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Leonardo Fernandes

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Determinação de Constantes Físicas (Densidade relativa)

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Resumo do trabalho

Trabalho/Relatório sobre a Determinação de Constantes Físicas (Densidade relativa), realizado para a disciplina de Física e Química (10º ano).


Sumário

No dia 29 de novembro de 2012 (quinta feira), na aula de Física e Química A, realizámos uma atividade experimental cujo objetivo consistiu em determinar a densidade relativa de um material sólido e insolúvel (chumbo comercial), usando um picnómetro de sólidos. Nesta atividade, a substância em causa foi o chumbo (comercial) e a substância tomada como referência foi a água destilada, a 17,1ºC. A densidade obtida foi, tal como o esperado, mais baixa que a densidade relativa do chumbo puro (11.4 g/ml, enquanto que o valor obtido foi de 8.98 g/ml).

Objetivos

  • Determinar, com base num picnómetro de sólidos, a densidade relativa do chumbo.
  • Comprovar a sua pureza.
  • Aprender a trabalhar no laboratório e manusear os materiais.

Introdução teórica

A densidade é uma propriedade física que é determinada através de outras duas grandezas, a massa e o volume. É obtida através da seguinte expressão: densidade = massa ÷ volume.

A massa é uma propriedade física de todos materiais, que consiste na quantidade de matéria que o material contém. No Sistema Internacional, a medida padrão é o quilograma (Kg), uma grandeza fundamental.

O volume também é uma propriedade física de todos os materiais, que se resume ao espaço ocupado pelo material em questão. A unidade padrão é o metro cúbico (m3), uma grandeza derivada.

Assim quando se calcula a densidade a unidade padrão é o Kg/m3.

A densidade relativa é uma propriedade física intensiva, ou seja, não depende da quantidade da substância em causa e é adimensional. É obtida através da razão entre a densidade da substância em questão e outra, tomada por referência. Normalmente, a substância tomada como referência para sólidos e líquidos é a água destilada a 4ºC. Esta propriedade permite-nos distinguir substâncias puras de misturas, se conhecermos o valor usado na tabela periódica.

Planeamento

Material utilizado

  • Chumbo comercial no estado sólido.
  • Picnómetro de sólidos com capacidade de 50 ml.
  • Balança de precisão (± 0.001 g).
  • Garrafa de esguicho com água desionizada.
  • Vidro de relógio.
  • Papel absorvente.

Execução

  • Mediu-se a massa, m, da amostra sólida. Registou-se o valor da tabela.
  • Encheu-se o picnómetro com água desionizada, até ao traço de referência, evitando a formação de bolhas de água.
  • Mediu-se a massa, M, do picnómetro cheio de água com o sólido ao lado. Registou-se o valor na tabela.
  • Introduziu-se a amostra sólida dentro do picnómetro e retirou-se a água em excesso, com o papel absorvente. Limpou-se o picnómetro.
  • Mediu-se a massa, M ´, do picnómetro, com água e sólido.
  • Calculou-se a massa, m ´, da massa da água deslocada pelo sólido.
  • Mediu-se a temperatura da água

Resultados Obtidos/Cálculos necessários

m massa da amostra sólida (chumbo) = (2,487±0,001) g

Massa média: 2,487 g

1º leitura: 2,486 g   |di| = 0,001 g

2ª leitura: 2,487 g   |di| = 0,000 g                            dim = 0,001 g

3ª leitura: 2,488 g   |di| = 0.001 g

M massa (picnómetro + água) e chumbo = (84,687 ± 0,009) g

Massa média: 84,687 g

1º leitura: 84,700 g   |di| = 0,013 g

2ª leitura: 84,680 g   |di| = 0,007 g                          dim = 0,009 g

3ª leitura: 84,680 g   |di| = 0.007 g

M ’ massa (picnómetro + água + chumbo) = (84,410 ± 0,001) g

Massa média: 84,410 g

1º leitura: 84,411 g   |di| = 0,001 g

2ª leitura: 84,409 g   |di| = 0,001 g                          dim = 0,001 g

3ª leitura: 84,410 g   |di| = 0,000 g

m’(massa da água deslocada) = M – M’=

= 84,687 – 84,410 = 0,277 g

dpb (chumbo) =  =  =

O resultado final que obtivemos para a densidade relativa do chumbo em relação à água a 17,1 ºC foi 8,98.

Análise/Conclusão

Foram cumpridos os objetivos inicialmente propostos por esta atividade. O valor obtido foi, como esperado, inferior ao valor da tabela periódica, isto porque o chumbo utilizado era uma mistura de chumbo e uma liga metálica de ferro, ou seja, não era chumbo puro.

É de observar que os resultados obtidos foram condicionados por erros fortuitos, apesar do esforço para os atenuar. Neste caso foi a presença de bolhas de ar na água desionizada colocada no picnómetro.

Deve-se referir ainda que o resultado final, comparando com a tabela periódica, variou um pouco, devido à temperatura da água. Esta, estava a uma temperatura de 17,1 ºC, e a sua densidade seria aproximadamente 999,1 Kg/m3, contrastando, a densidade da água a 4ºC (valor normalmente tomado como referência) é de aproximadamente 999,9 Kg/m3.

Esta experiência não foi difícil de realizar porque a professora ajudou ao seu desenvolvimento.

Bibliografia

-SIMÕES, Teresa; QUEIRÓS, Maria e SIMÕES, Maria; 2010, Química em contexto, Porto Editora, Porto

-http://www.slideshare.net/joanacordeiro18/relatrio-de-fq-a, consultado em 03/12/2012

Autores:

-Leonardo Fernandes 10ºC Nº17 -Ruben Gaspar 10ºC Nº26 -Rui Bento 10ºC Nº27



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