Determinación de densidades en líquidos y sólidos

 

DETERMINACIÓN DE DENSIDADES EN LÍQUIDOS Y SÓLIDOS

 Sara Carrasco Muñoz

 11-12-2017

En esta práctica, el objetivo principal era averiguar qué líquido es agua, alcohol y cuál aceite y también qué material era el cobre, el plomo y el aluminio. Es decir, había que calcular la densidad de estas sustancias.

Para poder afirmar o desmentir si una sustancia es o no una en concreto, es necesario averiguar la densidad, que es la masa entre el volumen, y luego como cada sustancia tiene una densidad diferente, si al dividir la masa entre el volumen te da por ejemplo 1g/cm³  eso significa, que es agua.
El objetivo de esta práctica era saber calcular la densidad y comparar los resultados que nos dan a nosotros con la densidad que debería darte.

El otro día fuimos por segunda vez al laboratorio, esta práctica consistía en averiguar qué sustancia era agua, cuál era aceite y cuál alcohol. Para poder averiguarlo era necesario calcular la densidad de cada líquido. Estos líquidos tenían varios colores y estaban en un vaso de precipitados cada uno en uno diferente, para poder diferenciarlos, no fue necesario etiquetarlos ya que lo que teníamos que averiguar era qué era esa sustancia. Teníamos tres vasos de precipitados, cada uno con un líquido de un color diferente, uno era rojo, otro azul y otro amarillo. Calculamos el volumen de estos líquidos, para después poder calcular la masa y la densidad. Para poder calcular el volumen de un líquido lo tienes que echar en una probeta, si por ejemplo echas 30 ml del líquido rojo, ese sería el volumen 30 ml, igual con el líquido azul, y lo tienes que anotar. Tuvimos que medir la masa de la probeta en un báscula, darle al TARA para que se nos pusiera la báscula en cero , luego llenar la probeta con los mismos ml que pusimos en esa sustancia para calcular su masa, por ejemplo, con el líquido rojo y calcular la masa que tenía el líquido rojo y anotarlo en un papel. Luego igual con el líquido azul, calcular su masa en la balanza y anotarlo también. Lo malo fue que no nos dio tiempo a calcular ni la densidad, ni el volumen del líquido amarillo. Después calculamos la densidad  para poder calcularla es necesario que la masa de ese líquido la dividas entre el volumen del mismo. Luego tienes que comparar la densidad que te ha dado con la densidad real que tiene el agua y el alcohol, en caso de que se acerque a la densidad  real  de esa sustancia es esa sustancia, pero sino, no lo es. Al final averiguamos que el líquido rojo era agua, el azul era alcohol y el líquido amarillo que aunque no lo hiciésemos era el que quedaba que era aceite.

Igual hicimos con unos objetos que  teníamos que averiguar si eran cobre, plomo y aluminio, había que calcular la densidad y compararla con la que nos debería de haber dado. Hicimos lo mismo que con los líquidos, es decir, pusimos la probeta en la báscula le dimos al TARA, y metimos la sustancia en la probeta (sin agua) y vimos cuál era la masa de ese objeto, lo anotamos y lo hicimos exactamente igual con las otras sustancias que no sabíamos qué eran. Más tarde para calcular el volumen llenamos la probeta de agua hasta un número exacto, como por ejemplo, uno que acabe en cero, que es lo más sencillo, y cuando metimos la sustancia vimos cuántos ml subía el agua. Si llenamos la probeta de 50 ml de agua y al echar una sustancia vimos que se queda en 56 ml, quiere decir, que el volumen de ese objetos es 6 ml, lo que hemos hecho ha sido al volumen final le hemos restado el inicial y no ha dado el volumen del objeto. Cuando terminamos, calculamos la densidad de cada sustancia y miramos a qué densidad se acerca más o te da la misma y ese sería el material que hemos intentado adivinar. Al final los sólidos que teníamos que calcular la densidad eran el cobre, el plomo y el aluminio.

Cuando ya terminamos la práctica, como el agua es más denso que el aceite, y el alcohol es más denso que el aceite. Cuando primero viertes el agua sobre la probeta, luego el aceite y después el alcohol se te queda abajo el agua en el medio el aceite y arriba del todo el alcohol.

MATERIALES:

BÁSCULA:

VASO DE PRECIPITADOS:

 AGUA:

ALCOHOL:

ACEITE:

PLOMO:

ALUMINIO:

COBRE:

PROBETA:

MASA DEL ALCOHOL: 

MASA DEL AGUA:

RESULTADO DE UN COMPAÑERO NUESTRO:

NUESTRO RESULTADO:

VÍDEO DE LAS DENSIDADES

El resultado de mezclar el agua, el aceite y el alcohol, como cada uno tiene una densidad diferente el que tiene mayor densidad tiende a quedarse en la parte inferior de la probeta, luego el siguiente que tiene mayor densidad y por último el que tiene menos densidad, pero solo ocurre esto cuando viertes los líquidos en orden, es decir, primero el que tenga más densidad, luego el segundo que tenga más densidad y por último el que tiene menos densidad de los tres.

1. Completa la siguiente tabla de resultados del experimento:

SUSTANCIA               Masa m (g)               Volumen V (cm³ )              Densidad (g/cm³)

Agua                             18,7g                          20cm³                                  0,935g/cm³

Aceite                           17,4g                          20cm³                                  0,87g/cm³

Alcohol                         7,4g                            10cm³                                  0,74g/cm³

Cobre                            8,3g                            1cm³                                    8,3g/cm³

Plomo                           65,1g                          6cm³                                    10,85g/cm³

Aluminio                      4,4g                            2cm³                                     2,2g/cm³

2. Uno de los materiales tiene una forma aproximadamente cilíndrica por lo que podemos calcular

su volumen conociendo su radio y su altura. Mide de forma aproximada estas 2 medidas y calcula el volumen del citado material. ¿Coincide el volumen calculado de esta manera con el hallado de manera experimental?
Aproximadamente la altura del cilindro mide 2cm de altura y su radio unos 0,5cm.
Volumen del cilindro = Á rea de la base*altura = πr²*h = 3,14*0,5² = 0,785cm²*2 = 1,57cm³  

3. Compara los valores experimentales obtenidos con los valores que se muestran a continuación

para la densidad: dAGUA = 1 g/cm³, dACEITE = 0,9 g/cm³, dALCOHOL = 0,79 g/cm³, dALUMINIO = 2,7g/cm³, dESTAÑO = 7,4 g/cm³, dACERO = 7,85 g/cm³, dCOBRE = 8,96 g/cm³, dPLOMO = 11,3 g/cm³.

Al haberlo comparado, Alejandra (que era mi pareja de laboratorio) y yo hemos observado que las densidades que nos han dado a nosotras eran muy parecidas a las reales. Por lo tanto los líquidos eran agua, aceite y alcohol y los sólidos eran plomo, cobre y aluminio.

4. ¿Coinciden exactamente los resultados? Para cada una de las sustancias analiza dichos
resultados y trata de justificar las posibles divergencias que se produzcan. ¿Se podrían
producir divergencias debido al grado de pureza de las determinadas sustancias?

No, no coinciden. Sí se podrían producir divergencias, ya que estos sólidos al ser tan pequeños pueden producir alguna diferencia del volumen no muy importante. En realidad el grado de pureza de las sustancias que hemos trabajado son solamente esa sustancia, no tienen ninguna otra. Aunque también puede influir que los materiales no sean del todo exactos, y varíen un poco, que sea casi imperceptible.

5. Usando los valores teóricos que se muestran en el ejercicio 3 calcula la masa que se tendrá en
1 litro de volumen de:

Sabiendo la densidad de todos estos elementos lo que habría que hacer sería una ecuación de primer grado. En la que x sería la masa, se haría de la siguiente manera:

X (masa)/V (volumen) = D (densidad)
a) Agua: X/1000 = 1; 1*1000 = 1000g
b) Alcohol: X/1000 = 0,79; 0,79*1000 = 790g
c) Plomo: X/1000 = 11.3; 11,3*1000 = 11300g

6. Al introducir los 3 líquidos en la probeta, ¿qué notaste respecto a la flotabilidad? Compara
este resultado con los valores de la densidad de los 3 líquidos y deduce un resultado que
relaciona ambas magnitudes.

 Respecto a la flotabilidad noté que los líquidos que son menos densos flotan, es decir, se quedan en la parte superior de la probeta, encima de los que son más densos.

7. Si sobre un recipiente con agua en estado líquido se le añadiese agua en estado sólido (hielo),
¿flotará o se hundirá? Extrae una consecuencia de este resultado. ¿Quiere esto decir que la
densidad de una sustancia depende del estado de agregación (sólido, líquido o gaseoso) en el
que se encuentre? ¿En qué estado consideras que la densidad de una sustancia es mayor? ¿Por
qué? ¿Se cumple este enunciado en el caso del agua?

En el caso del agua, es una excepción, ya que lo normal es que el sólido sea más denso que el líquido y que se hunda. Pero, el agua en estado sólido es menos denso que el agua en estado líquido, es decir, que flotará.

Una consecuencia es por ejemplo que el hielo solo se queda en la parte superior y no en la inferior.

Sí, por norma general.

En estado sólido (menos en el caso de agua que es el estado líquido).

Porque los sólidos son más densos que los líquidos, por lo tanto se deberían de hundir.

No, no se cumple, es una excepción.

8. ¿Y si echásemos el hielo para enfriar una copa de alcohol? ¿Qué pasaría? Justifica tu
respuesta usando el concepto de densidad.

El hielo no flotaría sobre la copa de alcohol, ya que la densidad del agua en estado sólido es mayor que la densidad del alcohol, por lo tanto al tener más densidad el alcohol se quedaría en la superficie y el hielo en la parte inferior. Se hundiría.

9. La mayoría de los grandes barcos se hacen con acero pese a lo que flotan en el mar. ¿Cómo es
posible este hecho? Justifica tu respuesta usando el concepto de densidad.

La densidad del agua es 1g/cm³ por lo tanto si quieren hacer una barco es necesario que la densidad del mismo sea menor a 1g/cm³. Aunque estén hechos de acero, para tener menor densidad que el agua y flotar, se aumenta el volumen y se disminuye la densidad, es decir cuánto más grande sea el barco de acero mejor, porque disminuirá la densidad y así tendrá una densidad menor que el agua.

Además también tenemos la densidad del aire que es mucho menor que la densidad del agua, por tanto, el barco flotará debido a que la densidad del barco es menor que la densidad del agua.

Conclusión:

Debido a la densidad un objeto o un líquido puede estar o no encima de un líquido, es decir, si por ejemplo un líquido es menos denso que otro, el líquido que sea más denso se quedará en la parte inferior del recipiente y el que sea más denso se quedará en la parte superior del recipiente. Igual pasa cuando metes un sólido en un líquido, si el sólido es más denso que el líquido, el sólido se quedará al fondo del recipiente y se hundirá, en cambio, si es menos denso que el líquido se quedará en la parte superior del recipiente y flotará (como ocurre con los barcos, que flotan en el agua o cuando flota un cubito de hielo sobre el agua).

Bibliografía:

Al hacer esta práctica, la verdad es que no he buscado información en internet, ni en ningún libro o enciclopedia.

He mirado un poco los apuntes que nos han dado en clase sobre las densidades y nada más.