Determinación de la densidad de los líquidos

PRÁCTICA Nº
3

Objetivos

GENERAL:

Medir la densidad de líquidos a
temperatura constante y presión local, mediante el empleo
de diferentes instrumentos.

ESPECÍFICOS

Identificar el principio básico que sustenta
el instrumento y el método.
Identificar las variables que afectan las mediciones
a realizar, para determinar la densidad.
Determinar la densidad para el líquido de
prueba, mediante el picnómetro
Determinar la gravedad específica de un
líquido ligero, mediante el
hidrómetro

La densidad o densidad absoluta es la magnitud
que expresa la relación entre la masa y el volumen de un
cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por
metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en
g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva

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Definición de gravedad
específica:

Relación entre la densidad de una sustancia y la
de otra, tomada como patrón, generalmente para
sólidos y líquidos se emplea el agua destilada y
para gases, el aire o el hidrógeno. También llamada
peso específico.

La gravedad específica es una medida relativa de
la densidad de un elemento y dependerá de la
concentración de masa por unidad de volumen de cada
elemento. Dicha concentración de masa estará
afectada por la estructura tridimensional molecular y
número másico de los átomos.

Medición de densidad

La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de
forma directa. Para la obtención 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, mientras que el volumen puede medirse determinando la
forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante
el desplazamiento de un líquido, entre otros
métodos.

Entre los instrumentos más comunes para la medida
de densidades tenemos:

El densímetro, que permite la medida directa
de la densidad de un líquido
El picnómetro, que permite la medida precisa
de la densidad de sólidos, líquidos y gases
picnómetro de gas.
La balanza hidrostática, que permite calcular
densidades de sólidos.
La balanza de Mohr (variante de balanza
hidrostática), que permite la medida precisa de la
densidad de líquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de
líquidos y gases es utilizar un instrumento digital basado
en el principio del tubo en U oscilante

Variables que influyen en la densidad

Son el peso del objeto y el volumen que ocupa en el
espacio, también llega a influir la presión
ambiental y la temperatura, debido a que estos dos últimos
pueden llegar a variar el volumen del objeto. Es muy fácil
alterar la densidad de un gas, o incluso de un liquido,
simplemente aumentando la presión (reduciendo el volumen)
a la que estén sometidos, pero es complicado cambiar la
densidad de un sólido.

Picnómetro

Es un frasco con un cierre sellado de vidrio que dispone
de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal
manera que puede obtenerse un volumen con gran precisión.
Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la
de un fluido de densidad conocida como el agua o el
mercurio.

Alcoholímetros

El alcoholímetro es un tipo especial de
instrumento usado para determinar el nivel de alcohol presente en
un líquido o gas. Puede por tanto ser usado para medir el
porcentaje de alcohol en una bebida alcohólica o para
determinar la presencia de alcohol en la sangre o en un
gas.

Ecuaciones a
utilizar

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Instrumentos a
utilizar

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Método
operatorio

A.- Picnómetro de vidrio.

1. Un picnómetro de vidrio es un
pequeño frasco de vidrio de volumen exacto y conocido
(Vp). Se pesa el picnómetro vacío, limpio y
seco (m1).
2. Con la muestra a la temperatura previamente
establecida, llene el picnómetro hasta el borde
inferior del cuello, sosteniéndolo en alto y evitando
el derrame de la muestra.
3. Coloque la tapa respectiva (el brazo lateral
de algunos picnómetros permite la salida del excedente
de muestra) seguidamente, limpie y seque el cuerpo del
picnómetro cuidando de emplear papel absorbente libre
de pelusas.
4. Pese el picnómetro lleno (m2) y anote
la temperatura de trabajo.
5. A través de la diferencia entre m1 y
m2 se obtiene la masa del líquido y según la
capacidad del picnómetro se conoce el volumen a la
temperatura de trabajo (t).
6. Una vez concluida la actividad, vaciar el
contenido del picnómetro y lavar, si es
necesario.

B.- Picnómetro metálico.

Los picnómetros de vidrio se usan para medir la
densidad de los líquidos no viscosos. En el caso de
líquidos viscosos, con sedimento o productos especiales
como las pinturas, se utilizan picnómetros
metálicos.

El procedimiento para su uso, así como el
cálculo de la densidad, es el mismo detallado en la
sección anterior.

C.- Hidrómetro

Un hidrómetro, o densímetro, es un
instrumento que sirve para determinar la gravedad
específica de los líquidos. Típicamente
está hecho de vidrio y consiste de un cilindro y un bulbo
pesado el cual hace que flote derecho.

1. Vierta una cantidad de líquido a
analizar (aprox. 500ml) en una jarra alta 0 cilindro
graduado.
2. Tome el hidrómetro por el extremo
superior del vástago con las manos limpias de tal
forma que quede vertical. Introducir, cuidadosamente, en el
cilindro y dejar que flote en la muestra permitiéndole
oscilar hasta el reposo.
3. La lectura se realiza donde la superficie
del líquido intercepte la graduación del
vástago, es decir, en el borde superior del
menisco.
4. Mida la temperatura de la muestra,
idealmente debe ser igual a la temperatura estándar de
calibración, que generalmente es de 15(C
(60(F).

D.- Alcoholímetros.

Son aparatos que miden la concentración de
alcohol de una mezcla hidro-alcohólica. La escala
Gay-Lussac indica el tanto por ciento de alcohol puro en volumen
de una mezcla de alcohol y agua cualquiera.

El procedimiento para su uso es el mismo del
hidrómetro, descrito anteriormente.

TABLAS DE DATOS

Tabla I: Valores obtenidos en la
experiencia A: Medición Nº 1.

Sustancia	m1 (g)	m2 (g)	Vp (ml)	T (ºC)