°Q) o en grados de la Junta de Salud Pública de Nueva York (°NBH).
• Sacarómetro: Sirve para medir la cantidad de azúcar de un líquido. Se expresa en grados Brix (°Bx).
• Salinómetro: Se utiliza para determinar la densidad específica en agua salada. Las unidades de medición son g/mL.

Desarrollo de la Práctica

Primera Parte.  

Curva de Calibración y Muestra Problema

A) Material

• 1 Vaso delgado  [pic 2]
• 5 Vasitos     [pic 3]

• 1 Jeringa   [pic 4]
• 1 Azúcar   [pic 5]
• 1 Cucharas  [pic 6]
• 1 Colorantes   [pic 7]
• 1 Agua de la llave  [pic 8]
• Colorantes: rojo, verde, amarillo. [pic 9]
• 3 disoluciones de sacarosa de distinta concentración (100 mL c/u).

*NOTA: es necesario preparar 6 disoluciones de sacarosa de distinta concentración (5 para la construcción de la curva de calibración y 1 como muestra problema) en un intervalo del 0 al 10 % m/v.

1. Procedimiento

Video. Columna de colores: https://youtu.be/_JJ8E8jxKDY

1.Tener todo el material.

2. Hacer la primera disolución, llenar a ¾ de volumen un vasito con agua.

2. Adicionar sacarosa, hasta obtener una disolución sobresaturada (cuando el soluto ya no se disuelta).

3. Colocar la mitad de  esta primera disolución en un segundo vaso.

4. Adicionarle agua al segundo vaso, hasta el volumen aprox de lo que preparo del primero, para tenerlo en la mitad de concentración aprox.

5. En un tercer vaso, colocar la mitad de esta disolución y añadirle agua hasta, el volumen inicial del segundo vaso.

6. (Repetir una vez mas).

7. Colocar solo agua.

8.Añadir el colorante (depende de los volumenes).

9. Agitar muy bien, cada disolución con una cuchara.

10. Colocar un volumen 4 cm de largo a 5 cm de altura de la primera disolución.

11. Colocar la segunda  (gotero, jeringa, popote) con cuidado, evitar hacer turbulencia. ( 4 cm).

12. Repetir operación con las otras disoluciones.

  [pic 10]

Resultados

Primera Parte. Uso del Densímetro

Tabla 1. Líquidos de Manzana

Densidad del agua =

Segunda Parte. Curva de Calibración y Muestra Problema

Tabla 2. Disoluciones de Sacarosa

Gráfico. Curva de Calibración

[pic 11]

Y=mx+b

m = 0.047

intersección en Y = 0.992

r = 0.9986023

Calcular la concentración de sacarosa en un jugo de manzana comercial Boing si su densidad relativa es de =  1.042 g/mL, usa la ecuación de la recta.

Despejar X

X= (y-b)/m

Sustituimos

X= ((1.042 g/mL)-0.992))/0.0047 g/mL/%Sacarosa

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