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1. INTRODUÇÃO
As propriedades da matéria podem ser classificadas em extensivas e intensivas, no qual a primeira é diretamente proporcional à quantidade de matéria da substância presente na amostra, enquanto as propriedades intensivas independem da amostra (CÉSAR, 2004). É importante ressaltar que uma propriedade intensiva pode ser encontrada dividindo-se duas propriedades extensivas, assim encontra-se a densidade (ρ). A densidade, também chamada de densidade absoluta (ρ), é muito utilizada para caracterizar substâncias e, como apresentado por Brown (2005) é definida como a quantidade de massa em uma unidade de volume de substância: 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒(ρ) = (Eq.1) 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 A densidade relativa de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão: 𝑑 = (Eq. 2) ρ ρ° A unidade utilizada no Sistema Internacional de Unidades (SI) é kgm−3, embora comumente sejam empregadas gmL−1^ ou gcm−3. De acordo com César et al. (2020), a densidade de um sólido pode ser determinada pesando-o cuidadosamente e em seguida determinando seu volume. Se o sólido apresentar uma forma irregular, o volume poderá ser determinado utilizando um método de deslocamento. Ainda segundo o autor, a densidade dos líquidos pode ser determinada analogamente à densidade dos sólidos, medindo-se a sua massa e determinando-se o seu volume. Entretanto, no caso dos líquidos, uma alteração relativamente pequena na temperatura pode afetar consideravelmente o valor da densidade. Os aparelhos mais comuns utilizados em medidas de densidade são: picnômetro, balança de densidade e densímetro. Picnômetros são frascos de gargalo capilar nos quais um volume de líquido é pesado. A medida da densidade de um líquido pelo método do picnômetro é de grande precisão, uma vez que o cálculo do volume é feito pela medida da massa. Nesse método é necessário tomar algumas precauções para evitar erros como, por exemplo, os causados por bolhas de ar formadas dentro do líquido (OLIVEIRA, 2018).
2. OBJETIVOS
Realizar a calibração do picnômetro e determinar a densidade da acetona e do chumbo.
3. MATERIAIS Picnômetro de 10 mL, acetona P.A, piseta com água destilada, balança analítica, chumbo sólido, termômetro digital, capela, pipeta pasteur de 3 mL, béqueres de 50 e 100 mL e papel toalha. 4. PROCEDIMENTO 4.1. Calibração do picnômetro Com o auxílio de uma balança analítica determinou-se a massa do picnômetro vazio e, posteriormente, do mesmo contendo água destilada, anotando-se os valores obtidos. Posteriormente, verificou-se a temperatura da água destilada utilizada no picnômetro e, com base nos valores de densidade absoluta da água, foi determinado o volume real do picnômetro. Esta etapa foi realizada em triplicata. 4.2. Determinação da densidade de um líquido Com o picnômetro vazio, realizou-se uma ambientação com acetona P.A dentro da capela, a posteriori, preencheu-se o picnômetro com a acetona P.A, secando o excesso de líquido. Com auxílio de uma balança analítica determinou-se a massa do picnômetro preenchido com acetona, anotando-se os valores obtidos. Esta etapa foi realizada em triplicata. 4.3. Determinação da densidade de um sólido Com auxílio de uma balança analítica determinou-se a massa do fragmento de chumbo, a posteriori, determinou-se a massa do picnômetro contendo água destilada, anotando-se os valores obtidos. Em seguida, pesou-se o fragmento de chumbo e o picnômetro um ao lado do outro, e posteriormente, adicionamos o material sólido dentro do picnômetro, secando o líquido excedente. Por fim, determinou-se a massa do chumbo dentro do picnômetro, anotando-se os valores obtidos. Todas as etapas foram realizadas em triplicata. 5. RESULTADOS A densidade é uma propriedade intensiva específica, ou seja, cada substância pura possui uma densidade própria (CÉSAR, 2004), sendo possível utilizá-la para identificação de substâncias em amostras desconhecidas. A sua determinação, tanto de líquidos como de sólidos, pode ser obtida medindo-se a massa de um líquido ou de um sólido, que ocupa um volume conhecido, empregando-se o método do picnômetro ou método do empuxo (OLIVEIRA, 2018). A prática em questão utilizou-se da picnometria.
Tabela 2. Dados experimentais da determinação da densidade da acetona. Picnômetro vazio (g) Picnômetro + acetona (g) Massa de acetona (g) Densidade calculada (g/cm^3 ) 12,3313 20,2388 7,9075 0, 20,2619 7,9306 0, 20,2537 7,9224 0, Fonte: Elaboração própria. Para determinar a densidade da acetona calculou-se a média dos valores obtidos, resultando em 0,7874 g/cm^3 , sendo ajustada à 0,787 (± 0,001) g/cm^3. Segundo Engel (2012), a densidade da acetona é igual a 0,788 g/cm^3 , logo o valor encontrado está de acordo com a literatura consultada. A densidade de um sólido pode ser determinada pesando-o e, em seguida, determinando seu volume. Se o sólido apresentar uma forma irregular, tornando impossível determinar suas dimensões, o volume poderá ser determinado utilizando um método de deslocamento (CÉSAR, 2004). O procedimento consiste em determinar a massa do fragmento de chumbo por consequência do deslocamento de água no picnômetro, como apresentado na equação 3: ρ𝑀𝑒𝑡𝑎𝑙 = (Eq. 3) 𝑀𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 𝑀𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎 × ρÁ𝑔𝑢𝑎 A Tabela 3 apresenta os valores obtidos experimentalmente em cada processo necessário para determinação da densidade do sólido: Tabela 3. Dados da determinação da densidade da amostra de chumbo Picnômetro c/ água (g) Material sólido (g) Picnômetro c/ água + material sólido (um do lado do outro) (g) Picnômetro c/ água + material sólido (material sólido dentro do picnômetro) (g) 22,3635 0,5615 22,9211 22, 22,3648 0,5594 22,9231 22, 22,3334 0,5594 22,9213 22, Fonte : Elaboração própria.
A partir da aplicação da equação 3 nos dados obtidos experimentalmente (tabela 3), média da densidade de chumbo encontrada foi de 7,36 (± 1,12) g/cm^3 , os autores Atkins e Jones (2012) indicam 11,34 g/cm^3 como a densidade do sólido em análise, a equação 4 apresenta o cálculo de erro percentual da densidade medida: 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = (Eq. 4) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 − 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑎 ×^100 A literatura consultada não apresenta razão para a discrepância numérica calculada. A perícia empregada na realização da prática não contempla falhas significativas para a variação de densidade atingida, contudo, o erro percentual obtido foi de 35,04%.
6. CONCLUSÃO A prática em questão possibilitou observar a densidade como característica intrínseca das substâncias, em particular da acetona e do chumbo. Para sua determinação utilizou-se da picnometria, ao qual o uso do picnômetro calibrado nos experimentos de determinação. Seguindo os procedimento descrito neste relatório, obteve-se 0,787 (± 0,001) g/cm^3 como densidade da acetona, estando de acordo com a literatura consultada (ENGEL, 2012). Em relação ao chumbo, a densidade encontrada foi de 7,36 (± 1,12) g/cm^3 , divergindo do valor 11,34 g/cm^3 discutido na literatura consultada (ATKINS & JONES, 2012). 7. ANEXOS Anexo I Figura 1 : Densidade absoluta da água Fonte: César, 2004. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
