UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana de América)

Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

E.A.P Ingeniería Eléctrica

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS. USO DE LA

BALANZA

EXPERIENCIA Nª1

PROFESOR : ING. BENIGNO HILARIO ROMERO

ALUMNOS :

-Ramirez Vidal Omar Miguel 15190065

-Diaz Zavala Cesar Nilton 15190219

FECHA DE ENTREGA: 19/04/16 Lima - Perú

OBJETIVOS

Estudiar la propiedad denominada Densidad. Observar en forma cualitativa las propiedades físicas de algunos

elementos Aprender a manipular instrumentos básicos de un laboratorio como por

ejemplo pipetas, probetas, balanzas, densímetros, etc.

DETALLES EXPERIMENTALES

A continuación se explicarán los pasos a seguir para realizar satisfactoriamente el experimento, partiendo desde la calibración de la balanza, medición de volúmenes hasta finalizar con la obtención de las densidades respectivas.

Equipos y materiales:

I. 1 Balanza electrónica con sensibilidad de ±0,01 gII. 1 Probeta graduada de 50 ml

III. 1 Pipeta cilíndrica de 10 mlIV. 1 Vaso de precipitado de 100 Ml

Calibración de la balanza:

Para calibrar una balanza electrónica se inicia con el encendido del mismo y esperar hasta que el marcador indique cero; luego de ello colocar la muestra a pesar sobre la balanza y aguardar hasta que te dé el peso fijo.

Muestras a utilizarse:

En este paso observe que las muestras se encuentren secas y libres de partículas o materiales que alteren el peso real.

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DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LOS LIQUIDOS:

Secuencia:

Pesar la probeta graduada (W 1). Con la pipeta medir un volumen de 10 ml de agua destilada y llevar a la

probeta. Pesar la probeta. graduada (W 2). Peso del líquido (W liq 1=W 2−W 1). Determinación de la densidad experimental del líquido.

o ρexp 1=W liq1

V 1=10ml

Adicionar 10 ml más a la probeta anterior (V 2=20ml). Pesar (6)… (W 3). Peso del líquido (W liq 2=W 3−W 1). Determinación de la densidad experimental del líquido.

o ρexp2=W liq2

V 2=20ml

Seguir la misma secuencia hasta completar un volumen de 50 ml. Determinación de la densidad experimental promedio.

o (ρ exp )p=ρexp 1+ ρexp 2+ ρexp3+ ρexp4+ρexp5

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Determinación de la densidad teórica del líquido. Se efectúa utilizando el densímetro (ρt)liq.

Determinar el porcentaje del error relativo.

o %er=(V exp−V t ) x100 %

V t

V exp= Valor Experimental

V t= Valor Teórico

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DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE SOLIDOS METÁLICOS:

llenar la probeta de agua (35-40)ml Pesar una muestra del solido metálico (W 1). Sumergir el sólido metálico en (1) y observar la variación del volumen

(V). Determinación de la densidad experimental del solido metálico.

o (ρ¿¿exp)s=W 1

V¿

Adicionar una muestra adicional a (3) previamente pesado (W 2). Observar la variación del volumen (V ¿¿2).¿ Determinación de la densidad del solido metálico.

(ρ¿¿exp 2)s=W 1+W 2

V 2¿

Determinación de la densidad promedio del solido metálico.

o (ρ exp )p=( ρexp1)s+(ρ¿¿exp2)s

2¿

Determinación de la densidad teórica del solido metálico. Esto se halla en las tablas o libros.

o NOTA: El %Er se determina de manera similar al delos líquidos.

CÁLCULOS Y TABLAS DE RESULTADOS

TABLA#1: Tabla de datos para la relación M(g) / V(ml) para líquidos

Muestra

Vol (ml) del líquido

Masa (g) de la

probeta

Masa (g) probeta + líquido

Masa (g) líquido

Relación g/ml (ρ)

H2O V1=10,00 ml W p =97.8 g W1=107.7g

W1=9,90 g

ρ1=0.99 g/ml

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V2=20,00 ml W p =97.8g W2=116.3 g

W2=18.5 g

ρ2=0,92 g/ml

V3=30,00 ml W p =97.8 g W3=126.3g

W3=28.5g ρ3=0,95 g/ml

V4=40,00 ml W p =97.8 g W4=135.9 g

W4=38,10 g

ρ4=0,95 g/ml

V5=50,00 ml W p =97.8 g W5=145.6g

W5=47.8 g

ρ5=0,95 g/ml

Tabla de densidades y error porcentual

Muestra Densidad ρteórica Porcentaje de error

H2O 0,95 g/ml 1,002 g/ml 5.19 % Defecto

C2H5OH 0,8270 g/ml 0,85 g/ml 2,705 % Defecto

CÁLCULO PARA LÍQUIDOS:

Para calcular la densidad de los líquidos procederemos a usar la siguiente

fórmula:

Hallando ρ1del H2O:

De la misma manera hallamos las otras

densidades restantes.

5

ρ=W líquido

V líquido

ρ1=W1

V 1=9 . 90g

10mL=0.99 g

mL

Luego:

Promedio de densidad experimental del H2O:

ρe=ρ1+ρ2+ρ3+ρ4+ ρ5

5=0 ,99+0 ,92+0 ,95+0 ,95+0 ,95

5=0,95 g/mL

Porcentaje de Error del H2O:

%Error=V t−V eV t

×100=1,002−0,951,002

×100=0,05191,002

×100=5.19 %

TABLA#2: Tabla de datos para la relaciónM(g) / V(ml) para sólidos

Muestra Vol (ml) del H2O

Masa (g) del Sólido

Vol (ml) del solido+ H2O

Vol (ml) del sólido

Relación g/ml (ρ)

Al V1=70,00 ml W1=56,14 g V1= 91,34ml V1=21,34ml ρ1=2,63 g/ml

V2=70,00 ml W2=50,83 g V2= 89,25 ml V2=19.25ml ρ2=2.64g/ml

Br V1=50.00ml W1=19,64 g V1= 69,43 ml V1=19,43 ml ρ1= 1,01g/ml

V2=50,00 ml W2=18,46 g V2= 68.40 ml V2=18.40 ml ρ2= 1.00 g/ml

Tabla de densidades y error porcentual

Muestra Densidad ρteórica Porcentaje

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de error

Al 2,63g/ml 2,7 g/ml 0,02 % Defecto

Br 1,00g/ml 0.95 g/ml -0,05 % Exceso

CÁLCULO PARA SÓLIDOS:

Para calcular la densidad de los sólidos procederemos a usar la siguiente

fórmula:

Hallando ρ1 del Al:

De la misma manera hallamos las otras

densidades restantes.

Luego:

Promedio de densidad experimental del Al:

ρe=ρ1+ρ2

2=2,63+2,64

2=2,63 g/mL

Porcentaje de error:

%Error=ρt−ρeρt

×100=2,70−2,632,70

×100=0,072,70

×100=2,59%

CONCLUSIONES

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ρ=W sólido

V solido

ρ1=W 1

V 1=56 ,14 g

21 ,34mL=2 ,63g

mL

Las condiciones ambientales presentes al momento de realizar un experimento, pueden llegar a alterar los resultados finales.

La densidad de cada muestra es diferente a otra debido a que la masa y el volumen presente en cada una difiere de la otra.

La mayoría de soluciones acuosas presentan una mayor densidad a la del agua, como en el caso de CuSO4; esto ocurre mientras que en algunos compuestos orgánicos como el caso de C2H5OH, pasa lo contrario.

La densidad de un sólido es mucho mayor a la de un líquido ya que, en el primero los átomos se encuentran con una mayor fuerza de cohesión que en el segundo.

Los valores de densidad obtenidos en diferentes experimentos, muestran valores similares ya que la relación entre masa y volumen es constante.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/concepto-de-densidad/

Raymond Chang “Química General”, Editorial Mc Graw Hill Séptima edición, Capítulo 1, páginas 13 – 15.

Brown Teodoro “Química la ciencia central” Editorial Prentice Hall, Capítulo 1, páginas: 22-23.

Sesse William “Química”, Editorial Pearson Educación, Octava edición, Capítulo 2, páginas: 26 – 31.

http://www.quimigen.com/foros/files/cubos_p79 cbj_.jpg

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PRINCIPALES PARTES DE LA BALANZA ELECTRICA DIGITAL

DESARROLLO DEL CUESTIONARIO

1. Mediante un esquema de la balanza utilizada, indique las partes más

importantes y la sensibilidad.

Sensibilidad: ±0,01

SUMINISTRO ENERGÉTICO: En lo que respecta a la energía, el suministro energético que va a recibir será de 240 V. Esto se produce mediante un mediador que es el adaptador de red de dicho envío de energía. Sin embargo, también es posible alimentar la balanza digital mediante el uso de baterías.

PLATO: Su función es la del pesado, que además es extraíble, con lo cual la limpieza del aparato en su totalidad podrá ser ejecutada sin demasiadas dificultades.

PIES REGULABLES: Cumplen la función, justamente, de mantener nivelada la balanza

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2. Elabore una lista de acciones incorrectas en el uso de la balanza que

ocasionen causas de error en la pesada.

No haber verificado que la balanza esté marcando 0,00g para

iniciar la pesada.

Pesar el sólido cuando éste se encuentre mojado, ya que puede

variar el peso.

Usar los instrumentos del laboratorio sin haber sido lavados

previamente.

Pesar la muestra sólida en un ambiente donde existe corrientes

de aire.

Colocar la balanza en lugares de alta temperatura.

Pesar objetos muy calientes y en algunos casos muy fríos,

Colocar la muestra con un envase de peso significativo en la

balanza.

3. Establezca la diferencia que hay entre precisión, exactitud y sensibilidad

dando un ejemplo en cada caso.

Precisión Exactitud Sensibilidad

Es la concordancia de los resultados producto de la medición.

Es cuando en una sola medición se consigue un valor próximo al valor real o teórico.

Es la cantidad mínima de materia que puede registrar la balanza.

TECLADO: Gracias a éste lo que se puede hacer es seleccionar diferentes unidades de pesado según lo que se esté queriendo medir o el medio en el que se esté utilizando la balanza digital

PANTALLA DEL MEDIDOR: Posee una iluminación que se produce de manera inmediata y transmite el resultado del pesaje que se ha efectuado digitalmente.

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Ejemplo: La masa promedio de una muestra es 10.24 pero tres personas al hacer una medición obtuvieron respectivamente: 10,23; 10,30 y10,19 entonces la segunda persona fue más precisa.

Ejemplo: La masa real de una muestra es 5.328g pero al hacer la medición con una balanza se obtiene 5.320g

Ejemplo: Cada balanza sea digital o no tiene un rango de sensibilidad, así es el caso de la balanza digital que registra una sensibilidad de ±0.01g

4. En las gráficas obtenidas para sólidos, y por interpolación encuentre el

volumen de 10 g de cada muestra, compare con el valor teórico y

determine el % de error en cada caso.

5. Calcular es la densidad experimental y el % de error de una pieza de oro

cuya masa es 200 g que sumergida en una probeta aumenta el nivel de

H2O en 10.5 ml.

Datos:ρt=19,3 g/mL

mAu=200

V Au=10.5ml

a) Densidad Experimental.

ρ=mV

= 200g10.5ml

=19,05 g/ml

b) % de error

%Error=V t−V eV t

×100=19,3−19.519,3

×100=−1,04 %

6. ¿Cuántos g de Pb hay en el mismo volumen que ocupan 50 g de Au?

Datos:

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V Pb=V Au

ρPb=11,3 g/mL

ρAu=19,3 g/mL

mAu=50 g

a) V Au

ρ=mV→V=m

ρ= 50 g

19,3g /mL=2,59mL

b) mPb

ρ=mV→m=ρ×V=11,3 g/mL×2,59mL=29,27g

ANEXO

La densidad de los materiales se utiliza en ingeniería para determinar la masa de un determinado volumen de materia.

Para hacer exploración geofísica con métodos gravimétricos. Gracias a la diferencia de densidades que hacen variar el campo gravitatorio terrestre a nivel local podemos encontrar yacimientos de minerales, agua en el subsuelo, o incluso hacer estudios de suelo para saber si es posible construir en determinados lugares.

Para calcular el poder de agitación necesario del motor, que lleva el contenedor donde se va a procesar la materia prima.

Para separar materias primas que por equivocación o accidente, o como parte de un proceso industrial, se han mezclado.

En el caso de los gases la densidad es muy dependiente de la temperatura del gas, de manera que si a una determinada temperatura la densidad es inferior a la del aire, sabremos que este gas

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se elevará, lo que tiene una aplicación directa en el diseño de globos meteorológicos y aerostáticos.

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