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Data ……………………………………………………………                                              CLASSIFICAÇÃO

Nome ………………………………………………………….                            …………………………………………………………………………

Ano 10º      Turma ………..       Nº …......               PROF. ………………………………………………………………


TÍTULO: Determinação da densidade relativa de duas amostras (uma sólida e outra líquida), utilizando
           picnómetros (APL 1.3)


OBJECTIVO(S) DO TRABALHO:
- Determinar experimentalmente a densidade relativa de duas substâncias, uma sólida e outra
líquida, utilizando o picnómetro.
- Comparar os valores de densidade obtidos com os valores tabelados e inferir sobre a identidade e
grau de pureza das amostras.
- Identificar tipos de erros que poderão afectar um resultado.
- Executar a experiência de acordo com as regras de segurança.


MATERIAL E REAGENTES:


   Densidade de um sólido:                                    Densidade de um líquido:
      • Balança de precisão                                      • Balança de precisão
      • Picnómetro de sólidos                                    • Picnómetro de líquidos
      • Vidro de relógio                                         • Gobelé
      • Gobelé                                                   • Papel absorvente
      • Papel absorvente                                         • Seringa e agulha (conta-gotas)
      • Seringa e agulha (conta-gotas)                           • Água destilada
      • Água destilada                                           • Amostra líquida a analisar
      • Amostra sólida a analisar                                • Termómetro
      • Termómetro

REGISTO DE MEDIÇÕES/DETERMINAÇÕES EXPERIMENTAIS (use tabelas e/ou gráficos)

1) Determinação da densidade relativa de uma substância sólida, usando um picnómetro


           Tabela 1 – Dados obtidos, por operadores diferentes, na determinação da densidade relativa de
                              uma substância sólida, usando o picnómetro de sólidos.
    Ensaio            m                              M                                     M’
               (massa do sólido)      (massa do picnómetro com água)              (massa do picnómetro
                                            + (massa do sólido)                    com água e o sólido)
       1            0,922 g                       92,72 g                                92,59 g
       2            0,923 g                       92,72 g                                92,59 g
       3            0,921 g                       92,72 g                                92,59 g
2) Determinação da densidade relativa de uma substância líquida, usando um picnómetro

            Tabela 2 – Dados obtidos, por operadores diferentes, na determinação da densidade relativa de
                              uma substância líquida, usando o picnómetro de líquidos.
   Ensaio          V                  m                         M                              M’
              (volume do           (massa do           (massa do picnómetro          (massa do picnómetro
              picnómetro)      picnómetro vazio)        com água destilada)         com o líquido a analisar)

      1          25 mL              13,942 g                   39,342 g                      37,016 g
      2          25 mL              13,942 g                   39,342 g                      37,014 g
      3          25 mL              13,942 g                   39,342 g                      37,015 g

OBSERVAÇÕES

Amostras utilizadas foram: um sólido de cor cinzenta (zinco) e um líquido incolor (álcool etílico a
95%).
Temperatura da água: 18,4 ºC
Temperatura da amostra líquida: 18,4 ºC


CÁLCULOS (atenda às regras de algarismos significativos)


1) Determinação da densidade relativa de uma substância sólida

   a) Medição da massa, m, do corpo sólido.

m1 = 0,922g
m2 = 0,923g
m3 = 0,921g
                           m1 + m2 + m3 0,922 g + 0,923 g + 0,921g
                           X=           =                          = 0,922 g
                                3                     3
R: A média das massas obtidas para o corpo sólido é 0,922g.

   b) Medição da massa, M, do picnómetro com água destilada juntamente com o corpo sólido:


M1= 92,72g
M2 = 92,72g
M3 = 92,72g
                          M 1 + M 2 + M 3 92,72 g + 92,72 g + 92,72 g
                         X=              =                            = 92,72 g
                                 3                     3
R: A média das massas obtidas para o picnómetro com água destilada juntamente com o sólido é
92,72g.

   c) Medição da massa, M’, do conjunto picnómetro com água destilada e o sólido:

M’1= 92,59g
M’2 = 92,59g
M’3 = 92,59g
M '1 + M '2 + M '3 92,59 g + 92,59 g + 92,59 g
                       X=                     =                            = 92,59 g
                                    3                       3

R: A média das massas obtidas para o conjunto picnómetro com água destilada e o sólido é 92,59g.


   d) Determinação da densidade relativa da amostra sólida através da expressão:

                                                                    m
                                              d amostrasólida =
                                                                  M − M'


                                                           0,922 g
                                   d amostrasólida =                     = 7,092
                                                       92,72 g − 92,59 g


       R: A densidade relativa da amostra sólida é 7,092.

   e) Determinação do erro através da expressão:

                                                         | xi − X |
                                              %E =                  × 100
                                                              X


Como a amostra sólida é o zinco e a densidade dessa substância a 4ºC é 7,14 então:

                                             | 7,092 − 7,14 |
                                    %E =                      × 100 = 0,67%
                                                   7,14


R: O erro relativo é de 0,67 %.


2) Determinação da densidade relativa de uma substância líquida

           • Cálculo da densidade da água destilada e da amostra líquida

                           dlíquido=dexperimental x dágua destilada à temperatura ambiente
                                                         <=>
                           dexperimental = dlíquido / d água destilada à temperatura ambiente



    a) Medição da massa, m, picnómetro de líquidos vazio.
m1 = 13,942g
m2 = 13,942g
m3 = 13,942g

R: A massa do picnómetro de líquidos vazio é 13,942g.
b) Medição da massa, M, do picnómetro com:

                A água destilada
M1= 39,342g
M2 = 39,342g
M3 = 39,342g

R: A massa do picnómetro com água destilada é 39,342g.



                Amostra líquida
M’1= 37,016g
M’2 = 37,014g
M’3 = 37,015g
                      M '1 + M ' 2 + M ' 3 37,016 g + 37,014 g + 37,015 g
                    X =                   =                               = 37,015 g
                              3                          3
R: A massa do picnómetro com a amostra líquida é 37,015g.

    c) Leitura do volume, V, do picnómetro
V = 25 mL

         R: O volume do picnómetro é 25 mL.

   d) Determinação da densidade da amostra líquida e da água destilada através das expressões:

                                                                      M '− m
                                                 d amostralíquida =
                                                                       V


                                                                      M −m
                                                 d águadestilada =
                                                                       V


Assim:

                                                 37,015 g − 13,942 g
                            d amostralíquida =                       = 0,923g / cm 3
                                                       25mL


                                                 39,342 g − 13,942 g
                             d águadestilada =                       = 1,016 g / cm 3
                                                       25mL



      R: A densidade da água destilada é 1,016g/cm3 e a densidade da amostra líquida é
0,923g/cm3.
e) Determinação a densidade experimental através da expressão:

                           dexperimental = dlíquido / d água destilada à temperatura ambiente

                                     dexperimental = 0,923 / 1,016 = 0,908

R: A densidade relativa da amostra líquida é 0,908.

   f) Determinação do erro através da expressão:

                                                      | xi − X |
                                              %E =               × 100
                                                           X


Como a amostra líquida é o etanol e a densidade dessa substância a 4ºC é 0,79 então:

                                            | 0,908 − 0,79 |
                                   %E =                      × 100 = 14,94%
                                                  0,79

R: O erro relativo é de 14,94 %.


RESULTADOS

A densidade relativa da amostra sólida foi 7,092. O erro cometido foi por defeito, tendo-se um erro
relativo de 0,67 %.

A densidade relativa da amostra líquida foi 0,908. O erro cometido foi por excesso, tendo-se um erro
relativo de 14,94 %.

As determinações foram efectuadas a 18,4 ºC.


CONCLUSÕES/CRÍTICA

Analisando a tabela 1 pode verificar-se que apesar das pesagens terem sido efectuadas por
operadores diferentes os resultados não apresentam diferença significativa devido ao facto de ter
sido usada uma balança de precisão.
Comparando a densidade relativa da amostra sólida analisada (d = 7,092) com os valores tabelados
verifica-se que o valor que se aproxima mais do valor encontrado é o do zinco (d=7,14). Pode
concluir-se que se obteve um valor bastante próximo do tabelado. A pequena diferença pode dever-
se a vários factores, nomeadamente: a determinação ter sido efectuada a 18,4ºC e o valor tabelado
refere-se a 4ºC; erros efectuados pelos diferentes operadores durante a experiência.

Analisando a tabela 2 pode verificar-se que apesar das pesagens terem sido efectuadas por
operadores diferentes os resultados não apresentam diferença significativa devido ao facto de ter
sido usada uma balança de precisão.
Comparando a densidade relativa da amostra líquida analisada (d = 0,908) com os valores tabelados
verifica-se que não há nenhum valor que se aproxime do valor encontrado. Isto pode estar
relacionado com erros efectuados durante a experiência ou com o facto da substância não ser pura.
Como posteriormente se soube que a substância analisada era o álcool etílico, então o valor deveria
ser próximo de 0,79 (densidade relativa para etanol a 100% a 4º C). O erro cometido aparentemente
elevado deve-se ao facto de se ter utilizado o valor tabelado da densidade relativa para etanol a
100% a 4º C, podendo inferir que o álcool utilizado não era puro. Associado a este factor também
podem ter sido cometidos erros pelos diferentes operadores durante a experiência.


CUIDADOS A TER

Utilização da balança - No final das pesagens deve verificar-se se a balança ficou devidamente limpa
e desligada. Caso se entorne algo sobre o prato da balança deve imediatamente limpar-se o prato da
balança.

Enchimento do picnómetro –
Para encher um picnómetro deve deixar-se escorrer o líquido lentamente pela parede, de modo a
evitar a formação de bolhas de ar. Estas são fonte de erros experimentais. Quando o picnómetro
estiver completamente cheio, deve introduzir-se a tampa com um movimento vertical rápido para
obrigar o líquido a entrar para o interior (se for necessário acrescenta-se líquido com um conta-
gotas). Deve usar-se papel absorvente para acertar o líquido pelo traço de referência. Deverá
confirmar-se se o picnómetro está bem seco antes de o colocar no prato da balança. Caso existam
bolhas no interior do picnómetro, deve despejar-se o picnómetro, secá-lo e voltar a enchê-lo
novamente.

As medições devem ser sempre efectuadas pela linha tangente ao menisco de modo a evitar erros
de paralaxe.

Não se deve cheirar directamente as soluções ou produtos químicos.


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Relatório densidade picnómetro

  • 1. RELATÓRIO DE ………………………………………. Data …………………………………………………………… CLASSIFICAÇÃO Nome …………………………………………………………. ………………………………………………………………………… Ano 10º Turma ……….. Nº …...... PROF. ……………………………………………………………… TÍTULO: Determinação da densidade relativa de duas amostras (uma sólida e outra líquida), utilizando picnómetros (APL 1.3) OBJECTIVO(S) DO TRABALHO: - Determinar experimentalmente a densidade relativa de duas substâncias, uma sólida e outra líquida, utilizando o picnómetro. - Comparar os valores de densidade obtidos com os valores tabelados e inferir sobre a identidade e grau de pureza das amostras. - Identificar tipos de erros que poderão afectar um resultado. - Executar a experiência de acordo com as regras de segurança. MATERIAL E REAGENTES: Densidade de um sólido: Densidade de um líquido: • Balança de precisão • Balança de precisão • Picnómetro de sólidos • Picnómetro de líquidos • Vidro de relógio • Gobelé • Gobelé • Papel absorvente • Papel absorvente • Seringa e agulha (conta-gotas) • Seringa e agulha (conta-gotas) • Água destilada • Água destilada • Amostra líquida a analisar • Amostra sólida a analisar • Termómetro • Termómetro REGISTO DE MEDIÇÕES/DETERMINAÇÕES EXPERIMENTAIS (use tabelas e/ou gráficos) 1) Determinação da densidade relativa de uma substância sólida, usando um picnómetro Tabela 1 – Dados obtidos, por operadores diferentes, na determinação da densidade relativa de uma substância sólida, usando o picnómetro de sólidos. Ensaio m M M’ (massa do sólido) (massa do picnómetro com água) (massa do picnómetro + (massa do sólido) com água e o sólido) 1 0,922 g 92,72 g 92,59 g 2 0,923 g 92,72 g 92,59 g 3 0,921 g 92,72 g 92,59 g
  • 2. 2) Determinação da densidade relativa de uma substância líquida, usando um picnómetro Tabela 2 – Dados obtidos, por operadores diferentes, na determinação da densidade relativa de uma substância líquida, usando o picnómetro de líquidos. Ensaio V m M M’ (volume do (massa do (massa do picnómetro (massa do picnómetro picnómetro) picnómetro vazio) com água destilada) com o líquido a analisar) 1 25 mL 13,942 g 39,342 g 37,016 g 2 25 mL 13,942 g 39,342 g 37,014 g 3 25 mL 13,942 g 39,342 g 37,015 g OBSERVAÇÕES Amostras utilizadas foram: um sólido de cor cinzenta (zinco) e um líquido incolor (álcool etílico a 95%). Temperatura da água: 18,4 ºC Temperatura da amostra líquida: 18,4 ºC CÁLCULOS (atenda às regras de algarismos significativos) 1) Determinação da densidade relativa de uma substância sólida a) Medição da massa, m, do corpo sólido. m1 = 0,922g m2 = 0,923g m3 = 0,921g m1 + m2 + m3 0,922 g + 0,923 g + 0,921g X= = = 0,922 g 3 3 R: A média das massas obtidas para o corpo sólido é 0,922g. b) Medição da massa, M, do picnómetro com água destilada juntamente com o corpo sólido: M1= 92,72g M2 = 92,72g M3 = 92,72g M 1 + M 2 + M 3 92,72 g + 92,72 g + 92,72 g X= = = 92,72 g 3 3 R: A média das massas obtidas para o picnómetro com água destilada juntamente com o sólido é 92,72g. c) Medição da massa, M’, do conjunto picnómetro com água destilada e o sólido: M’1= 92,59g M’2 = 92,59g M’3 = 92,59g
  • 3. M '1 + M '2 + M '3 92,59 g + 92,59 g + 92,59 g X= = = 92,59 g 3 3 R: A média das massas obtidas para o conjunto picnómetro com água destilada e o sólido é 92,59g. d) Determinação da densidade relativa da amostra sólida através da expressão: m d amostrasólida = M − M' 0,922 g d amostrasólida = = 7,092 92,72 g − 92,59 g R: A densidade relativa da amostra sólida é 7,092. e) Determinação do erro através da expressão: | xi − X | %E = × 100 X Como a amostra sólida é o zinco e a densidade dessa substância a 4ºC é 7,14 então: | 7,092 − 7,14 | %E = × 100 = 0,67% 7,14 R: O erro relativo é de 0,67 %. 2) Determinação da densidade relativa de uma substância líquida • Cálculo da densidade da água destilada e da amostra líquida dlíquido=dexperimental x dágua destilada à temperatura ambiente <=> dexperimental = dlíquido / d água destilada à temperatura ambiente a) Medição da massa, m, picnómetro de líquidos vazio. m1 = 13,942g m2 = 13,942g m3 = 13,942g R: A massa do picnómetro de líquidos vazio é 13,942g.
  • 4. b) Medição da massa, M, do picnómetro com: A água destilada M1= 39,342g M2 = 39,342g M3 = 39,342g R: A massa do picnómetro com água destilada é 39,342g. Amostra líquida M’1= 37,016g M’2 = 37,014g M’3 = 37,015g M '1 + M ' 2 + M ' 3 37,016 g + 37,014 g + 37,015 g X = = = 37,015 g 3 3 R: A massa do picnómetro com a amostra líquida é 37,015g. c) Leitura do volume, V, do picnómetro V = 25 mL R: O volume do picnómetro é 25 mL. d) Determinação da densidade da amostra líquida e da água destilada através das expressões: M '− m d amostralíquida = V M −m d águadestilada = V Assim: 37,015 g − 13,942 g d amostralíquida = = 0,923g / cm 3 25mL 39,342 g − 13,942 g d águadestilada = = 1,016 g / cm 3 25mL R: A densidade da água destilada é 1,016g/cm3 e a densidade da amostra líquida é 0,923g/cm3.
  • 5. e) Determinação a densidade experimental através da expressão: dexperimental = dlíquido / d água destilada à temperatura ambiente dexperimental = 0,923 / 1,016 = 0,908 R: A densidade relativa da amostra líquida é 0,908. f) Determinação do erro através da expressão: | xi − X | %E = × 100 X Como a amostra líquida é o etanol e a densidade dessa substância a 4ºC é 0,79 então: | 0,908 − 0,79 | %E = × 100 = 14,94% 0,79 R: O erro relativo é de 14,94 %. RESULTADOS A densidade relativa da amostra sólida foi 7,092. O erro cometido foi por defeito, tendo-se um erro relativo de 0,67 %. A densidade relativa da amostra líquida foi 0,908. O erro cometido foi por excesso, tendo-se um erro relativo de 14,94 %. As determinações foram efectuadas a 18,4 ºC. CONCLUSÕES/CRÍTICA Analisando a tabela 1 pode verificar-se que apesar das pesagens terem sido efectuadas por operadores diferentes os resultados não apresentam diferença significativa devido ao facto de ter sido usada uma balança de precisão. Comparando a densidade relativa da amostra sólida analisada (d = 7,092) com os valores tabelados verifica-se que o valor que se aproxima mais do valor encontrado é o do zinco (d=7,14). Pode concluir-se que se obteve um valor bastante próximo do tabelado. A pequena diferença pode dever- se a vários factores, nomeadamente: a determinação ter sido efectuada a 18,4ºC e o valor tabelado refere-se a 4ºC; erros efectuados pelos diferentes operadores durante a experiência. Analisando a tabela 2 pode verificar-se que apesar das pesagens terem sido efectuadas por operadores diferentes os resultados não apresentam diferença significativa devido ao facto de ter sido usada uma balança de precisão. Comparando a densidade relativa da amostra líquida analisada (d = 0,908) com os valores tabelados verifica-se que não há nenhum valor que se aproxime do valor encontrado. Isto pode estar relacionado com erros efectuados durante a experiência ou com o facto da substância não ser pura. Como posteriormente se soube que a substância analisada era o álcool etílico, então o valor deveria
  • 6. ser próximo de 0,79 (densidade relativa para etanol a 100% a 4º C). O erro cometido aparentemente elevado deve-se ao facto de se ter utilizado o valor tabelado da densidade relativa para etanol a 100% a 4º C, podendo inferir que o álcool utilizado não era puro. Associado a este factor também podem ter sido cometidos erros pelos diferentes operadores durante a experiência. CUIDADOS A TER Utilização da balança - No final das pesagens deve verificar-se se a balança ficou devidamente limpa e desligada. Caso se entorne algo sobre o prato da balança deve imediatamente limpar-se o prato da balança. Enchimento do picnómetro – Para encher um picnómetro deve deixar-se escorrer o líquido lentamente pela parede, de modo a evitar a formação de bolhas de ar. Estas são fonte de erros experimentais. Quando o picnómetro estiver completamente cheio, deve introduzir-se a tampa com um movimento vertical rápido para obrigar o líquido a entrar para o interior (se for necessário acrescenta-se líquido com um conta- gotas). Deve usar-se papel absorvente para acertar o líquido pelo traço de referência. Deverá confirmar-se se o picnómetro está bem seco antes de o colocar no prato da balança. Caso existam bolhas no interior do picnómetro, deve despejar-se o picnómetro, secá-lo e voltar a enchê-lo novamente. As medições devem ser sempre efectuadas pela linha tangente ao menisco de modo a evitar erros de paralaxe. Não se deve cheirar directamente as soluções ou produtos químicos. BIBLIOGRAFIA/FONTES CONSULTADAS