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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE DO ESPIRÍTO SANTO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS NATURAIS
ENGENHARIA QUÍMICA
CAMILA CAROLYNE DE OLIVEIRA SANTOS
FREDERICO KROLING MAYER
JULIO PANSIERE ZAVARISE
RELATÓRIO Nº 1
EXPERIMENTO 02 : DENSIDADE RELATIVA DE LÍQUIDOS: MÉTODO DO
PICNÔMETRO
SÃO MATEUS-2015
4-Métodos
1- Resumo
2- Introdução
3- Materiais e Métodos
Materiais:
Reagentes:
Procedimento: Parte 1
4- Resultados e Discussão
Parte A –Calibração do volume do picnômetro
As massas obtidas na tomada de massa do picnômetro vazio e do
picnômetro com a água estão apresentadas na tabela a seguir:
Tabela 4.A-1. Resultados obtidos referentes às tomadas de massa do picnômetro
Grandeza Resultado
Massa picnômetro vazio 34,2071g
Massa picnômetro + água(M1) 61,4197g
Massa picnômetro + água(M2) 61,3894g
Massa picnômetro + água(M3) 61,4227g
Massa picnômetro + água (M) Média 61,4106g
A temperatura da água medida foi de 25°C, pela tabela de densidades
absoluta da água tem-se que a densidade da água é 0,997044 g.cm-3. Com
esses dados calcula-se o volume do picnômetro através do desenvolvimento da
seguinte relação:
Relação 4.A-1 Densidade absoluta para o cálculo do volume:
𝜌(g. 𝑐𝑚−3) =𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚é𝑑𝑖𝑎 (𝑔)
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑐𝑛ô𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝑐𝑚3)
Desenvolvendo a relação , para explicitar o volume a ser calculado do
picnômetro:
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑐𝑛ô𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝑐𝑚3 ) =𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚é𝑑𝑖𝑎 (𝑔)
𝜌(g. 𝑐𝑚−3)
Substituindo os valores da massa média encontrada a partir das três
tomadas de massa realizadas e da densidade absoluta da água na temperatura
T = 25º C :
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑐𝑛ô𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝑐𝑚3 ) =61,4106 (𝑔)
0,997044 (g. 𝑐𝑚−3)
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒅𝒐 𝒑𝒊𝒄𝒏ô𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 (𝒄𝒎𝟑 ) = 𝟐𝟕, 𝟐𝟖𝟒𝟐 𝒄𝒎³
Parte B -Determinação das densidades de líquidos
Com as massas medidas no procedimento do picnômetro com o hexano
e com butanol e considerando o volume do picnômetro calculado na parte A,
calcula-se o as densidades do hexano e do butanol:
Densidade do hexano(C6H14) :
Fazendo uso da relação 4.A-1, e inserindo a média das tomadas de massa
do hexano M=52,0842 g e o volume do picnômetro V=27,2842 cm³ :
𝜌(g. 𝑐𝑚−3) =52,0842 ( g)
27,2842 (𝑐𝑚3)
Desta maneira, obtém-se que a densidade absoluta do hexano é :
ρ(C6H14)=0,6552 g/cm³
Densidade do terc-butanol(C4H9OH):
Repetindo o procedimento de forma analóga ao anterior , temos que a partir
da massa média obtida através das tomadas de massa , M=55,4186 g e volume
de V=27,2842 cm³, então:
𝜌(g. 𝑐𝑚−3) =55,4186( g)
27,2842 (𝑐𝑚3)
Logo obtém-se que a densidade absoluta do terc-butanol é :
ρ(C4H9OH )=0,7774 g/cm³
Tabela 4.B-1.Resultados das tomadas de massas referentes aos alcoois .
Grandeza Resultado (Hexano) Resultado (Terc-
butanol)
Massa do picnômetro(vazio) 34,2071 g 34,2071 g
Massa(picnômetro+líquido) M1 52,0886 g 55,4202 g
Massa(picnômetro+líquido) M2 52,0950 g 55,4189 g
Massa(picnômetro+líquido)M3 52,0690 g 55,4166 g
Massa(picnômetro+álcool)
Média 52,0842 g 55,4186 g
Volume de álcool 27,2842 cm³ 27,2842 cm³
Densidade 0,6552 g/cm³ 0,7774 g/cm³
Parte C-Medidas das densidades de sólidos .
Tabela 4.C-1.Resultados referentes à determinação da densidade de sólidos.
Grandeza Resultado(Chumbo) Resultado(Prego)
Massa do picnômetro(vazio) 34,2071 g 34,2071 g
Massa(picnômetro+ amostra) 35,2116 g 34,7816 g
Massa da amostra 1,0045 g 0,5745 g
Massa(picnômetro+amostra+água) 62,2985 g 61,9010 g
Massa da água 27,0869 g 27,1194 g
Volume da água 27,1672 cm³ 27,1998 cm³
Volume da amostra 0,1170 cm³ 0,0846 cm³
Densidade da amostra 8,5855 g/cm³ 6,7908 g/cm³
A massa do picnômetro + amostra de chumbo + água da tabela foi determinada
pela média entre as tomadas de massa seguintes, realizadas em triplicata:,
denotadas por M1, M2, M3 , a partir das quais calcula-se a Massa média (M) :
M= (M1+M2+M3)/3 =>
Grandeza Resultado
Massa picnômetro vazio 34,2071g
Massa picnômetro + água(M1) 62,3076 g
Massa picnômetro + água(M2) 62,2946 g
Massa picnômetro + água(M3) 62,2932 g
Massa picnômetro + água ( Média) 62,2985 g
M= (62,3076+62,2946+62,2932)/3 => M= 62,2985 g
A massa do picnômetro + amostra de prego + água da tabela foi determinada
pela média entre as as 3 medidas seguintes:
M1=61,9108 g
M2=61,9060 g
M3=61,8864 g
Portanto Massa média (M): M= (M1+M2+M3)/3 =>
M= (61,9108 +61,9060 +61,8864)/3 => M=61,9010 g
5- Resultados e Discussão
Os dados obtidos foram tabelados e organizados em duas tabelas, as quais
estão apresentadas abaixo :
Tabela 5.1-Densidade absoluta e relativa das substâncias líquidas.
Substância Densidade Absoluta(g.cm-3) Densidade Relativa
Hexano 0,6552 g/cm³
Terc-Butanol 0,7774 g/cm³
Tabela 5.2-Densidade absoluta e relativa das substâncias sólidas.
Substância Densidade Absoluta(g.cm-3) Densidade Relativa
Chumbo 8,5855 g.cm-3
Prego 6,7908 g.cm-3
Na literatura especifica encontra-se que a densidade relativa do hexano
(C6H14) é : ρ(C6H14 ) = 0,6590 a 25 °C . A densidade absoluta obtida para o hexano
(mostrada acima na tabela 5.1) corresponde a ρ(C6H14 )=0,6552 g/cm³ a 25º C.
Em relação, ao terc-butanol (C4H9OH), temos na literatura que ρ(C4H9OH) = 0,7809
g/cm³. A densidade obtida para o terc-butanol (como consta na tabela 5.2 ) é
ρ(C4H9OH)=0,7774 g/cm³.
A diferença observada entre a densidade absoluta teórica e a densidade
obtida através das medições pode ser atribuída a alta volatilidade dos alcoois(
hexano e terc-butanol) que sob a forma líquida , provavelmente tiveram
pequenas quantidades evaporada durante as tomadas de massa; ocasionando
assim uma inexatidão na aferição da massa , que gerou um erro negativo em
relação às aferições de massa esperadas.
Além do fator citado acima , deve-se considerar que houve uma oscilação
indectável na temperatura do líquido contido no picnômetro, o quê contribui para
a ocorrência da discrepância entre as densidades. A grosso modo , sabe-se que
o volume é proporcional à temperatura ; pois definindo temperatura, como o grau
de agitação térmica das moléculas, o volume ocupado pelo líquido a uma
temperatura será maior do que àquele ocupado pela mesma quantidade numa
temperatura menor , isto é , assume-se que a agitação das moléculas na fase
líquida resultam em uma dilatação do volume.
Dessa maneira , tendo em vista que tanto a densidades absolutas/relativas
do hexano tanto como a densidade do terc-butanol obtidas foram menores do
que as densidade teóricas na temperatura de medição e como a densidade é
inversamente proporcional ao volume, podemos deduzir que possivelmente,
houve uma variação positiva de volume, e somado a possível um desvio negativo
na aferição de massa, constituem um conjunto de fatores que justificam as
diferenças observadas entre as densidades obtidas e as densidades teóricas.
A densidade do chumbo encontrada em livros de referência é igual a ρ(Pb)=
11,34 g/cm³ , enquanto a densidade obtida é igual a 8,5855 g/cm³ . Em relação
ao prego, podemos considerar que o prego utilizado na medição é feito de aço (
uma liga formada essencialmente por ferro e carbono, em menor quantidade ),
obteve-se como densidade 6,7908 g/cm³.
Ao realizar a tomada de massa dos sólidos (chumbo e prego) , podemos listar
alguns fatores que podem ter afetado a acurácia da determinação da densidade
dos sólidos. Dentre eles , pode-se citar a temperatura , que devido as oscilaçoes
causadas por
De certa forma, o volume dos sólidos é menos suscetível à mudança de
temperatura principalmente devido a sua estrutura mais organizada e
consequentemente mais rígida do que a de fluidos, como líquidos e gases . Uma
variação de temperatura positiva no entanto, por mais que seja pouco
significativo é capaz de causar um aumento de volume (por mais que seja --),
em um efeito conhecido como dilatação térmica, visto com maior frequências em
materiais metálicos e explicado,de forma sucinta, como resultado do aumento da
agitação média das molécula e da distância média entre as móleculas que gera
um aumento de volume .
----supõe-se que houve uma variação positiva de temperatura que levou a um
aumento pouco significativo ,mas relevante para os fins aqui apresentados , que
principalmente no caso do chumbo , dado que este elemento possui um alto
coeficiente de dilatação térmica, e possivelmente podem ter contribuído para a
discrepância vista de forma mais acentuada para a densidade do chumbo que
certamente não pode ser usada para caracterizar a substância em questão .
Em relação ao prego , como temos poucas informações acerca da liga
metálica utilizada em sua composição ,observa-se que o valor encontrada é
bastante similar a densidade da liga metálica utilizada como material de
referência para fins de comparação .
Além do ------ acima discuitado , pode-se acresentar como fonte de erros
nas tomadas de massa a incerteza da aferição de massa da balança , que devido
a pequenas oscilação em sua estabilidade durante a medição pode ter
ocasionados erros sistemáticos nas aferições que incutem em inconsonância
com os valores teóricos . Ainda pode-se analisar como um -------de incerteza as
impurezas contidas nos materiais analisados , que principalmente no caso do
prego provavelmente afetaram as aferições de massa e colabaram para -----a --
- dos resultados .
Conclusão
Após a realização do experimento descrito , podemos com base nas
observações coletadas e fundamentados em ------------, concluir que os
resultados dos experimentos realizados, de uma forma geral foram satisfatórios
, uma vez que pelo do método do picnômetro obtve-se as densidades
absolutas/relativas dos líquidos (hexano/terc-butanol) e de
sólidos(chumbo/prego) .
Ao comparar as densidades obtidas com as densidades encontradas na
literatura , observa-se que a determinação das densidades absolutas/relativas
de ambos os líquidos foi extremamente satisfatória tendo em vista a pequena
disparidade entre os valores obtidos e valores esperados . Em relação a
determinação da densidade de sólidos , a densidade do chumbo apresentou
pouca exatidão em relação ao valor teórico encontrado e portanto não pode ser
considerada satisfatória, enquanto em relação a densidade do prego , a
determinação foi satidafatória , com base nos parâmentros de comparação
adotados.
Como principais fontes de erros sistemáticos , ita-se as variaçãoes postivas
de temperatura , bem como algumas caracterisiticas inerentes aos materiais ,
como impurezas possivelmente presentes no sólidos e grande volatilidade dos
líquidos e ainda a acuidade nas tomadas de massa em cada determinação.
Bibliografia
1. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a
vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
965 p.
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