Práctica 5: Propiedades intensivas de la materia. Densidad.

PRÁCTICA 5: PROPIEDADES INTENSIVAS DE LA MATERIA. DENSIDAD.

OBJETIVO: Crear un arcoíris en una probeta, aprovechando la densidad de una sustancia.

Fecha de Realización: 27 de Septiembre del 2016.

INVESTIGACIÓN: Formula para calcular la densidad y porcentaje en masa. Investiga  una rama de la industria que utilice estas mediciones para sus productos.

1.- Fórmula para calcular la densidad.

La densidad de una sustancia es el cociente entre la masa y el volumen:

Densidad = Masa/Volumen             d = m/V

La masa y el volumen son propiedades generales o extensivas de la materia, es 

decir son comunes a todos los cuerpos materiales y además dependen de la cantidad o 

extensión del cuerpo. En cambio la densidad es una propiedad característica, ya 

que nos permite identificar distintas sustancias. Por ejemplo, muestras de cobre de 

diferentes pesos 1,00g,10,5 g, 264 g, ... todas tienen la misma densidad, 8,96 g/cm³

La densidad se puede calcular de forma directa midiendo, independientemente, la

 masa y el volumen de una muestra.

Fuente: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/propiedades/densidad.htm

2.- Fórmula para calcular el porcentaje en masa.

Porcentaje masa en masa o peso en peso, (%m/m): Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 gramos de solución. Ej: Una solución 12% m/m tiene 12 gramos de soluto en 100 gramos de solución.

Como formula, podemos expresar esta relación así:

%m/m =  x 100

Porcentaje masa en volumen (%m/v): Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 ml de solución. Aquí como se observa se combina el volumen y la masa. Ej.: Una solución que es 8% m/v tiene 8 gramos de soluto en 100 ml de solución.

Fórmula:   % m/v =  x 100

Fuente: http://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/estequiometria-y-soluciones-quimicas/soluciones-quimicas/

3.- Rama de la Industria que utiliza la densidad y porcentaje en masa.

Algunas aplicaciones frecuentes son:

Ingenios de azúcar y etanol:

• Grado Brix del mosto y de la miel;
• Grado Brix de la meladura de los evaporadores;
• Grado INPM en la salida de las columnas de destilación;
• Grado Baumé de la leche de cal;
• Densidad del lodo del decantador;
• Nivel de interfaz etanol/ciclohexano.

Industrias alimenticias:

• Concentrados de frutas,
• Cremas y leche condensado,
• Concentración de miscela en aceites vegetales.
• Dilución de almidón,
• Mieles, jaleas, etc. 

Industrias de bebidas:

• Grado Plato en fermentadores de cerveza,
• Grado Plato en cocedores de cerveza,
• Grado alcohólico (INPM o  GL),
• Grado Brix en diluciones de melados,
• Concentración de sucos,
• Densidad de derivados de leche,
• Grado Brix del café soluble.  

Industrias químicas e petroquímicas:

• Densidad  y concentración de ácidos,
• Densidad  de soda cáustica,
• Densidad  de cloruro de sodio,
• Densidad  de leche de cal,
• Densidad  de gasolina, queroseno, aceite diesel, GLP,
• Nivel de interfaz agua/aceite. 

Industrias de celulosa y papel:

• Concentración de hidróxido de potasio,
• Concentración de licores (licor negro, licor verde, etc.),
• Densidad  de lodo de cal,
• Concentración de soda cáustica,
• Dilución de almidón,
• Dilución de celulosa.

Minería:

• Densidad de la pulpa de mineral,
• Densidad  de la pulpa en la salida del espesante,
• Densidad  en la entrada y la salida de la célula de flotación,
• Densidad  en la salida de las espirales de concentración,
• Densidad da extracción de lodo,
• Dilución de ácidos,
• Densidad  de  lodo de cal.

Fuente: http://www.smar.com/espanol/articulo-tecnico/medicion-continuada-de-densidad-y-concentracion-en-procesos-industriales

   

HIPÓTESIS:

1.- La densidad de los líquidos permiten que se separen uno de otro y que se forme el arcoíris en la probeta.

2.- Al colocar los líquidos en la probeta, del líquido más denso al menos denso, éstos se van  a mezclar.

MATERIAL:

●   1 vaso de precipitado.

●     1 probeta de 250 ml

●     1 Embudo de plástico.

●     Balanza granataria.

●     Manguera de látex de 40 cm aprox

●     6 vasos desechables transparentes.

●     6 cucharas desechables.

●     Marcador de aceite color negro.

●     3 hojas blancas.

●     Calculadora.

●     Colorantes vegetales:

            Equipo 1: morado

            Equipo 2: rojo

            Equipo 3: anaranjado.

            Equipo 4: azul.

            Equipo 5: Verde.

            Equipo 6: amarillo.

SUSTANCIAS:

●     250 g de azúcar refinada.

PROCEDIMIENTO:

1.- Utiliza el marcador para numerar los vasos de plástico del 1 al 6.

2.- Prepara las siguientes disoluciones que se indican en el cuadro:

Vaso	Agua (ml)	Azúcar(g)	Colorante (pizca)
6	100	50	morado
5	100	40	rojo
4	100	30	anaranjado
3	100	20	azul
2	100	10	verde
1	100	0	amarillo

Al estar mezclando el agua con el azúcar, nos pudimos dar cuenta de que mientras más azúcar se tuviera que diluir, era más difícil diluirla por completo, y a pesar de que sólo se viera líquido, mientras más azúcar tuviera era mayor su peso. También notamos que mientras más azúcar tuviera la disolución, se veía más amarillenta y consistente. En resúmen:

Más azúcar = Mayor dificultad para diluir.

Más azúcar = Más peso.

Más azúcar = Más amarillenta y consistente.

3.- Monta un sistema como el que te indicará tu profesora y ve vaciando LENTAMENTE cada una de las sustancias (sólo 50 ml. de cada una) sin despegar la manguera de látex del fondo de la probeta.

Hazlo en el siguiente orden: vaso 1, 2, 3, 4, 5,6.

El sistema se conformaba de la probeta, con la manguera de látex tocando el fondo de la probeta, y conectada al embudo.

OBSERVACIONES (IMÁGENES Y DESCRIPCIÓN):

Primero, preparamos las mezclas.

Luego, las vertimos cuidadosamente con el embudo y la manguera.

Retiramos la manguera.

Éste fue el resultado.

El segundo resultado.

ANÁLISIS:

1.-  Completa el siguiente cuadro ANOTANDO LAS OPERACIONES Y RESULTADOS:

(Densidad= Masa/ Volumen)

Vaso	Densidad (g/ml)
1	0 g/ml (0 g/ 100 ml.= 0 g/ml.)
2	.1 g/ml (10 g/ 100 ml. = .1 g/ml.)
3	.2 g/ml (20 g/ 100 ml. = .2 g/ml.)
4	.3 g/ml (30 g/ 100 ml. = .3 g/ml.)
5	.4 g/ml (40 g/ 100 ml. = .4 g/ml.)
6	.5 g/ml (50 g/ 100 ml. = .5 g/ml.)

2. Tomando en cuenta los resultados que obtuviste en la tabla anterior:

a)¿Qué hubiera pasado si agregas las disoluciones en el orden invertido? Comprueba tu respuesta con las disoluciones sobrantes y explica la razón del resultado.

Se mezclan porque al colocar mayor cantidad de masa (azúcar) al mismo volumen (agua) la disolución se vuelve más densa, por lo que al colocar la mezcla #6 (que es más “pesada” y densa) y luego #5, la mezcla #6 no puede “sobrepasar” a la #5 (menos pesada y densa), y consecuentemente se rezaga en el fondo de la probeta, cosa que igual sucede con las mezclas #5, #4 y así sucesivamente dando como resultado que todos los líquidos rezagados se mezclen entre sí.   

b)¿Qué hubiera pasado si lo hacen sin manguera? EXPLICA tu respuesta fundamentándose en los resultados de la tabla.

También se mezclan, ya que lo que ayuda a las mezclas a llegar al fondo de la probeta sin “mezclarse” con las demás en la misma manguera. En pocas palabras, la manguera es la que facilita a las disoluciones a no rezagarse.

CONCLUSIÓN:

Consideramos que sí se logró el objetivo, ya que pudimos aprovechar la densidad de cada sustancia y creamos el arcoíris. La densidad nos ayuda a saber tan “pesado” puede ser un objeto (en este caso fueron disoluciones líquidas), y así saber sí se pueden separar las mezclas en la probeta o si se mezclarán, colocando un líquido más denso antes que uno menos denso como comprobamos en la práctica. De esta manera, podemos concluir que nuestras hipótesis resultaron ciertas.