8/6/0 Densidad de sólidos y tratamiento estadístico de los datos experimentales Ileana Nieves Martínez QUIM 00 Obetivos Determinar la densidad de algunos sólidos usando diferentes métodos para: discernir cuál es el método más exacto para medir la densidad de los sólidos. analizar estadísticamente los resultados experimentales. identificar un sólido desconocido. Aprender el uso de las balanzas y el termómetro. Marco teórico Propiedad física Se puede medir y observar sin que la sustancia cambie su identidad o composición. Eemplos: densidad punto de fusión y de ebullición dureza maleabilidad
8/6/0 Cambios físicos Cambio de estado: Modifica las propiedades físicas de la muestra La composición permanece inalterada. Eemplo: agua sólida (hielo), Agua líquida apor de agua 5 Propiedades extensivas e intensivas Extensivas dependen de la cantidad de muestra examinada o directamente proporcionales a la cantidad de materia. Eemplo: volumen Masa Intensivas no dependen de la cantidad de material examinado o sea son las mismas para una muestra pequeña o para una muestra grande. Eemplo: Color punto de fusión densidad Ambas tipos de propiedades se pueden usar para identificar y distinguir entre sustancias diferentes 6 d Densidad masa olumen Gas Líquido Densidad Propiedad física intensiva Es una propiedad general de todas las sustancias. Su valor: es específico para cada sustancia y permite identificarla o diferenciarla de otras. depende de la temperatura y de la presión. Sólido Se define como la masa (m) de una sustancia presente en la unidad de volumen (): d = = masa / olumen = m / Unidades: líquidos y sólidos en g/ml o g/cm gases en g/l. 8
8/6/0 Masa & olumen Extensivas Se relacionan entre sí Medidas de masa y volumen de varias muestra de acero Masa, gramos 9 olumen, cm Densidad = m/, g/cm 0. 8..8 8. 0.8 8. 50 6.0 8. 00.9 8. 50 7.9 8. Intensiva Son independientes extensiva Intensiva Mass, g 60 0 0 00 80 60 0 0 0 extensiva Masa de olume acerovs. Mass volumen of Brass y = 8.5x 0.0.0.0 6.0 8.0 0.0.0.0 6.0 8.0 olume, cm olumen, cm m Gravedad específica Es la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua, medida esta última a C. Eemplo: d mercurio = d Hg = Hg =.6 g/ml d agua = d HO = HO =.00 g/ml. La gravedad específica del mercurio será: d g Hg Hg.6 ml.6 d.00 0 HO HO g ml La gravedad específica no tiene unidades, sirve para denotar cuántas veces es mas pesada o más densa una sustancia con respecto al agua. Métodos para determinar Densidad Principio de Archimedes determina el volumen de un sólido por el de agua. Método geométrico r h h r axbxc a Sólido regular b c Esfera Usos de la fórmula de densidad m x m m Cilindro r
8/6/0 Cálculo de Densidad Determine la densidad de una muestra de 00.0 g de acero que desplaza el volumen de agua de 5.0 ml hasta 6.9 ml? Dado: masa = 00 g vol despl: 5.0 6.9 ml d, g/cm m, d Materiales y equipo Balanzas: Analítica Cent-o-gram Sólidos Solución: = 6.9 5.0 =.9 ml =.9 cm d = 8.0 g/cm = 8.0 g/cm Probeta Regla graduada Calibrador o ernier Procedimiento Densidad por método geométrico Pesar el sólido en balanza analitica (w s ) Medir sus dimensiones forma geomética regular): = a x b x c donde a, b, c corresponden a las dimensiones. Cilíndrico = r h r el radio y h la altura Esfera = / r. r h Utilizar el ernier para tomar los datos de las dimensiones de cada sólido. Con los datos obtenidos se puede calcular la densidad b c a x b x c a Sólido regular r Cilindro h Esfera r 5 6
8/6/0 Tabla : Datos para determinar por el método geométrico Dimensiones Sólido peso cilindro sólido regular olumen Densidad ** w s (g)* r(cm) h (cm) a (cm) b (cm) c (cm) (cm ) ± (g) ± (cm) ± (cm) ± (cm) ± (cm) ± (cm).... Densidad sólido () = * peso en balanza analítica 7 ** moneda Densidad por método de Pesar el sólido en balanza Cent O Gram. Llenar una probeta con agua hasta la mitad de su capacidad con un volumen exacto y conocido ( o ). Sumergir el sólido completamente con cuidado en la probeta. Leer cuidadosamente el volumen final ( f ). El volumen del sólido corresponde a la diferencia: = = f - o 8 Tabla : Datos para determinar por el método de (probeta) Sólido w s (g)* ± (g) **. { o ± } (cm ) { f ± } (cm ) s ={ ± } (cm ) Densidad Cálculos, Análisis Estadístico y Resultados... Densidad sólido () = * peso en balanza Cent-O-Gram 9 ** moneda 0 5
8/6/0 Tabla X: Fórmulas para los cálculos para análisis estadístico Tabla : y análisis estadístico del sólido (método geométrico) Desviación Cuadrado de la desviación Estudiante literatura geométrico Desviación Cuadrado de la desviación i i i i n i N i Etc. n N sestándard s n N geométrico sestándard Tabla : y análisis estadístico del sólido por Estudiante Etc. literatura Desviación sestándard Cuadrado de la desviación Tabla 5: del sólido obtenida por los diferentes métodos Desviación Determinación geométrico geométrico geométrico geométrico geométrico literatura s estándard 6
8/6/0 Discusión y Conclusiones Preguntas guías Comparar los resultados obtenidos en cada método con el valor de la densidad reportada. Cuál de los métodos utilizados dio resultados más exactos? JUSTIFIQUE Establecer CLARAMENTE las posibles causas de los errores y cómo éstos influyen para que un método sea más recomendable que otro. Si el volumen () desplazado por el sólido en la probeta es muy pequeño, recomendaría este método para medir la densidad del sólido? Se afecta apreciablemente la densidad de un sólido si se modifica la presión atmosférica? La temperatura? 5 6 7 7