Relatorio da aula prática de densidade, Notas de aula de Química

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE – UERN

Faculdade de Ciências Exatas e Naturais – FANAT Departamento de Química

AULA PRATICA N° 5:

DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE

Mossoró-RN, 2010

ANTONIO ALEX DE LIMA SILVA

ALEXANDRA BOAVENTURA DE OLIVEIRA

GILBERTO GOMES FREIRE JUNIOR

FRANCISCO DAMIAO DE MENDOÇA

Mossoró-RN, 2010

AULA PRATICA Nº 5 Título : determinação de densidade

Este trabalho é quesito da disciplina Química geral e experimental básica do professor Dr. Luiz di Souza.

1- Assunto: propriedades dos materiais e tabela periódica 2- Objetivo: mostrar os conceitos envolvidos na determinação da densidade de sólidos e líquidos e mostrar a relação entre esta propriedade e a colocação dos elementos na tabela periódica. 3- Pré laboratório: Revisou-se a matéria sobre a tabela periódica e suas propriedades periódicas, conceito de densidade e de volume de liquido deslocado por um sólido. Estudaram-se como se pode determinar as densidades de substâncias sólidas e liquidas.

DENSIDADE

A densidade é uma propriedade da matéria que relaciona massa e volume em determinada temperatura. Em outras palavras, ela define a quantidade de massa de uma substância contida por unidade de volume em uma temperatura.

Densidade = massa / volume

O conceito de densidade pode ser facilmente entendido na prática comparando objetos feitos a partir de diferentes substâncias, mas de mesmo volume. Portanto, sólidos com o mesmo volume porém feitos de diferentes materiais - terão massas distintas, ou seja, materiais diferentes têm densidades diferentes.

EMPUXO

Quando um objeto é mergulhado em água, ao ser submerso, desloca um volume de água igual ao seu próprio volume, já que dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar. O objeto sofre uma força contrária, devido ao deslocamento da massa de água que tem o mesmo volume do objeto. A força atuante de baixo para cima é denominada empuxo e ela é uma resultante da pressão hidrostática exercida pelo líquido. Entende-se por pressão hidrostática a força exercida pela água sobre a superfície de um objeto mergulhado. Essa pressão aumenta com a profundidade, portanto, a resultante é uma força de baixo para cima. É a mesma força sentida ao se tentar mergulhar a bola de borracha na água.

inicial(50 ml) menos o volume final(X ml) que obterá seu volume, assim podendo aplicar o mesmo na formula para encontrar a densidade. O primeiro passo foi à pesagem dos materiais fornecidos pelo professor, que foi feita em uma balança digital com 3 casas decimais, onde foram feitas pelo menos 4 medidas para obtenção da media e desvio da medida. Tabela 01: resultados obtidos para a massa em gramas da barra de alumínio.

1 med. 2 med. 3 med. 4 med. Media Desvio Valor 10, 362 10, 361 10, 363* 10, 360 10, 361 ± 0,001 10,361±0,001g

• valor descartado Tabela 02: resultados obtidos para a massa em gramas de um pedaço de chumbo.

1 med. 2 med. 3 med. 4 med. Media Desvio Valor 13, 966 13, 965 13, 970* 13, 971* 13, 965 ±0,001 13,965±0,001g

• valor descartado Tabela 03: resultados obtidos para a massa em gramas de uma rolha de vidro (tampa esmerilhada).

1 med. 2 med. 3 med. 4 med. Media Desvio Valor 24, 883 24, 884 24, 886 24, 885 24, 884 ± 0,002 24,884±0,002g

• valor descartado Tabela 04: resultados obtidos para a massa em gramas de uma rolha de boracha.

1 med. 2 med. 3 med. 4 med. Media Desvio Valor 7, 806* 7, 804 7, 803 7, 805 7,804 ± 0,001 7,804±0,001g

• valor descartado Tabela 05: resultados obtidos para a massa em gramas de uma mola feita de fio de cobre.

1 med. 2 med. 3 med. 4 med. Media Desvio Valor 12, 854* 12, 849* 12, 846 12, 847 12, 846 ± 0,001 12,846±0,001g

• valor descartado Logo após a pesagem, foi feito um esquema para medir o volume dos materiais para posteriormente medir a densidade dos objetos. Para medir o volume

colocou-se em uma proveta de 100 ml uma quantidade de 50 ml de água, pois a densidade dos objetos eram maiores que a da água por isso o motivo de usar a água, caso algum objeto tivesse a densidade menor do que á água teria que ser usado outro solvente (liquido) para a determinação do volume. Logo após medir os 50 ml foi colocado objeto por objeto na proveta, repetindo 5 vezes para cada, sempre anotando o volume deslocado pelo material ao entrar em contato com a água, depois de anotado os valores foi feito a subtração do V.final – V.inicial, para obter o volume do material que está exposto detalhadamente na tabela abaixo: Tabela 05: resultados obtidos para o volume deslocado em mL dos materiais usados.

Medidas Barra de alumínio

Pedaço de chumbo

Rolha de vidro (tampa esmerilhada)

Rolha de borracha

Mola d de c

Medias 4 1 12 5 2 Desvio 0 0 0 0 0 Valor 4 ± 0 ml 1 ± 0 ml 12 ± 0 ml 5 ± 0 ml 2 ± 0

• valor descartado Notou-se que os volumes encontrados na para cada material não mudou, em relação às 5 medidas feitas, pois o volume do material se manteve constante. Os valores expressados na tabela já estão descontados, ou seja, já está com o volume encontrado através do empuxo do material. Logo após com o resultado da massa e volume foi calculada a densidade dos sólidos, para calcular a densidade foi usado apenas a media da massa e do volume de cada material, também foi feita a identificação de cada material e sua localização, que está representado na tabela a baixo:

Explique porque o Chumbo é o mais denso dos metais analisados com base no seu esquema e nos conceitos usados na construção da tabela. O chumbo é o mais denso, pois, ele possui volume menor e por sua localização na tabela deixar isso explícito, pois sua camada é a 6 e encontra-se quase no centro da tabela, onde os elementos tem densidades maiores, porque ficam localizados onde ficam os elementos de transição que tem o subnivel d, a densidade varia mais complexamente das extremidades da tabela para o centro pois o numero de prótons e elétrons se mantém constante, já o numero de nêutrons varia por isso a densidade também varia devido os nêutrons fazerem parte da massa do elemento.

Explique o funcionamento de um submarino e como ele submerge e emerge usando os conceitos de densidade. O imergir e emergir dos submarinos,está diretamente associado ao Princípio de Arquimedes(densidade),onde o corpo recebe um impulso de baixo para cima igual ao peso do volume que ele desloca.O submarino desloca um volume x e à medida em que vai sendo lastreado com água,sua densidade vai se modificando,se contrapondo ao impulso(do Arquimedes)recebido, e afundando até à profundidade que se queira.Este controle de profundidade sempre é feito por lastro de água. O submarino possui compartimentos próximos ao casco chamados tanques de lastro, que se enchem de água para que o submarino possa submergir. Conforme vão enchendo, os tanques aumentam o peso volúmico (ou densidade) da embarcação até que se torne igual ao do líquido que ele desloca. Com os pesos volúmicos iguais, o sistema está em equilíbrio

Os valores crescem no sentido da setaP. de fusão e ebuliçãoOs valores crescem no sentido da setaDensidade

e o ar interno não impulsiona o submarino para cima. Para emergir basta expulsar a água dos tanques de lastro.

Explique o funcionamento de um balão e como ele faz para subir e descer.

Balões de ar quente são baseados em um princípio científico muito básico: o ar mais quente (menos denso) sobe mais que o ar frio (mais denso). Essencialmente, o ar quente é mais leve que o ar frio, porque ele tem menos massa por unidade de volume. Um pé cúbico de ar pesa aproximadamente 28 gr. Se você aquecer este ar a 37,8ºC, ele pesa em torno de 7 gr a menos. Portanto, cada pé cúbico de ar contido em um balão de ar quente pode suspender em torno de 7 gr. Isso não é muito, e este é o porquê dos balões de ar quente serem tão enormes - para suspender 453,6 kg, você precisa de aproximadamente 1840,8 m³ de ar quente!. Para manter o balão subindo, você precisa de uma maneira para reaquecer o ar. Balões de ar quente fazem isto com um queimador posicionado sob o envelope do balão, quando o ar no balão esfria, o piloto pode reaquecê-lo acionando o queimador.

O ar é aquecido dentro do balão por alguma fonte de calor, uma tocha etc. Assim, (sabendo que o ar quente é menos denso que o ar frio) o balão infla ao máximo e o volume de ar quente dentro do balão exerce tamanha força que esse ar levanta toda massa do balão, fazendo com que o mesmo comporte-se como se fosse mais leve que o ar.

Foi feito um esquema de uma tabela periódica colocando nela em suas devidas posições os metais analisados neste experimento e justificou-se sua colocação nesta posição com base nos conceitos estudados sobre a tabela periódica e nos resultados obtidos no experimento.

Se um corpo tem a massa de 20g em um volume de 5 cm³, qual é a sua densidade?

Det ermine a massa de um corpo cuja densidade é de 5 g/cm³ em um volume de 3 cm³.

Uma pedra tem 52g e volume igual a 20 cm³. Determine a densidade em kg/m³.

4. Bromo é um líquido vermelho acastanhado com densidade de 3, g/mL. Que volume ocupa uma amostra de 88,5g de bromo?
5. A densidade do selênio é 4,79 g/cm³. Qual a massa, em kg, de 6, cm³ de selênio?
6. O etanol tem a densidade de 0,789 g/cm³. Que volume deve ser medido numa proveta graduada para se ter 19,8g de etanol?

Como o calculo mostra, a amostra de calcita tem densid ade 2, g/cm³, a calcita ira flutuar em dois líquidos no tetrabromoetano (densidade =2,96 g/cm³) ou iodeto de metileno (densidade =3,33 g/cm³), devido os líquidos terem maior densidade que a calcita, nos outros líquidos a amostra de calcita irá se depositar no fundo do recipiente por ter maior densidade.

11. Uma proveta tinha 8,75 mL de água destilada. Ao colocar uma peça de metal com massa 10g dentro da proveta, o volume da água subiu para 10 mL. Qual a densidade do metal em g/cm³?

Um bloco de ferro (d=7,6 g/cm³) tem as seguintes dimensões: 20cm x 30cmx 15 cm. Determine a massa, em kg, do bloco.

13. Que volume em cm³, de chumbo (d= 11,3 g/cm³) tem a mesma massa que 375 cm³ de uma tora de sequóia (d= 0,38 g/cm³) qu é uma árvore nativa da América do Norte?

kg

7- Conclusões 7.1 – Técnica

Aprendeu-se os conceitos envolvidos na determinação da densidade de sólidos e a relação da densidade com a colocação dos elementos da tabela periódica, alem dos fatores e ordem que os elementos se organizam de acordo com densidade e o por que os mesmo se organizam dessa forma.

7.2 – Grupal

A aula foi de grande proveito, pois a partir dela pode-se ter uma melhor compreensão da parte teórica, entendendo os métodos utilizados na determinação de densidade de sólidos, bem como a relação com a tabela periódica.

8 – Bibliografia http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090524095224AAcaVyM Acesso em: 24/11/ http://ciencia.hsw.uol.com.br/baloes-de-ar-quente.htm Acesso em: 24/11/ http://bcjn231520.tripod.com/mla/id15.html

Acesso em: 24/11/

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/submarino/submarino.php

Acesso em: 24/11/ http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/ SL_densidade.pdf

Acesso em: 24/11/ http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/densidade.htm

acesso em: 24/11/