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FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS PROCESO DE DISEÑO CURRICULAR INFORME DE LABORATORIO Código: FCQ-P05-F06; Versión: 01; 15 de enero de 2017

Informe de laboratorio Asignatura: Química Analítica Instrumental I Nota: Número de práctica: 1 Fecha (día-hora) de realización: 25/Oct/2019 Fecha de entrega: 5/Nov/2019 Viernes 11:00 – 13:00 Integrantes / Grupo N°: 1 Albornoz Paola Cabrera Patricio Carranza Gabriela Carrera Diana Navarrete María José 1. Tema: Densimetría 2. Resumen Para determinar con mayor precisión la densidad de una sustancia líquida es común utilizar un hidrómetro (densímetro) o picnómetro. El picnómetro tiene la finalidad de mantener un volumen fijo al colocar diferentes líquidos en su interior, lo cual sirve para comparar densidades entre líquidos, ya que basta con pesar el picnómetro con cada líquido por separado y comparar sus masas. Es así que gracias al picnómetro e hidrómetro se pudo determinar por medio de curvas de calibración experimentales y tablas de densidad en función de la concentración de las soluciones la densidad relativa, absoluta y porcentajes de sacarosa- agua, etanol-agua y concentración de a muestra en solución que arrojó un valor promedio de %. Palabras Claves: masa, volumen, densidad, picnómetro, concentración Abstract To determinate more accurately the density of a liquid substance it is common to use a hydrometer (densimeter) or pycnometer. The pycnometer has the purpose of maintaining a fixed volume by placing different liquids inside, which serves to compare densities between liquids, since it is enough to weigh the pycnometer with each liquid separately and compare its masses. Thus, thanks to the pycnometer and hydrometer, it was possible to determine the relative and absolute density and percentages of sucrosewater, ethanol-water and concentration of the sample by means of experimental calibration curves and density tables. The average value obtained was %. Keywords: mass, volume, density, pycnometer, concentration 3. Objetivo/s:  Familiarizarse con los métodos densimétricos para el análisis cuantitativo de diversas sustancias.  Conocer cómo se debe trabajar con un picnómetro.  Conocer el uso de densímetros, alcoholímetros, aerómetros, etc.  Determinar la densidad de varias soluciones.  Determinar la concentración de una muestra en solución, midiendo la densidad relativa por varios métodos: a) Picnómetro b) Densímetros Subdecanato

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leche, el tiempo de maceración del vino y en la industria del alcohol. [3]

4. Fundamento Teórico En la química analítica instrumental existen diversos métodos densimétricos para el análisis cuantitativo de una sustancia, dentro de los más utilizados se encuentran el método del picnómetro y el método del hidrómetro. El picnómetro es un instrumento sencillo utilizado para determinar con precisión la densidad, es el método utilizado para comparar densidades de distintas sustancias y contrastar sus masas. Al comparar la densidad de un líquido versus a la densidad del agua pura permitiendo obtener la densidad relativa del líquido respecto a la del agua a temperatura de medición. El picnómetro es muy sensible a cambios de concentración de sales en el agua, por lo que es útil para la determinación de salinidad de agua, fluidos biológico, entre otros. [1] Otro instrumento utilizado para medir densidades es el densímetro o hidrómetro, es un dispositivo basado en el principio de Arquímedes, que utiliza la fuerza de flotación para medir la gravedad específica de un líquido, normalmente hecho de vidrio, posee un vástago de sección prismática que está graduado y en donde se realiza la medición [2] Cuando se introduce en un líquido, el hidrómetro queda parcialmente sumergido, en posición vertical y con el vástago fuera de la superficie del líquido, este método es utilizado con frecuencia para determinar la pureza de la

5. Parte Experimental 5.1 Materiales y Reactivos Materiales Densímetro Picnómetro Balanza analítica Probeta (2000 ml)

Reactivos Soluciones de Sacarosa (2,4,8 y 12%) Soluciones de Etanol (2,4,8 y 12%) Muestra problema de Sacarosa Muestra problema de Etanol

5.2 Procedimiento Se midió la densidad en el hidrómetro (escala 0,980 a 1.1000) sumergiéndolo en las soluciones y muestras problemas leyendo la medición en el vástago, paralelamente se determinó el peso del picnómetro vacío con exactitud de 0,1 mg asegurándose que esté limpio y seco, se procedió a llenar el picnómetro con agua destilada asegurándose que el capilar este lleno y no haya presencia de burbujas, para la determinación de la densidad se colocaron cada una de las soluciones a determinar, tanto de etanol como de sacarasa, y las muestras problema correspondientes, se realizaron 4 repeticiones por medición.

6. Resultados 6.1. Datos Tabla 1: Determinación del peso del picnómetro con agua, al vacío y con las diferentes soluciones de sacarosa Wpic Wpic Wpic + sol Wpic + sol Wpic + sol Wpic + sol Wpic + vacío(g) +agua(g) 2% p/v (g) 4% p/v (g) 8% p/v (g) 12% p/v (g) muestra (g) 11,6290 22,8938 22,9546 23,0662 23,2029 23,3872 23,0879 11,6292 22,8944 22,9604 23,1025 23,2100 23,3778 23,1120 11,6293 22,8922 22,9510 23,0733 23,2089 23,3983 23,0975 11,6294 22,8973 22,9595 23,0802 23,1932 23,3877 23,0869 11,6292 22,8944 22,9564 23,0806 23,2038 23,3878 23,0961 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M Subdecanato

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Tabla 2: Determinación del peso del picnómetro con agua, al vacío y con las diferentes soluciones de etanol Wpic Wpic Wpic + sol Wpic + sol Wpic + sol Wpic + sol Wpic + vacío(g) +agua(g) 2% v/v (g) 4% v/v (g) 8% v/v (g) 12% v/v (g) muestra (g) 12,9031 24,9272 24,8769 24,8483 24,8080 24,7537 24,9265 12,8723 24,9354 24,9097 24,8501 24,7903 24,7420 24,9152 24,9349 24,8808 24,8539 24,7925 24,7630 24,9306 24,8815 24,8567 24,8000 24,7555 24,8641 12,8880 24,9325 24,8872 24,8523 24,7977 24,7536 24,9091 Fuente: Grupo Nº 3

Tabla 3: Densidad relativa de las diferentes soluciones de sacarosa con los densímetros Lectura

1 2 3 4 𝑥̅

Agua g/cm3 0,997 0,996 0,997 0,996 0,997

2,0% g/cm3 1,004 1,004 1,005 1,004 1,004

Soluciones(%p/v) 4,0% g/cm3 1,011 1,010 1,011 1,011 1,011 Fuente: Grupo Nº 2

8,0% g/cm3 1,026 1,025 1,025 1,025 1,025

12,0% g/cm3 1,040 1,040 1,041 1,040 1,040

Muestra g/cm3 1,014 1,015 1,015 1,014 1,015

Tabla 4: Densidad relativa de las diferentes soluciones de etanol con los densímetros Lectura

1 2 3 4 𝑥̅

Agua g/cm3 0,999 0,998 0,997 0,997 0,998

2,0% g/cm3 0,994 0,994 0,995 0,994 0,994

Soluciones(%v/v) 4,0% g/cm3 0,991 0,991 0,990 0,991 0,991 Fuente: Grupo Nº 4

8,0% g/cm3 0,986 0,986 0,986 0,986 0,986

12,0% g/cm3 0,982 0,982 0,982 0,982 0,982

6.2.Cálculos Apreciaciones de los instrumentos: Densímetro:2x 10−3 Picnómetro: 2x 10−4 6.2.1. Cálculo de la densidad relativa y absoluta por el método del picnómetro: w𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

t

Dt12 =

𝑤𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎 (𝐻2𝑂) w3 − w1 = w

Subdecanato

=

w3 − w1 w2 − w1

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t

ρt1 = Dt12 ∗ ρt1 H

2O

Muestra g/cm3 0,990 0,990 0,990 0,990 0,990

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W = w2 − w1 ρ t1 H

2O

24,8872 − 12,8877 24,9325 − 12,8877 = 0,9962

= 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 20º𝐶

D20 20 etanol 2% =

t

Dt12 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 ρt1 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑎 𝑎 𝑡1 w1 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑛ó𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑣𝑎𝑐í𝑜 w2 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑛ó𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 + 𝑎𝑔𝑢𝑎 w3 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑛ó𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 w = 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎

ρt1 H

2O

= 0,9982 𝑔/𝑐𝑚3

ρ20 etanol 2% = 0,9962 ∗ 0,9982 𝑔 = 0,9944 ⁄𝑐𝑚3

Ejemplo de cálculo Tabla 5: Datos calculados de densidades relativas y absolutas para los estándares y la muestra obtenidos con el método del picnómetro de las soluciones de sacarosa Lect ura 1 2 3 4 𝑥̅

D20 20 2% 1,0054 1,0059 1,0052 1,0055 1,0055

20 ρ20 2% ρ20 4% ρ20 12% D20 D20 D20 D20 20 20 ρ 8% 20 20 3 3 3 3 g/cm g/cm g/cm muestra 4% 8% g/cm 12% 1,0036 1,0153 1,0135 1,0274 1,0256 1,0438 1,0419 1,0172 1,0041 1,0185 1,0166 1,0280 1,0262 1,0429 1,0410 1,0429 1,0034 1,0161 1,0143 1,0281 1,0263 1,0449 1,0431 1,0182 1,0037 1,0162 1,0144 1,0263 1,0244 1,0435 1,0417 1.0168 1,0037 1,0165 1,0147 1,0275 1,0256 1,0438 1,0419 1,0238 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

ρ20 muest ra g/cm3 1,0154 1,0410 1,0164 1,0150 1,0220

Tabla 6: Datos calculados de densidades relativas y absolutas para los estándares y la muestra obtenidos con el método del picnómetro de las soluciones de etanol Lect ura 1 2 3 4 𝑥̅

D20 20 2% 0,9954 0,9981 0,9957 0,9958 0,9962

20 ρ20 2% ρ20 4% ρ20 12% D20 D20 D20 D20 20 20 ρ 8% 20 20 3 3 3 3 g/cm g/cm g/cm muestra 4% 8% g/cm 12% 0,9936 0,9930 0,9912 0,9897 0,9879 0,9852 0,9834 0,9995 0,9963 0,9932 0,9914 0,9882 0,9864 0,9842 0,9824 0,9986 0,9939 0,9935 0,9917 0,9884 0,9866 0,9859 0,9841 0,9998 0,9940 0,9937 0,9919 0,9890 0,9872 0,9853 0,9835 0,9943 0,9944 0,9933 0,9915 0,9888 0,9870 0,9851 0,9834 0,9981 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

6.2.2. Cálculo de la densidad por el método del densímetro t ρt1 = Dt12 ∗ ρt1 H O 2

20 ρ20 = D20 20 ∗ ρ H

2O

ρ20 etanol 2% = 0,994 ∗ 0,9982 = 0,992 g/cm3 Subdecanato

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ρ20 muest ra g/cm3 0,9977 0,9968 0,9980 0,9925 0,9963

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Tabla 7: Datos calculados de densidades absolutas para los estándares y la muestra obtenidos con el método del densímetro de las soluciones de sacarosa Lectura 1 2 3 4 𝑥̅

Agua 0,995 0,994 0,995 0,994 0,995

ρ20 2% 𝑔/𝑐𝑚3 ρ20 4% 𝑔/𝑐𝑚3 ρ20 8% 𝑔/𝑐𝑚3 ρ20 22% 𝑔/𝑐𝑚3 ρ20 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑔/𝑐𝑚3 1,002 1,009 1,024 1,038 1,012 1,002 1,008 1,023 1,038 1,013 1,003 1,009 1,023 1,039 1,013 1,002 1,009 1,023 1,038 1,012 1,002 1,009 1,023 1,038 1,013 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

Tabla 8: Datos calculados de densidades absolutas para los estándares y la muestra obtenidos con el método del densímetro de las soluciones de etanol Lectura 1 2 3 4 𝑥̅

Agua 0,997 0,996 0,995 0,995 0,996

ρ20 2% 𝑔/𝑐𝑚3 ρ20 4% 𝑔/𝑐𝑚3 ρ20 8% 𝑔/𝑐𝑚3 ρ20 12% 𝑔/𝑐𝑚3 ρ20 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑔/𝑐𝑚3 0,992 0,989 0,984 0,980 0,988 0,992 0,989 0,984 0,980 0,988 0,993 0,988 0,984 0,980 0,988 0,992 0,989 0,984 0,980 0,988 0,992 0,989 0,984 0,980 0,988 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

6.2.3. Cálculo de la concentración de la muestra de etanol por el método del picnómetro Calculo de la concentración de la muestra por interpolación grafica y matemática con una exactitud de 0,1% mediante curva de calibración, esto para los cuatro métodos Los datos se ajustan a una recta del tipo 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 Regresión lineal: 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 ρ20 muestra = 𝐾𝐴 ∗ 𝐶𝑚 + ρo 𝐶𝑚 =

ρ20 muestra − ρo 0,9923 − 0,998 = = 5,18% p/v 𝐾𝐴 −0,0011

𝑏 = 0,998 𝑎 = 𝑚 = −0,0011 𝑟 = −0,9965 Donde: K A = pendiente ρ20 muestra = densidad absoluta obtenida experimentalmente Cm = concetracion de la muestra ρo = ordenada al origen obtenida por regresión Subdecanato

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Tabla 9: Datos para la regresión lineal Concentración %v/v etanol D20 etanol (𝑔/𝑐𝑚3 ) 2% 0,9962 4% 0,9933 8% 0,9888 12% 0,9851 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

6.2.4. Cálculo de la concentración de la muestra de sacarosa por el método del picnómetro ρ20 muestra − ρo 1,0220 − 0,9977 𝐶𝑚 = = = 6,65 % p/v 𝐾𝐴 0,00365 6.2.5. Cálculo de la concentración de la muestra de etanol por el método del densímetro Tabla 10: Datos para la regresión lineal Concentración %v/v etanol ρ20 etanol (𝑔/𝑐𝑚3 ) 2% 0,992 4% 0,989 8% 0,984 12% 0,980 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 ρ muestra = 𝐾𝐴 ∗ 𝐶𝑚 + ρo 20

𝐶𝑚 =

ρ20 muestra − ρo 0,988 − 0,994 = = 5,042%p/v 𝐾𝐴 −0,00119

𝑏 = 0,994 𝑎 = 𝑚 = −0,00119 𝑟 = −0,997

6.2.6. Cálculo de la concentración de la muestra de sacarosa por el método del densímetro 𝐶𝑚 =

ρ20 muestra − ρo 1,013 − 0,9946 = = 5,12%p/v 𝐾𝐴 0,00359

6.2.7. Calculo de las concentraciones en %p/v ; %v/v y %p/p La concentración del etanol con el método del picnómetro esta en %v/v y fue de 5,18% mientras la concentración de la muestra de etanol por el método del densímetro fue de 5,042%p/v Densidad del etanol al 100% = 0,7893g/cm3

Subdecanato

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%

𝑝 𝑣 𝜌 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜(𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 100%) 0,7893 =% ∗ = 2∗ = 1,591%p/p 𝑝 𝑣 𝜌 𝑎𝑏𝑠 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 (𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙) 0,992 %

%

𝑝 𝑣 = % ∗ 𝜌 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜(𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 100%) = 2 ∗ 0,7893 = 1,579 𝑣 𝑣

𝑝 𝑝 = % ∗ 𝜌 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 (𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 ) = 1,591 ∗ 0,992 = 1,579 𝑣 𝑝

Tabla 11: Concentraciones %p/p; %p/v; %v/v de las soluciones de etanol por el método del picnómetro 20 Solución D20 𝑔/𝑐𝑚3 %v/v etanol %𝑝/𝑣 %p/p 20 2% ρ 1 0,9962 0,9944 2% 1,582 1,591 2 0,9933 0,9915 4% 3,164 3,192 3 0,9888 0,9870 8% 6,335 6,417 4 0,9851 0,9834 12% 9,504 9,664 muestra 0,9981 0,9963 6,56% 5,18% 5,197 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

Tabla 12: Concentraciones %p/p; %p/v; %v/v de las soluciones de etanol por el método del densímetro 20 Solución D20 𝑔/𝑐𝑚3 %v/v etanol %𝑝/𝑣 %p/p 20 2% ρ 1 0,994 0,992 2 1,579 1,591 2 0,991 0,989 4 3,157 3,192 3 0,986 0,984 8 6,314 6,417 4 0,982 0,980 12 9,472 9,664 muestra 0,990 0,988 6,38 5,042 5,036 Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

6.2.8. Calculo de límite de detección para método del picnómetro etanol 3 𝑥 𝑆𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜 𝐿𝐷 = 𝑚 𝐿𝐷 =

3 𝑥 (2𝑥10−4 ) = −0,5504 −0,00109

6.2.9. Calculo de límite de detección para método del picnómetro sacarosa 𝐿𝐷 =

Subdecanato

3 𝑥 𝑆𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑚

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𝐿𝐷 =

6.2.10. Sensibilidad

3 𝑥 (2𝑥10−4 ) = −0,5504 −0,00109

𝑚 𝑆𝑎 = s 0,0038 𝑆𝑎 = = 2,1940 1,7320 × 10−3

6.2.11. Calculo de límite de detección para método del picnómetro etanol 3 𝑥 𝑆𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜 𝐿𝐷 = 𝑚 3 𝑥 (2𝑥10−4 ) 𝐿𝐷 = = −0,5042 −0.00119

6.2.12. Calculo de límite de detección para método del picnómetro sacarosa 𝐿𝐷 =

𝐿𝐷 =

3 𝑥 𝑆𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑚

3 𝑥 (2𝑥10−4 ) = 0,1622 0,0037

6.2.13. Cálculo de densidad experimental y la densidad teórica Tabla 13. Datos de densidad experimental y la densidad teórica (ajustada), de la sacarosa, determinados para los métodos del picnómetro y densímetro. % p/p 2,0 4,0 8,0 12,0

𝒈

Ρ20 (𝒄𝒎𝟑) (experimental) Picnómetro 1,1327 1,1451 1,1575 1,1759

Densímetro 1,004 1,011 1,025 1,040

𝒈

Ρ20 (𝒄𝒎𝟑) (ajustada) Picnómetro 1,1342 1,1424 1,1589 1,1755

Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

Ρ (picnómetro) = 1,1259 + 0,0041 CA Ρ (densímetro) = 0,9966 + 0,0036 CA

Subdecanato

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Densímetro 1,0038 1,0110 1,0253 1,0397

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Tabla 14. Datos de densidad experimental y la densidad teórica (ajustada), de etanol, determinados para los métodos del picnómetro y densímetro. % p/p 2,0 4,0 8,0 12,0

𝒈

Ρ20 (𝒄𝒎𝟑) (experimental) Picnómetro 1,1999 1,1964 1,1909 1,1865

Densímetro 0,994 0,991 0,986 0,982

𝒈

Ρ20 (𝒄𝒎𝟑) (ajustada) Picnómetro 1,1994 1,1967 1,1914 1,1861

Densímetro 0,9936 0,9912 0,9864 0,9816

Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

Ρ (picnómetro) = 1,2021 - 0,0013 CA Ρ (densímetro) = 0,9960 - 0,0012 CA

6.3.Gráficas

Figura Nº1: Densidad relativa vs concentración del método del picnómetro para las soluciones de sacarosa

Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

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Figura Nº2: Densidad relativa vs concentración del método del picnómetro para las soluciones de etanol

Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

Figura Nº3: Densidad relativa vs concentración del método del densímetro para las soluciones de sacarosa

Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

Subdecanato

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Figura Nº4: Densidad relativa vs concentración del método del densímetro para las soluciones de etanol

Fuente: Albornoz P; Cabrera P; Carranza G; Carrera, D; Navarrete, M

7. Discusión de Resultados 

Al determinar la densidad de sacarosa por el método del picnómetro a distintas soluciones se puede observar un cambio notable de densidad en cada uno de las mismas que al compararlo con los datos teóricos se puede notar una pequeña variación, esto debido a que dicho método presenta fuentes de errores principalmente una de ellas la temperatura que afecta de manera directa a la densidad. De igual manera errores externos como el evitar la formación de burbujas al momento de pesar ya que el cuello del picnómetro es de vidrio esmerilado y por su forma, en el llenado pueden quedar burbujas alojadas bajo el esmerilado, lo que habrá de evitarse y la precisión interviene también a la hora de tomar los datos. Al compararlo con el otro método utilizado también para determinación de sacarosa que es por medio del densímetro se obtienen datos más exactos de densidad debido a que el densímetro se encuentra en contacto con el

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líquido (sacarosa) por lo que no se ve afectado por agentes externos [4] .El modo de determinar la densidad en estos densímetros se destaca por su alta precisión y por la rapidez de obtención de los resultados de medición por lo que se llega a la conclusión que es mejor que el método del picnómetro. 

La relación inversamente proporcional que presenta el etanol tanto al usar el picnómetro como en el densímetro, a diferencia de la sacarosa se debe a la baja densidad que presenta el soluto puro, es decir que el etanol posee una masa menor por unidad de volumen en comparación al agua por esto en vez de aumentar el peso de la solución con forme aumenta la concentración de etanol esto disminuye provocando de igual manera que disminuya la densidad, sin embargo al comparar los dos métodos utilizados se puede determinar el picnómetro es el que tuvo mayor error ya

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que “El picnómetro es muy sensible a los cambios de concentración de sales en el agua, por lo que se usa para determinar la salinidad del agua, a mas que este método posee mayor sensibilidad que un densímetro” [5], ya que en el densímetro la variación entre la densidad teórica y la experimental fue casi nula. 8. Conclusiones 

9. Cuestionario 

a) Definiciones de densidad absoluta, relativa, unidades

Densidad absoluta. - Se llama densidad ρ al cociente entre la masa y el volumen que ocupa Densidad relativa. – Se llama densidad relativa a la densidad o peso del peso específico del cuerpo con la densidad o peso específico de una sustancia de referencia Unidades. - Puede ser cualquier unidad de cantidad en masa en relación con cualquier unidad de volumen, ejemplo: g/cm, 3 kg/m3, etc. [6]

b)

Principio de Arquímedes. Principales métodos experimentales para determinar la densidad.

1)Medición de la densidad de un cuerpo por el método de Arquímedes usando una balanza de dos platillos. Para este experimento, es necesario que el recipiente con agua, dentro del cual se realiza la pesada con el cuerpo sumergido (derecha), esté sostenido de modo tal que no haga contacto con los platillos de la balanza. Un modo de lograr esto es construir un banquillo que se apoye en la base de la balanza y no toque los platillos. Sobre el mismo se apoya el recipiente de agua. [7] 2)Usando un cuerpo más denso que el agua, mida en primer lugar su masa m cuerpo. Luego, se coloque en el plato de la balanza un vaso de agua donde pueda sumergir todo el cuerpo, sin producir derramamiento de agua. Tarar la Subdecanato

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balanza con el vaso con agua. Se introduce el cuerpo en el agua y determine el valor de mE.

3)Si el cuerpo es menos denso que el agua, por ejemplo madera, corcho, etc., igual se puede usar el método anterior para determinar su densidad. En este caso, sólo debe reemplazar el hilo del que suspende el cuerpo por una aguja u otra varilla rígida de modo de forzar su inmersión total y al mismo tiempo lograr que la fracción del volumen de la varilla inmersa en el agua sea despreciable frente al volumen del cuerpo en cuestión.[8]

c)

Relación entre la densidad concentración y temperatura para mezclas binarias.

Un sistema formado por la mezcla de dos líquidos totalmente miscibles, es decir, dos líquidos que se disuelven completamente entre sí, con forme varia su concentración va a presentar cambios en la densidad de la misma puesto a que varía la cantidad de masa por unidad de volumen. La temperatura ayuda a la solubilidad de un soluto y conforme varia dentro de un sistema termodinámico va cambiando las propiedades de la solución fácilmente apreciable con sus cambios de estado que hará variar las interacciones moleculares provocando que los espacios entre moléculas varíen de acuerdo al estado en el que este se encuentre, todo esto va relacionado dentro de un sistema conocido como Termodinámico en el cual se integra la entalpía y entropía.[7]

d)

Conversiones %P/P - % V/V - %P/V

Sistema NaCl-agua .[9] %p/p=(%P/v)*𝜌𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝜌 %v/v= %p/p *( 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎) 𝜌𝑆𝑂𝐿𝑈𝑇𝑂

Densidad NaCl Teórica: 2.16 g/ml

Picnómetro

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% v/v % P/V ρ (g/ml) % P/P 0 1,0211 0 0 2.00 1,0362 2.04 0.978 4.00 1,0499 4.14 2.01 8.00 1,0765 8.61 4.29 12.0 1,1032 13.2 6.74

Discusión del diseño y funcionamiento de los instrumentos: Funcionamiento y precauciones. Densímetro: El densímetro es una herramienta de medición que permite determinar la densidad relativa de un líquido. Por lo general este hecho de vidrio y consta de un tallo cilíndrico y una bombilla que contiene mercurio o perdigones de plomo que le permiten flotar en posición vertical en líquido. Se recomienda trabajar a la misma temperatura que indique el fabricante .[10] Picnómetro: Se emplean para medir densidad de un fluido. Normalmente para la determinación de la densidad de algunos productos especiales como las pinturas, se utilizan picnómetros metálicos. Si el frasco se pesa vacío, luego lleno de agua, y luego lleno del líquido problema, la densidad de éste puede calcularse sencillamente. Es importante que no queden burbujas de aire al verter el agua destilada en el picnómetro ya que esto puede influir en la toma de datos .[11]

𝑃 = 𝜌∗𝑔∗ℎ Fuerza ejercida sobre la superficie de un objeto 𝐹 =𝑃∗𝐴 Empuje 𝐹𝑏𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 = 𝐹𝑒𝑗𝑒𝑟𝑐𝑖𝑑𝑎 − 𝐹𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐹𝑏𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 = 𝜌𝑙𝑖𝑞 ∗ 𝑔 ∗ (ℎ2 − ℎ1 ) ∗ 𝐴 𝐹𝑏𝑒𝑚𝑝𝑢𝑗𝑒 = 𝜌𝑙𝑖𝑞 ∗ 𝑔 ∗ 𝑉𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜 𝑠𝑢𝑚𝑒𝑟𝑔𝑖𝑑𝑜

e)

Principio en que se basan las determinaciones experimentales de la densidad con los hidrómetros y con la balanza hidrostática. Hidrómetro: En el principio hidrostático de Arquímedes el cual indica que un cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual a la masa del líquido desalojado. A menor densidad de la sustancia, el hidrómetro se hundirá más. [12] Balanza Hidrostática: Se basa en el principio para la determinación de densidades de sólidos y líquidos. [11] f)

g)

Ecuaciones que definen el empuje de los líquidos sobre cuerpos sumergidos

Presión de un fluido [9] Subdecanato

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Clasificación de los hidrómetros o aerómetros Los hidrómetros se clasifican por:  Volumen constante, densidad de líquidos y sólidos (Hidrómetro Nicholson)  Masa constante, densidad del líquido (Diferentes escalas) [13] h)

Relación entre densidad específica y la concentración para mezclas binarias. El comportamiento de una solución se encuentra relacionado con la mezcla binaria la cual se está analizando, como en el caso de agua-etanol donde existe una relación inversamente proporcional ya que al aumentar la concentración del etanol en la solución a una temperatura determinada es decir 20ºC la densidad ira disminuyendo. [7] i)

Ecuaciones para calcular la densidad especifica según la balanza hidrostática 𝑚 𝛿= 𝑉 𝑀∗𝑔 𝛿= 𝑉∗𝑔 𝑀 𝛿= 𝐸 Masa del cuerpo, M Empuje que experimenta, E Peso del cuerpo, M∗g Empuje= Peso del volumen de agua desalojada por el cuerpo sumergido, siendo la densidad del agua 1 g/ml. [9] 10. Bibliografía

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[9] Skoog, D. A., James Holler, F., & Nieman, T. A. (2001). Douglas A. Skoog & F. James Holler & Timothy A. Nieman - Principios de análisis instrumental (5ed, McGrawHill).pdf. [10] Hernández, A. (2017). Densimetría. Recuperado el 05 de noviembre del 2019 de la página: https://www.tplaboratorioquimico.com/laborato rio-quimico/materiales-e-instrumentos-de-unlaboratorio-quimico/densimetro.html [11] Correa, M. R. V. G. L. (2015). Manual de prácticas química general. UNIVERSIDAD DE MEDELLIN. [12] Chang, R. (2011). Fundamentos de química. McGraw Hill. [13] García, S. (2010). Hidrómetros. Recuperado el 04 de noviembre del 2019 de la pagina: http://www.cenam.mx/myd/SIM/05%20Hydro meters%20Clasification%20part%201_Sa%C3 %BAl%20Garc%C3%ADa.pdf

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