uso de la balanza

Laboratorio N 2 INFORME

Laboratorio N2 INFORMEUNMSM

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

E.A.P. INGENIERIA TEXTIL Y CONFECCIONESI N F O R M E D E L L A B O R A T O R I O D E Q U M I C A

G E N E R A L

Laboratorio N 2: Determinacin de la densidad de slidos y lquidos Uso de la balanza

Horario: 8:00 10:00 h

Grupo: 1

Integrantes :

ALVA CARBAJAL Christopher 11170094

CCERES MARTNEZ Anthony 11170061

OTINIANO ROJAS Alexander Martin 11170195

SNCHEZ LUYO Jonathan Alexi 11170207VILCA CARHUAPUMA Pedro 11170213

Profesora : Ing. Ana Medina Escudero

Fecha de realizacin: 21/05/11Fecha de entrega :28/05/11OBSERVACIONES

1. Falta completar las conclusiones con respecto a la densidad de solidos.

2. Falta completar el cuestionario

3. Insisto en que deben de presentar sus resultados de erros en tablas, solo la parte de clculos expresar como texto, pero los resultados resumidos en cuadro y/o tabla.

4. La bibliografa mal expresada y no teien las paginas de consulta

Nota = 12

INDICE

INTRODUCCIN. [3]OBJETIVOS[4]

LA DENSIDAD Y EL USO DE LA BALANZA.[5]

MATERIALES Y REACTIVOS..[6]RESULTADOS DENSIDAD LQUIDOS..[7]Determinacin de la densidad del agua..[7]

Determinacin de la densidad de la solucin de NaCl.[9]

RESULTADOS DENSIDAD SLIDOS.[11]

Determinacin de la densidad del Aluminio..[11]

Determinacin de la densidad del Plomo[12]RECOMENDACIONES.[14]

BIBLIOGRAFIA..[15]SOLUCIN DEL CUESTIONARIO.[16]

BIBLIOGRAFA..[16]1. INTRODUCCIN

Al momento de manipular cualquier tipo de materia, sean slidos o lquidos, no nos damos cuenta espontneamente los diversos fenmenos que ocurren con respecto a la masa y al volumen que ocupan. Estos fenmenos se explican de una forma concreta y emprica con la densidad.

Podramos citar una experiencia que ocurri en la antigua Grecia aproximadamente en el ao 250 a.C., cuando un matemtico llamado Arqumedes recibi la tarea de averiguar si un artesano haba defraudado al rey de su pueblo cuando cambi una medida de oro en la corona del rey por una de plata.Arqumedes reflexion sobre el problema cuando se relajaba en su baera.

Se preguntaba por qu al ingresar a la baera, el agua se derramaba por los extremos.

Al hacer clculos descubri que la cantidad de agua derramada era igual en volumen al espacio que ocupaba su cuerpo. De repente descubri el mtodo para diferenciar una corona hecha de una aleacin de una corona de oro puro, ya que la medida de la plata ocupaba ms espacio que el equivalente de la medida de oro.

Arqumedes puso la corona del artesano y una corona de oro puro en dos tubos idnticos con agua que estaban a su vez en dos recipientes con marcas de medida. Encontr que se derramaba ms cantidad de agua en el tubo donde estaba la corona del artesano. Resultaba que el artesano haba estado defraudando al rey.La leyenda cuenta que Arqumedes estaba tan entusiasmado por su descubrimiento que sali corriendo de su baerasin percatarse que iba sin ropa gritando la famosa frase Eureka, Eureka!, que significa lo encontr.

Arqumedes haba usado el concepto de densidad para exponer este fraude. La densidad es una propiedad fsica de la materia que describe el grado de compacidad de una substancia. La densidad describe cun unidos estn los tomos de un elemento o las molculas de un compuesto. Mientras ms unidas estn las partculas individuales de una substancia, ms densa es la substancia. Puesto que las diferentes substancias tienen densidades diferentes, las medidas de la densidad son una va til para identificarlas.2. OBJETIVOS

Resolver de una manera experimental los problemas que aquejan a los estudiantes en relacin a la densidad.

Determinar experimentalmente la densidad de slidos, lquidos y soluciones.

Adquirir experiencia en la estimacin de las dimensiones, volmenes y pesos.

Conocer y adquirir experiencia en el uso de los diferentes tipos de balanzas, estableciendo sus caractersticas, diferencias y posibilidades.

3. LA DENSIDAD Y EL USO DE LA BALANZA

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relacin entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva.Donde: es la densidad, m es la masa y V es el volumen del determinado cuerpo.

Tambin podemos referir el famoso principio de Arqumedes:

Donde: f es la densidad del fluido, ges la aceleracin de la gravedad y V es el volumen del cuerpo sumergidoSu principio se enuncia de la siguiente forma:

Todo cuerpo sumergido en un lquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del lquido desalojado.

La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtencin indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, y entre los diversos tipos de balanza tenemos:

Balanzas que pesan con una aproximacin de 0.1g; pueden ser de triple brazo o balanzas de brazos iguales.

Balanzas elctricas digitales con aproximacin al 0.01g. Balanzas analticas digitales con un platillo y con una sensibilidad de hasta 0.0001g.

Mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un lquido, entre otros mtodos.

4. MATERIALES Y REACTIVOS4.1. MATERIALES:

1 balanza con 0.1g de aproximacin.

1 densmetro o aermetro.

1 pipeta cilndrica de 10mL.

3 probetas graduadas de: 50, 100 y 500mL.

4.2. REACTIVOS:

Slidos:Aluminio (Al); Cobre (Cu); Plomo (Pb) y Hierro (Fe). Soluciones: Agua (H2O); Sulfato de Cobre (CuSO4) y alcohol de 96 (C2H5OH).5. RESULTADOS Densidad lquidos5.1. DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DEL AGUA:

Calculamos la masa de la probeta de 50mL con la balanza electrnica(48.9g Graduamos la cantidad de H2O por cada 10mL ms, calculando las respectivas masas.

Ahora para calcular la relacin g/mLnecesitamos la masa del lquido, en este caso H2O, y el volumen aplicado en cada pesada. Pero al pesar el H2O, realmente estamos calculando la masa del lquido junto con la probeta.

Como slo necesitamos la masa del lquido, realizamos una simple diferencia:

Masa(g) del H2O = Masa (g) de la probeta con el lquido Masa (g) de la probeta

Tenemos la siguiente tabla de datos:MUESTRAVol. (mL) de H2OMasa (g) de la probetaMasa(g) de la probeta + H2OMasa (g) del H2ORelacin g/mL

H2O1028.237.89.60.9600

2028.247.719.50.9750

3028.257.529.30.9767

4028.267.939.70.9925

Determinacin del error para la densidad por cada pesada:

Error abs. = Vt Ve donde, Vt = valor terico

Ve = valor experimental

Sabemos que el valor terico de la densidad del H2O es 1.000g/mL

Para 10mL:

Error abs. = 1.000g/mL 0.96g/mL = 0.04g/mL

%Error = 0.0400g/mL x 100 = 4%1.000g/mL

Para 20mL:


%Error = 0.025g/mL x 100 = 2.5%1.000g/mL

Para 30mL:

Error abs. = 1.000g/mL 0.9767g/mL =0.0233g/mL

%Error = 0.0233g/mL x 100 = 2.33%1.000g/mL

Para 40mL:


%Error = 0.0075g/mL x 100 = 0.75%1.000g/mL Hallamos la densidad media a partir de las densidades parciales obtenidas de la tabla de datos; stas son:

1 = 0.96g/mL ; 2 = 0.975g/mL ; 3 = 0.9767g/mL y 4 = 0.9925g/mL

m = 1 + 2 + 3 + 4 = 0.96g/mL + 0.975g/mL + 0.9767g/mL + 0.9925g/mL 44

Por lo tanto: m = 0.97605g/mL A continuacin una grfica de la funcinVolumen (mL) vs. Masa (g):GRFICA N.1

5.2. DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DE LA SOLUCIN DE NaCl: Realizamos los mismos pasos que hicimos con el aguay tenemos la siguiente tabla de datos:MUESTRAVol. (mL) de NaClMasa (g) de la probetaMasa(g) de la probeta + NaClMasa (g) del NaClRelacin g/mL

NaCl

(Sol.)1048.958.879.970.997

2048.968.7919.890.9945

3048.978.7429.840.9947

4048.988.5939.690.9923


Valor terico de la densidad de la solucin de NaCl (10C) (1.0041g/mL

Para 10mL:


%Error = 0.0071g/mL x 100 = 0.7071%1.0041g/mL

Para 20mL:

Error abs. = 1.0041g/mL 0.9945 g/mL = 0.0096g/mL

%Error = 0.0096g/mL x 100 = 0.9561%1.0041g/mL

Para 30mL:


%Error = 0.0094g/mL x 100 = 0.9362%1.0041g/mL

Para 40mL:


%Error = 0.0118g/mL x 100 = 1.1752%1.0041g/mL

Hallamos la densidad media a partir de las densidades parciales obtenidas de la tabla de datos; stas son:

1 = 0.997g/mL ; 2 = 0.9945g/mL ; 3 = 0.9947g/mL y 4 = 0.9923g/mL

m = 1 + 2 + 3 + 4 = 0.997g/mL + 0.9945g/mL + 0.9947g/mL + 0.9923g/mL44

Por lo tanto: m = 0.994625g/mL

Lo siguiente es una grfica del comportamiento de la masa de solucin de NaCl cuando el volumen se incrementa de 10mL a 40mL:GRFICA N.2

Ahora una comparacin entre las dos grficas en intervalos muy pequeos:

En la grfica N.2 se observa que la curva presenta pendiente positiva por lo que nos hace concluir que la masa vara de manera directa con respecto al volumen. En la grfica N.3 las curvas se acercan en el intervalo [10,40].6. RESULTADOS Densidad slidos6.1. DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DEL ALUMINIO:

Para determinar la densidad de los slidos se utiliza el principio de desplazamiento de volumen llamado Principio de Arqumedes. En una probeta de 50 mL se aade 30mL de H2O y pedazos de aluminio medidos gradualmente. Por fines prcticos hemos obviado el procedimiento, ya que es similar al caso de los lquidos.Slo hay que tener en cuenta que para hallar la relacin g/mL para slidos es necesario el volumen del slido, es decir, la diferencia:

Volumen (mL) del slido = Desplazamiento de volumen en la probeta

Tenemos la siguiente tabla de datos:

MUESTRA

SLIDAVol. (mL) de H2OMasa (g) del slidoVol. (mL) del slido + H2OVol. (mL) del slidoRelacin g/mL

Aluminio(Al)1018.831772.69

2026.8930102.689

3035.0943132.699

Promedio: 2.69267


Valor terico de la densidad del Aluminio ( 2.7g/mL

Para 10mL:


%Error = 0.01g/mL x 100 = 0.37%2.7g/mL

Para 20mL:


%Error = 0.011g/mL x 100 = 0.4074% 2.7g/mL

Para 30mL:


%Error = 0.001g/mL x 100 = 0.037%2.7g/mL


1 = 2.69g/mL ; 2 = 2.689g/mL y 3 = 2.699g/mL

m = 1 + 2 + 3 = 2.69g/mL + 2.689g/mL + 2.699g/mL 33

Por lo tanto: m = 2.69267g/mL A continuacin una grfica de la funcin Volumen (mL) vs. Masa (g): GRFICA N.4

6.2. DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DEL PLOMO: Tenemos la siguiente tabla de datos para el plomo:MUESTRA

SLIDAVol. (mL) de H2OMasa (g) del slidoVol. (mL) del slido + H2OVol. (mL) del slidoRelacin g/mL

Plomo (Pb)1056.9915511.39800

2068.37926611.39650

3091.18338811.39788

Promedio: 11.39746


Valor terico de la densidad del Plomo ( 11.4g/mL

Para 10mL:


%Error = 0.002g/mL x 100 = 0.01754% 11.4g/mL

Para 20mL:


%Error = 0.0035g/mL x 100 = 0.030702% 11.4g/mL

Para 30mL:


%Error = 0.00212g/mL x 100 = 0.01859% 11.4g/mL


1 = 11.398g/mL ; 2 = 11.3965g/mL y 3 = 11.39788g/mL

m = 1 + 2 + 3 = 11.398g/mL + 11.3965g/mL + 11.39788g/mL 33

Por lo tanto: m = 11.39746g/mL A continuacin una grfica de la funcin Masa (g) vs. Volumen (mL): GRFICA N.5

Tenemos de los resultados experimentales:aluminio = 2.69267g/mL

plomo = 11.39746g/mL

Lo cual confirma el grado de densidad del plomo sobre el aluminio (El plomo es ms denso que el aluminio.

7. RECOMENDACIONES

PARA EL USO DE LA BALANZA:

Se obtiene mejores resultados siempre y cuando la balanza est completamente libre de residuos que puedan afectar los clculos.

Es preferible pesar un objeto a la vez y apuntar acumulando los datos en una tabla.

PARA EL USO DE LAS PROBETAS:

Se recomienda el uso de la pipeta para graduar el volumen en las probetas, ya que es mucho ms exacta que las marcas en las probetas.

Secar bien las probetas (por eso es recomendable usar ms de una) para as poder obtener una buena pesada. PARA EL MANEJO DE LAS TABLAS:

Los alumnos que hayan concluido antes su experimento deben explicar detalladamente a travs de tablas a sus compaeros de grupo para concretar as la experiencia.

Las tablas deben usarse a partir de datos experimentales y los datos deben manejarse de manera espontnea.

Por ltimo se recomienda el uso de los materiales con la debida responsabilidad, sobre todo los que podran considerarse peligrosos como el mechero, las soluciones cidas, las pinzas, etc.

8. BIBLIOGRAFA

1. CHANG, R. Qumica general.1998. Mc. Graw Hill. Mxico, MX.2. RUSSELL, J. B..Qumica. 2007. Mc. Graw Hill, Mxico, MX.Paginas web:1. http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad (bsqueda informacin sobre densidad)9. SOLUCIN DEL CUESTIONARIO

1. Las acciones incorrectas en el uso de la balanza se han ido detallando en los RESULTADOS Lquidos / Slidos (Pgs. 7 hasta 13), y se han explicado en RECOMENDACIONES (Pg. 14).

2. El % de error se determin en todos los casos:

ALUMINIO

Para 10mL:


%Error = 0.01g/mL x 100 = 0.37%

2.7g/mL

PLOMO

Para 10mL:


%Error = 0.002g/mL x 100 = 0.01754%

11.4g/mL

3. Calcular la densidad experimental y el % de error de una pieza de oro cuya masa es 200g y sumergida en una probeta aumenta el nivel del H2O en 10.5mL.

- VINCREMENTADO= VOROW: Masa : Densidad10.5mL = W ORO / ORO

ORO = 200g / 10.5mL = 19.04761905g/mL

- %Error = Vt Ve x 100%Vt: 19.3g/mLVt

%Error = 19.3g/mL 19.04761905g/mL x 100%

19.04761905g/mL

%Error = 1.324999987%

Tenemos que el valor de la densidad media obtenido experimentalmente se aproxima al valor terico; esto es:

Ve Vt ( 0.994625g/mL 1.0041g/mL

Donde el error absoluto es de: 0.009475mL

y el % de error es: 0.943631%

Pgina 17

_1092716876.xlsGrfico1

9.6

19.5

29.3

39.7

Agua

Volumen (mL)

Masa (g)

Hoja1

VolumenAgua

109.6

2019.5

3029.3

4039.7

Para cambiar el tamao del rango de datos del grfico, arrastre la esquina inferior derecha del rango.


18.83

26.89

35.09

Aluminio

Volumen (mL)

Masa (g)

Hoja1

VolumenAluminio

1018.83

2026.89

3035.09



0.960.997

0.9750.9945

0.97670.9947

0.99250.9923

Agua

Solucin de NaCl

Volumen (mL)

Densidad (g/mL)

GRFICA N.3

Hoja1

Volumen (mL)AguaSolucin de NaCl

100.960.997

200.9750.9945

300.97670.9947

400.99250.9923



56.99

68.379

91.183

Plomo

Volumen (mL)

Masa (g)

Plomo

Hoja1

VolumenPlomo

1056.99

2068.379

3091.183



9.97

19.89

29.84

39.69

Solucin de NaCl

Volumen (mL)

Masa (g)

Hoja1

VolumenSolucin de NaCl

109.97

2019.89

3029.84

4039.69


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