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.