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• Gustavo Perdomo

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EXPERIENCIA RELACIONES ENTRE MASA Y VOLUMEN.

1.- OBJETIVOS.  Manejo de la Balanza y su uso en la determinación de la masa de las diferentes muestras a trabajar.  Utilizar estos datos para hallar la densidad de estas sustancias e identificarlas promedio de ella. 2.- INFORMACION BASICA. ¿Qué observa usted al colocar un corcho en un vaso de precipitado con agua? ¿Cuál es la razón por la que el corcho flota en la superficie del agua? ¿Qué se observa al colocar un tornillo de hierro en el vaso de precipitado con agua? ¿Porqué algunos objetos flotan en el agua y otros no? La densidad de una sustancia está relacionada con el volumen y la masa de la sustancia entre más alta o menos alta es la densidad de un objeto este puede o no flotar en al agua. La masa de una sustancia puede ser medida, más sin embargo la identidad de la misma no se puede determinar con ella, tampoco podemos identificar la sustancia midiendo su volumen, en ambos casos cuando varía el tamaño de la muestra variará el volumen o la masa de la sustancia. Sin embargo, la densidad de la sustancia permanecerá constante ya que es independiente del tamaño y el modelo de la sustancia. La densidad es una propiedad característica de la materia; es una propiedad intensiva que depende de dos propiedades extensivas. La expresión matemática para la densidad se muestra en la ecuación siguiente: Densidad = masa/ volumen ó D = M/ V La densidad de un líquido, una solución o un sólido puede tener las unidades de gramos por centímetros cúbicos. g /cm3 o g / ml Para hallar la densidad de una sustancia en el Laboratorio es necesario hallar los siguientes datos:  Medir la masa de la muestra.  Medir su volumen. La masa de una sustancia se mide en una balanza (Fig. 1). Si es un líquido, el volumen se mide en una probeta. Para las sustancias sólidas, el volumen se halla midiendo el volumen del líquido desplazado por la muestra, si el sólido es regular podemos hallar su volumen matemáticamente. Estos datos se usan para hallar la densidad de la muestra problema. En esta experiencia usted determinará la densidad de una sustancia, midiendo su masa y su volumen varias veces para hallar un promedio de los mismos. Consultando una tabla de referencia usted usará la densidad calculada para determinar que sustancia es. El profesor o instructor indicará e ilustrará el procedimiento a seguir en el manejo y

utilización de la balanza. 3.- MATERIALES Y REACTIVOS. En condiciones presenciales      

Vaso de precipitado. Probetas Balanzas Muestras de material. Papel milimétrico. Regla.

En simulador Simulador de preferencia, para este ejercicio se recomienda el simulador Phet. https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/density

4.- PROCEDIMIENTO. Medida de la masa.  Ingrese a https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/density lo llevará directamente a la ventana de simulación de densidad.  Pulse el botón play. En la parte superior derecha, aparecerán los bloques, selecciones la opción misterio.  Inmediatamente le aparecerán 5 bloques de distintas masas y tamaños, coloque cada uno en la balanza que se encuentra disponible, para ello solo debe hacer clic sostenido sobre el bloque y arrastrarlo hasta la balanza, en ella se mostrara de forma inmediata la masa de la muestra. (este procedimiento debe hacerlo con 4 muestras, repita el procedimiento para una misma muestra 3 veces).  Registre la identificación del número de la muestra de la sustancia asignada sobre la hoja de datos.  Registrar las medidas de masa en la Tabla I de la hoja de datos.  Quite la muestra de la balanza.  Coloque la balanza en cero.  Repita el procedimiento 3 veces con la misma muestra. Medida de volumen. Una vez haya identificado las muestras y tomado su masa, deberá registrar el volumen. Anote todas las medidas del volumen en la Tabla II de la hoja de datos.  Ubique rectangular disponible con suficiente agua para cubrir la muestra 100.00 L.  Anote anote el volumen de agua.  Introduzca cuidadosamente la muestra.  Mida y anote el volumen de la muestra más agua.  Repita el procedimiento 3 veces.  Recuerde que la diferencia entre el volumen inicial y el final, corresponderá a la medida de volumen de la muestra. 5.- CALCULOS. 

Promedie los datos de masa para cada muestra de la sustancia dada. Escriba el

   

promedio de la masa en la Tabla I. Promedie los datos de volumen para cada muestra de sustancia dada, escriba el promedio en la Tabla II. Grafique en una hoja de papel milimétrico el promedio de la masa en gramos sobre la ordenada y el promedio del volumen sobre la abscisa. Calcular la pendiente de la curva, esta es una proporcionalidad constante o la densidad de la sustancia. Sobre la base de la densidad buscada sugerir la identidad de la muestra dada.

6.- PREGUNTAS. 

          

Dos muestras metálicas una de las cuales fue conocido para ser plomo denibelizado. La primera muestra tiene una masa de 7.60 g y desplazó 0.90 ml de agua. La segunda muestra tiene una masa de 8.40 g y desplaza un volumen de 0.74 ml de agua. ¿Cuál de las muestras tiene plomo? Una muestra de forma esférica de masilla insoluble en agua pesó 10.51 g y cuando se colocó en agua desplazó 8.50 ml. ¿Cuál es la densidad de la masilla? La masilla fue elongada por balanceo a una forma diferente a la esfera original. ¿Cuántos ml de agua serán desplazados colocando la masilla alargada en el agua? ¿Cuál sería la masa de un cubo de plomo de 1 cm de arista? La densidad del oro es 19.3 g/ml Cuál sería la masa de un cubo de oro de 1.0 cm de arista? ¿Qué volumen de agua desplazaría? ¿por qué no se deben pesar sustancias directamente sobre el platillo de la balanza? Cuando se pesan objetos calientes sobre el platillo de la balanza se obtiene una masa algo inferior a la que posee el objeto frío. Lo anterior ocurre debido a las corrientes de convección. ¿Qué se entiende por corrientes de convección? ¿En qué consiste el error de paralaje? Los líquidos contenidos en recipientes de estrecha capilaridad muestran en su parte inferior un menisco ¿Cuál es la razón por la que el menisco del mercurio sea contrario al resto de otros líquidos? Explique. Elabore una lista de material de vidrio: a) volumétrico: graduado y aforado. b) no volumétrico: refractario y no refractario. Elabore una lista de material de porcelana: refractaria y no refractaria. Elabore una lista de materiales metálicos.

TABLA DE DATOS

DATOS DE MASAS:

MUESTRA

DETERMINACIÓN Masa (kg) 1

2

3

Promedio

1

65.14

65.14

65.14

65.14

2

0.64

0.64

0.64

0.64

3

4.08

4.08

4.08

4.08

4

3.53

3.53

3.53

3.53

MEDIDA DE VOLUMENES:

MUESTRA 1.

DETERMINACIÓN Volumen (L) 1

2

3

Promedio

Agua + muestra

103.38

103.38

103.38

103.38

Agua

100.00

100.00

100.00

100.00

Muestra

3.38

3.38

3.38

3.38

MUESTRA 2.

DETERMINACIÓN Volumen (L) 1

2

3

Promedio

Agua + muestra

100.64

100.64

100.64

100.64

Agua

100.00

100.00

100.00

100.00

Muestra

0.64

0.64

0.64

0.64

MUESTRA 3.

DETERMINACIÓN Volumen (L) 1

2

3

Promedio

Agua + muestra

104.08

104.08

104.08

104.08

Agua

100.00

100.00

100.00

100.00

Muestra

4.08

4.08

4.08

4.08

MUESTRA 4.

DETERMINACIÓN Volumen (L) 1

2

3

Promedio

Agua + muestra

10.00

101.00

101.00

101.00

Agua

100.00

100.00

100.00

100.00

Muestra

1.00

1.00

1.00

1.00

Muestra 1

Densidad Kg L Kg 1 L Kg 1 L Kg 3.53 L

19.30

2 3 4

D 1=

M 65.14 Kg Kg = =19. 30 V 3.38 L L

D 2=

0.64 Kg Kg =1 0.64 L L

D 3=

4.08 Kg Kg =1 4.08 L L

Identidad ORO AGUA AGUA DIAMANTE

D 4=

3.53 Kg Kg =3.53 1.00 L L