PRACTICAS DE LABORATORIO MEDICION DE VOLUMENES

UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCO
División Académica de ciencias básicas DACB





Experiencias # 9: Medición de volúmenes y determinación de densidad
Objetivo
Operar de manera adecuada los materiales para medición de volumen y determinar la densidad de líquidos y sólidos
Introducción
Los líquidos pueden medirse determinando su volumen. Se utilizan cuatro instrumentos para la medida de volúmenes de líquidos: Probeta, Pipeta, Bureta y Matraz aforado.
Estos instrumentos tienen marcas grabadas en su superficie que indican volúmenes de líquidos. Para medir el volumen, el nivel del líquido se compara con las marcas de graduación señaladas sobre la pared del instrumento de medida. Dicho nivel se lee en el fondo del menisco que se forma en el líquido. Se obtienen lecturas exactas situando el ojo a la altura del menisco.
Para realizar una lectura correcta de un volumen utilizando una probeta, bureta o pipeta, es necesario que los ojos del observador estén a la misma altura que el menisco del líquido. En caso contrario la lectura será incorrecta (ver figura 5).


Enrase correcto Enrases Incorrectos


Figura 5. Enrases en la medición de líquidos
La densidad se utiliza ampliamente para caracterizar las sustancias; se define como la cantidad de masa en una unidad de volumen de la sustancia. La densidad se expresa comúnmente en unidades de gramos sobre centímetro cúbico.





Materiales y reactivos
Material
Reactivo
Vaso de precipitado de 100 mL
Glicerol
Balanza analítica
Gasolina
Pedazo de aluminio
Aceite para cocinar
Clavos de diferentes tamaños
Agua destilada
Trozo de cobre
Probetas graduada 25 y 100 mL
Piseta
Vaso de precipitados de 50 mL
Termómetro 0 -100 °C
Pipeta graduada 10 mL
Pipeta volumétrica 10 mL





















Propiedades Fisicoquímicas
Reactivos y producto
Peso molecular
Punto de fusión y ebullición

Densidad

Reactivo
Cuidado al manipularlo
Primeros auxilios
Glicerol
C3H8O3
92,09382 g/mol
Fusión: 18 °C
Ebullición:
290 °C

1.261g/mL
Es reactivo a el calor en exceso
Usar guantes, cubre bocas y gafas.
Provocar el vómito y sacarlo a un lugar fresco
Agua
H2O

18,01528 g/mol
Fusión: 0ºC
Ebullición:
100ºC
760 g/L
Reactivo a los ácidos
Usar guantes, cubre bocas y gafas.
Provocar el vómito y sacarlo a un lugar fresco
Aceite

Fusión:
117- 271ºC
Ebullición:
246°c 

0.997 g/mL
Es reactivo a el calor en exceso
Usar guantes, cubre bocas y gafas.
Provocar el vómito y sacarlo a un lugar fresco
Gasolina
114 g/mol
Ebullición:
28-177 °C
Fusión:
 -150°C 
:
760 g/L
Al calor
Usar guantes, cubre bocas y gafas.
Provocar el vómito y sacarlo a un lugar fresco







Desarrollo experimental
A) Medida de volumen con una probeta.
1. Se midió la temperatura del agua destilada.
2. Se pesó un vaso de precipitados de 50 mL seco y se apuntó su masa.
3. Se midió 10 mL de agua destilada utilizando una probeta de 25 mL y se anotó el volumen medido con el número correcto de cifras significativas.

4. Se vació el agua de la probeta en el vaso pre-pesado y se pesó de nuevo anotando la masa. La medida se repite dos veces más (vaciando y secando el vaso y midiendo un nuevo volumen de agua con la probeta).
5. Utilizando el valor de la densidad del agua a la temperatura de trabajo, se pudo calcular el volumen de agua transferido al vaso de precipitados en cada una de las experiencias.

Temperatura del Agua: 25 ͦC Densidad: 0.997 gr/mL
Peso del vaso vacío
7.715 gr.
(P1)
con agua (Pn)
Masa del agua
(P1-Pn)
Volumen
V=M /


Promedio
9.35

Peso 1: 17.1392 gr.
9.4242 gr
9.4523 mL


Peso 2: 16.9472 gr.
9.2322 gr.
9.2599 mL


Peso 3: 17.0493 gr.
9.3342 gr.
9.3620 mL

Error Absoluto: 0.2 mL



B) Medida de volumen con pipeta aforada y pipeta graduada.
1. Se midió 10 mL de agua destilada utilizando la pipeta indicada por el profesor (Se usaran ambas pipeta volumétrica y graduada).
2. Se transfirió a un vaso de precipitados pre-pesado (es necesario anotar en la bitácora el volumen medido con el número correcto de cifras significativas).
3. Se pesó el vaso con agua y se apuntó su masa. La medida se repitió dos veces más. Una vez determinada la masa de agua que contiene el vaso de precipitados, se calculó su volumen utilizando el valor de la densidad del agua a la temperatura de trabajo.
4. Para cada uno de los experimentos, se calculó: (i) el valor medio de los volúmenes medidos, (ii) el rango de volúmenes (diferencia entre el valor más grande y el valor más pequeño) y (iii) el error absoluto (diferencia en valor absoluto entre el volumen medio y el volumen teórico). El análisis de los resultados obtenidos permitió comparar la precisión y exactitud de las dos piezas de material volumétrico.


Pipeta Volumétrica:

Masa del Vaso
7.715 gr
(P1)
Masa del vaso con agua en gramos
(Pn)

Masa del agua en gramos
(P1-Pn)
Volumen
V=M /



Promedio
9.97

Peso 1:
17.6316
9.916
9.945 mL


Peso 2:
17.6942
9.976
10.006 mL


Peso 3:
17.6760
9.961
9.9909 mL

Error Absoluto: 0.06

Pipeta Graduada:
Masa del Vaso
7.715 gr
(P1)
Masa del vaso con agua en gramos
(Pn)

Masa del agua en gramos
(P1-Pn)
Volumen
V=M /
Promedio

9.82

Peso 1:
17.5167
9.801
9.8304 mL


Peso 2:
17.4826
9.767
9.7963 mL


Peso 3:
17.5504
9.8354
9.8649

Error Absoluto: 0.07
C) Determinación de la densidad de líquidos
1. Se pesó la probeta vacía y se anotó su masa, repite la medida 3 veces.
2. Se colocó en la probeta 20 mL de agua y se volvió a pesar
3. Se calculó la diferencia en peso para calcular la masa ocupada por el volumen de agua medido.
4. Se repitieron los pasos anteriores para los demás líquidos (aceite, glicerol, y gasolina) Nota: Tener precaución con el uso de gasolina.
5. Se calculó la densidad de cada uno de los líquidos.
Volumen: 20 mL
Masa de la probeta en gramos
66.5938
Masa de probeta con líquido en gramos
Masa del liquido
Densidad
= m/v

Agua: 85.8078
19.214 gr.
0.96 gr/mLl

Glicerol: 89.5199
22.9261 gr.
1.14 gr/mL

Aceite: 88.9711
22.2341 gr.
1.11 gr/mL

Gasolina: 80.5281
13.8343 gr.
0.69 gr/mL


D) Determinación de la densidad de sólidos
1. Se pesó en la balanza el clavo de hierro.

2. Se midió en la probeta 20 mL de agua
3. Se introdujo en la probeta el clavo de hierro.
4. Se midió nuevamente el volumen.
5. Se calculó la diferencia de volumen para calcular el volumen ocupado por la masa del hierro.
6. Se repitió los pasos anteriores para los demás materiales (cobre y el aluminio).
7. Se determinó la densidad de cada uno de los sólidos

Objeto
Volumen inicial
Volumen final
Volumen ocupado
Clavo
20 mL
21 mL
1 mL
Aluminio
20 mL
20.04 mL
0.04 mL
Cobre
20 mL
20.08 mL
0.08 mL



Actividades finales

1. Elabora las tablas 11 y 12 que a continuación se presentan con los datos de tus experimentos.


Tabla 11. Medición de volumen de un líquido con diferentes materiales
Medición
Media de volúmenes
Rango de volúmenes


Error absoluto


Observaciones (precisión y exactitud)

20.04
20.11
20.01

0.1

Es menos precisa que las probetas
Probeta




Pipeta graduada
9.82
9.864
9.796
0.06
Son más exactas y precisas
Pipeta volumétrica
9.97
10.006
9.945
0.06
Es aun mas exacta y precisas que la graduada






Tabla 12. Determinación de masa, volumen y densidad.

Material
Masa (g)

Volumen (mL)

Densidad
Hierro
4.40
1
4.4 gr/mL
Aluminio
0.829
0.4
2.07 gr/mL
Cobre
1.130
0.8
1.41 gr/mL
Agua
9.976
10.006
0.997 gr/mL
Aceite de cocina
22.132
20
1.10 gr/mL
Glicerol
22.926
20
1.14 gr/mL
Gasolina
13.834
20
0.69 gr/mL




2. Defina que son las cifras significativas, error de paralelaje, precisión y exactitud.
Error de paralelaje: el error de paralaje es un error sistemático personal que se debe cuando uno no mira perpendicularmente la escala del instrumento que se está usando. es decir, por ejemplo, cuando uno lee la temperatura de un termómetro la escala debe estar perpendicular a nuestra visión (o sea de frente y a la altura de nuestros ojos) para apreciar correctamente hasta que valor llega el mercurio. si uno lo mira de forma oblicua, ya sea desde arriba o abajo, vamos a leer otra temperatura.
 Exactitud: la capacidad de un instrumento de acercarse al valor de la magnitud real
Precisión: la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Esta cualidad debe evaluarse a corto plazo. No debe confundirse con exactitud ni con reproducibilidad.
Cifras Significativas: representan el uso de una o más escala de incertidumbre en determinadas aproximaciones. Se dice que 2,7 tiene 2 cifras significativas, mientras que 2,70 tiene 3. Para distinguir los ceros que son significativos de los que no son, estos últimos suelen indicarse como potencias de 10.
3. ¿Cómo afecta la temperatura la medición de los líquidos?
Cuando un cuerpo se calienta este se dilata debido a que sus moléculas se excitan y aumentan su energía cinética provocando mayor distancia entre moléculas, resultado del cual el volumen aumenta conforme aumenta la temperatura.
4. Menciona ¿qué material tiene mayor densidad?
Hierro
5. ¿Cuál material tiene menor densidad?
La Gasolina
6. Explica ¿Por qué un trozo de hierro se hunde en el agua más rápidamente que un trozo de aluminio?
Debido al peso que tiene cada una y a la diferencia de densidad




7. Explica ¿Porque un trozo de madera no se hunde en el agua como un trozo de tamaño similar de hierro?
La madera flota debido a que su densidad es menor a la del agua. eso quiere decir que un mismo volumen de agua y madera comparados resultan en que es más liviano el de madera, y por esto mismo flota pues el espacio de agua que desplaza el tronco de madera al flotar sobre el agua pesa más que este. Si fuera el caso contrario, como el del hierro que tiene una densidad mayor a la del agua, se hundiría sin remedio.




Conclusiones
En esta prácticas llegamos a la conclusión de que todo los líquidos tiene como característica una densidad establecida y que por ello algunos suelen estar arriba o debajo cuando se realiza una mezcla, concluimos que si por alguna razón nosotros aplicamos calor a un líquido este se dilata y su volumen puede variar.












Bibliografías

https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090924132246AAfaMGE

http://es.wikipedia.org/wiki/Exactitud

http://es.wikipedia.org/wiki/Precisi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Cifras_significativas

http://es.wikipedia.org/wiki/Glicerol