DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO Autor: M. C. Q. Alfredo Velásquez Márquez Adaptado por: Ing. Jacquelyn Martínez Alavez

Objetivos de la práctica El alumno: 1. Preparará una disolución utilizando el material de vidrio adecuado. 2. Determinará la densidad de la disolución preparada. 3. Determinará la media, la desviación estándar y la incertidumbre de la densidad medida.

Densidad La densidad es una propiedad intensiva de la materia, es decir, no depende de la cantidad de sustancia; no obstante, sí depende de la temperatura. La densidad de una sustancia se define como el cociente de su masa por cada unidad de volumen; por lo tanto, si conocemos la masa y el volumen de una sustancia (sólida, líquida o gaseosa), se puede determinar su densidad a través de la expresión: donde: r es la densidad, m la masa y V el volumen de la sustancia considerada.

Densidad En la industria, el control de calidad de los productos finales incluye muchas pruebas para su análisis químico y físico; generalmente, la determinación de la densidad forma parte del esquema de pruebas que se realizan. Por ello, es necesario saber como determinarla, independientemente de la fase en la que se encuentra el producto.

Densidad de los sólidos Para conocer la densidad de los sólidos, inicialmente se determina la masa de una muestra; posteriormente, a esa misma muestra, se le determina su volumen. Si se trata de un sólido regular, como una esfera, un cubo, etc., el volumen se determina midiendo su radio, sus aristas o sus ángulos, y empleando posteriormente las fórmulas de geometría de cuerpos sólidos; sin embargo, si se trata de un sólido irregular, éste se sumerge generalmente en un líquido para determinar el volumen de agua desplazado.

Densidad de los sólidos

Densidad de los sólidos

Densidad de los gases Para conocer la densidad de los gases, es necesario determinar la presión y la temperatura a la cual se encuentra el gas; además, es necesario conocer de qué gas se trata para saber cuál es su masa molecular (MM); teniendo estos datos, se puede aplicar la fórmula siguiente: donde: r es la densidad, P es la presión a la que se encuentra el gas, MM la masa molecular del gas, R es la constante de los gases ideales y T es la temperatura a la que se encuentra el gas.

Densidad de los gases

Densidad de los líquidos Para conocer la densidad de líquidos, es necesario determinar el volumen que ocupan y su masa. El volumen se determina con el material adecuado (probeta, pipeta, etc.) y la masa se determina empleando una balanza adecuada. El picnómetro es un instrumento sencillo utilizado para determinar la densidad de líquidos con mayor precisión. Es importante mencionar que los picnómetros deben de estar calibrados. La mayoría de ellos tienen un termómetro para el registro de la temperatura.

Densidad de los líquidos http://pinzuar.net/elementos_generales.htm

Densidad de los líquidos

Densidad de los líquidos

Densidad de los líquidos

Desviación estándar La desviación estándar (o desviación típica). • Es una medida (cuadrática) de lo que se apartan los datos de su media, y por tanto, se mide en las mismas unidades que la variable. • Es una medida de dispersión que nos dice cuánto tienden a alejarse los valores puntuales del promedio en una distribución. De hecho específicamente las desviación estándar es "el promedio de lejanía de los puntajes respecto del promedio”. • Es una medida de cuánto se desvían los datos de su media. Esta medida es más estable que el recorrido y toma en consideración el valor de cada dato.

𝑠 2 = 𝑖=1 𝑛 𝑥 𝑖 − 𝑥 2 𝑛 Desviación estándar • La desviación estándar es una medida del grado de dispersión de los datos del valor promedio. Dicho de otra manera, la desviación estándar es simplemente el "promedio" o variación esperada con respecto de la media aritmética. Una desviación estándar grande indica que los puntos están lejos de la media, y una desviación pequeña indica que los datos están agrupados cerca de la media 𝑠 2 = 𝑖=1 𝑛 𝑥 𝑖 − 𝑥 2 𝑛

MATERIAL Y EQUIPO: f) 1 balanza granataria a) Un vaso de precipitado de 100 [ml] f) 1 balanza granataria g) 1 picnómetro b) Un matraz volumétrico de 100 [ml] h) 1 agitador de vidrio c) Un matraz volumétrico de 50 [ml] i) 1 espátula d) Una pipeta volumétrica de 5 [ml] j) 1 piseta e) Una perilla de seguridad o propipeta REACTIVOS: Colorante vegetal

DESARROLLO: ACTIVIDAD 1 El profesor verificará que los alumnos posean los conocimientos teóricos necesarios para la realización de la práctica y dará las recomendaciones necesarias para el manejo del material.

Preparación de la disolución ACTIVIDAD 2. Preparación de la disolución 1.- Mida con ayuda de la balanza 0.1 [g] de colorante vegetal y transfiéralo a un vaso de precipitados de 100 [ml], agregue una pequeña cantidad de agua para disolver. Agregar un poco de agua 0.1 [g] de colorante vegetal

Llenar hasta la marca de aforo con agua. 2.- Vierta el contenido del vaso de precipitados a un matraz volumétrico de 100 [ml], y lleve hasta la marca de aforo del agua. Llenar hasta la marca de aforo con agua.

Lleve al volumen final con agua 3.- De la disolución anterior tome una alícuota de 5[ml] con la pipeta volumétrica y transfiérala a un matraz volumétrico de 50 [ml], llevando a volumen final con agua. Tomar 5 [ml] con la pipeta y transferirla a un matraz volumétrico de 50 [ml] Lleve al volumen final con agua

Determinación de la densidad de la disolución: ACTIVIDAD 3 Determinación de la densidad de la disolución: 1.-Anote el valor del volumen que está registrado en la pared del picnómetro. 2.- Calibre la balanza mediante el tornillo especial que posee el instrumento.

3. Posteriormente mida la masa del picnómetro vacío; verifique que se encuentre totalmente seco y limpio.

4. - Llénelo completamente con la segunda disolución y tápelo 4.- Llénelo completamente con la segunda disolución y tápelo. Al colocar el tapón parte del líquido se derramará, por lo tanto deberá secar perfectamente el recipiente y el tapón. 5.- Mida la masa del picnómetro lleno con la segunda disolución.

Densidad de los líquidos Pesar picnómetro mpic Adicionar líquido Colocar termómetro Colocar tapón, Secar y Pesar m1

Densidad de los líquidos Adicionar líquido Colocar termómetro Colocar tapón, Secar y Pesar m2

Densidad de los líquidos Sustancia mpic Vliq m1 m2 m3 m4 m5 mprom mliq r liq

Características estáticas 6.- Registre los datos obtenidos en la tabla siguiente: Instrumento Rango Resolución Legibilidad Balanza granataria Termómetro Pipeta volumétrica Vaso de pp. Matraz aforado

Presentación revisada por: Q. Adriana Ramírez González Q. Antonia del Carmen Pérez León Ing. Ayesha Sagrario Román García M. A. Claudia Elisa Sánchez Navarro I. Q. Hermelinda Concepción Sánchez Tlaxqueño Ing. Jacquelyn Martínez Alavez I. Q. Luis Javier Acosta Bernal Dr. Ramiro Maravilla Galván Dr. Rogelio Soto Ayala Profesores de la Facultad de Ingeniería, UNAM