EXPERIMENTO:

Densidade de Líquidos

Outubro de 2014

ALUNO(A):

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Trabalho referente a um experimento da estimativa da densidade relativa de líquidos, da disciplina de Fenômenos de Transporte Experimentais, ministrada

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.........................................................................................................2

2. OBJETIVO.................................................................................................................3

3. MATERIAL...............................................................................................................3

4. PROCEDIMENTO....................................................................................................3

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................................4

6. CONCLUSÃO...........................................................................................................7

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................8

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1. INTRODUÇÃO

A determinação da massa específica de líquidos é realizada através de

picnômetros, densímetros e da balança hidrostática (de Westphal).

A picnometria é uma técnica laboratorial utilizada para fazer a determinação da

massa específica e da densidade de líquidos. O picnômetro, figura 1, é um pequeno

frasco de vidro construído cuidadosamente de forma que o seu volume seja invariável.

Ele possui uma abertura suficientemente larga e tampa muito bem esmerilhada, provida

de um orifício capilar longitudinal. A determinação da massa específica de um líquido

através deste aparelho constitui um método extremamente simples e prático. Este é um

dos métodos mais antigos e mais conhecidos para se determinar a massa específica de

líquidos, o inconveniente desse instrumento é o fato de não apresentar resultados com

um nível de precisão satisfatória em relação aos demais métodos analisados A água é

utilizada como substância padrão na picnometria, à temperatura ambiente (25 °C).

Figura 1 - Picnômetro

O densímetro, figura 2, é um instrumento de medição da densidade relativa de

um líquido. Para encontrar a densidade de um líquido, o densímetro é mergulhado em

um recipiente contendo um certo volume deste líquido; a posição da superfície do

líquido na escala do instrumento indica a sua densidade, proporcionando uma leitura

direta.

Figura 2 - Densímetro

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Seu funcionamento é baseado na aplicação do princípio de Archimedes, que diz,

“todo corpo mergulhado em um líquido recebe uma força vertical, orientada de baixo

para cima, igual ao peso da porção de líquido deslocado pelo corpo”. Densímetros

usados para testar líquidos mais leves do que a água tende a ter um flutuador mais largo

e uma escala iniciando em 0ºGL.

2. OBJETIVO

Determinação da densidade relativa de substâncias líquidas utilizando diferentes

equipamentos.

3. MATERIAL

Balança de Westphal, onde l=10cm; ∀mergulhador = 6,043 cm3 ; m = 5g

Picnômetro de 500 mL e balança de braço triplo;

Densímetro com escala em graus GL (alcoômetro);

1 GL = 100 x [Volume de álcool/ (volume de álcool + volume de água)]

Amostra de álcool etílico hidratado.

3. PROCEDIMENTO

3.1 Alcoômetro

Imergir o alcoômetro na proveta contendo a solução de álcool-água e

determinar o índice da solução.

3.2 Picnômetro

Através da balança de braço triplo determinar a massa do picnômetro vazio.

Em seguida enche-lo com a solução e determinar sua massa total.

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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 Calcular a densidade e massa específica da solução através do gráfico, e da

leitura do alcoômetro:

Pela leitura do alcoômetro o álcool analisado tem 93ºGL. O gráfico do grau GL

versus a densidade relativa da água à 4°C, está na próxima página, onde foi traçada uma

reta e encontrada a densidade relativa do álcool hidratado:

d=0,819

Então, sabendo que:

d= ρρ0

, emque ρ0=ρH 2O=1000Kg .m−3=1g . cm−3

Cálculo da massa específica da solução de álcool hidratado:

ρálcool hidratado=d x ρ0

ρálcool hidratado=0,819 x1 g . cm−3=0,819 g . cm−3

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Gráfico 1 – Grau GL versus densidade relativa da água à 20 °C:

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5.2 Calcular a massa específica e densidade através dos dados e medidas do picnômetro.

Tabela 1: Medidas do Picnômetro

Medidas do Picnômetro

Massa do picnômetro vazio (g) 168,1

Massa do picnômetro + Álcool hidratado (g) 576,6

Massa do álcool hidratado 408,5

Volume do picnômetro (mL) 500

Pode-se calcular a massa específica da solução de álcool hidratado:

ρ=Massaálcool hidratado

∀(pic )= 408,5g

500cm3 =0,817 g/cm3

Para a densidade, temos:

d= ρρ0

, emque ρ0=ρH 2O=1000Kg .m−3=1g . cm−3

A densidade relativa do álcool hidratado vai ser:

d=0,817 g . cm−3

1 g . cm−3 =0,817

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5. CONCLUSÃO

De acordo com a literatura, a densidade do álcool etílico 93 GL, a 25 °C é de

0,787 g/cm³. Com isso calculando-se o desvio relativo, através da equação abaixo entre

as densidades encontradas:

%E=|valor teórico−valor pratico|

valor teóricox 100

Equipamento ρ álcool hidratado (g/cm3) Desvio Relativo (%)

Alcoômetro 0,819 4,06

Picnômetro 0,817 3,81

ρ Álcool Etílico 93°GL a 25°C (g/cm3) 0,787 -

Tabela 3: As medidas das densidades e dos desvios relativo do álcool etílico, medidos no alcoômetro e

no picnômetro.

Com a densidade da literatura, verifica-se que o resultado mais próximo ao

teórico foi o do picnômetro.

Fazendo-se os cálculos dos desvios entre os valores encontrados com o

alcoômetro e o picnômetro em relação aos valores encontrados na literatura, temos que:

Os desvios de mais de 1% já eram esperados, já que ao experimento soma-se o

fato de os instrumentos utilizados serem passíveis de erros, tanto na sua calibração,

como no seu manuseio (imprecisão humana ao operar os equipamentos), como por

exemplo, no caso do densímetro que deveria ser operado a uma temperatura de 20°C e

foi operado a 26°C; nos próprios cálculos, uma vez que se tem valores na literatura

apenas para valores de densidade do etanol a 20°C e 25°C , enfim, esses erros

inevitavelmente repercutem nos resultados finais.

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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Fox, Robert W. & McDonald, Alan T. Introduction to Fluids Mechanics. 4th ed.

California. School of Mechanical Engineering Purdue University. 1995

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