UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y AMBIENTAL

INGENIERA AMBIENTAL

Fisicoqumica - TermodinmicaIng. Renn Criollo

Practica experimental de laboratorio No. 2DENSIDAD RELATIVAROBERTO J. PREZTERCER SEMESTRE

2012

ResumenLa prctica, importante, necesaria que se ha efectuado provee aspectos interesantes acerca de las propiedades de los diversos tipos de lquidos, mas particularmente de densidad y viscosidad. Para este experimento se utilizo un aparato llamado hidrmetro, el cual dependiendo de su escala de medicin, sea esta brix, gay lussac o api, permiti la toma de valores para los diferentes tipos de sustancias que se emplearon, el flote de dicho aparato en el liquido de prueba acompaado de la toma de temperatura fueron la esencia de la practica experimental que se detalla a continuacin.

Descriptores Densidad Hidrmetro Escala API Escala Gay Lussac Escala Brix

DENSIDAD RELATIVA

1. OBJETIVO

1.1. Conocer las diferentes escalas de densidad1.2. Calcular la densidad relativa de las diferentes soluciones

2. TEORIA

2.1 Concepto de densidad relativa

El concepto de densidad est ntimamente relacionado con el de densidad relativa definida como la razn de la densidad de una sustancia a la del agua a 0C= densidad relativa= densidad de la sustancia = densidad de referencia o absoluta.

2.2 Mtodo del hidrmetro

Dentro de los mtodos de medida que utilizan el empuje del fluido tenemos el ms conocido que es el del hidrmetro. La densidad del liquido en que se coloca puede leerse directamente, anotando la graduacin sobre el vstago que corresponde a la superficie del liquido. La sensibilidad del hidrmetro depende de la diferencia en el desplazamiento para una variacin determinada en la densidad y puede aumentarse mucho usndose un vstago muy delgado.

2.3 Hidrmetro

2.3.1 ConceptoConsiste en un flotador con un peso en la parte inferior y un vstago estrecho superior.La sensibilidad del hidrmetro depende de la diferencia en el desplazamiento para una variacin determinada en la densidad y puede aumentarse mucho usndose un vstago muy delgado

2.3.2 Partes del hidrmetro

2.3.3 Fundamento de diseo del hidrmetroLos densmetros se basan en el principio de Arqumedes.Consiste en un tubo con pesas en el fondo sellado en ambos extremos.Al introducirlo en un lquido, se va a sumergir ms o menos segn la densidad de dicho lquido y a travs de una escala graduada marcada a lo largo del tubo, se lee su densidad.

2.4 Escalas de densidad relativa

2.4.1 Gay Lussac GLEs una medida de concentracin en porcentaje por volumen de un liquido en otro es especialmente importante en le calculo de solutos lquidos y de amplio uso en las bebidas alcohlicas.

2.4.2 Brix BrixLosgrados Brix(smboloBx) sirven para determinar el cociente total desacarosadisuelta en un lquido. Una solucin de 25 Bx contiene 25gdeazcar(sacarosa) por 100gde lquido. Dicho de otro modo, en 100 g de solucin hay 25 g de sacarosa y 75 g de agua.Los grados Brix se cuantifican con unsacarmetro-que mide ladensidad(ogravedad especfica) de lquidos- o, ms fcilmente, con unrefractmetro

2.4.3 API APILas normas americanas A.S.T.M. (American Society for Testing Materials) miden la densidad relativa o peso especfico de los productos del petrleo (ejemplo aceites minerales) en grados A.P.I. (American Petrroleum Institute) pudindose pasar de densidad (60 / 60F) a grados A.P.I. y viceversa mediante formulas de conversin:

En las medidas de densidades relativas (Normas ASTM) la temperatura estndar para el aceite es de 60F; expresndose por 60/60F.En otros pases (otras normas) las temperaturas estndar 15/4C para el aceite y 4C para el agua; expresndose por 15/4C y 20/4C respectivamente.La densidad a 15/4C es prcticamente igual a la densidad a 60/60FLa densidad A 20/4C es con gran aproximacin la densidad 60/60F menos 0,004.

2.4.4 Baum BeUna unidad de la escala Baume sirve para expresar la concentracin de disoluciones acuosas. Para lquidos ms densos que el agua,

Y para lquidos menos densos que el agua,

Donde B representa los grados Baum y es la densidad de la disolucin.

3. PARTE EXPERIMENTAL

3.1 Materiales y equipos

Termmetro(A: 1C Rango: -20 C 110 C) Probeta Hidrmetro GL(A: 0.1 Rango: 0-100) Hidrmetro API (A: 0.2 Rango: 40-60) Hidrmetro Brix (A: 0.5 Rango: 0- 35 )

3.2 Sustancias y reactivos

Gaseosa Gasolina Alcohol

3.3 Procedimiento3.3.1 Llenar las probetas con los diferentes sistemas.3.3.2 Verificar la graduacin de la escala de cada uno de los hidrmetros.3.3.3 Introducir el hidrmetro correspondiente para cada solucin lentamente, evitando que este roce con las paredes de la probeta y esperar que se estabilice.3.3.4 Leer los datos de densidad y temperatura correspondientes para cada sistema, repetir el procedimiento para todos los sistemas propuestos.3.3.5 Medir la densidad del diesel por el mtodo del picnmetro.

4. DATOS4.1 Datos experimentales

Tabla 4.1-1Datos experimentalesSUSTANCIAESCALAt CLECTURA

Alcohol Gay Lussac 22 45

GaseosaBrix2218

Gasolina API2258,4

4.2. DATOS ADICIONALESTabla 4.2-1Densidad relativa tericaSUSTANCIACONCENTRACINDENSIDAD RELATIVA

Alcohol600,789

Gasolina----- o ------0,749

Gaseosa271,212

FUENTE: www.edutecne.utn.edu.ar/guias_de_estudio/fluidos-02.pdf www.laflecha.net/videos/densidad-de-la-coca-cola

5. CALCULOS5.1 Correccin de los grados API

Tabla 5.1-1API CORREIDOSSUSTANCIATEMPERATURA [C] API LEIDOAPI CORREGIDO

Gasolina2258,457,4

5.2 Clculos de las densidades relativas

5.2.1 Clculos de la densidad relativa en la escala API

Ec 5.2-1

Ec 5.2-2

5.2.2 Clculos de la densidad relativa en la escala Brix

Ec 5.3-1

Ec 5.3-2

5.2.3 Calculo de la densidad relativa en la escala Gay Lussac

Ec 5.4-1

Ec 5.4-2

Tabla 5.2-1Densidad relativa experimentalSUSTANCIATEMPERATURA [C], [g/ml]

Alcohol220.690

Gaseosa220,957

Gasolina220.749

6. ERRORES6.1 Errores aleatoriosUn error aleatorio fcil de identificar se da por la falta de estabilidad de un lquido, esta movilidad en el lquido de prueba ocasiona una toma errnea de valores que luego se evidencia en los clculos de error posteriores.

6.2 Errores SistemticosEste tipo de errores suele aparecer por la falta de calibracin de los instrumentos de medicin, cosa que no se evidencio en la prctica, lo que si puede ser un error sistemtico es la falta de limpieza en las probetas de almacenamiento del lquido de prueba, debido a que residuos de lquido anterior podran acumularse y ocasionar errores no deseados

6.3 Error de exactitudEc 6.3-1 6.3.1 alcohol

6.3.2 gaseosa

6.3.3 gasolina

Tabla 6.3-1Error de ExactitudSUSTANCIA DENSIDAD%ERROR

Alcohol0,69014,35

Gaseosa0,95721,04

Gasolina0,749 0,00

6.4 Resultados TotalesTabla 6.4-1ResultadosSUSTANCIACONCENTRACIONDENSIDAD, [g/ml]Drelativa%E

Alcohol600,6900,78914,35

Gasolina----- o ------0,9570,74921,04

Gaseosa270,749 1,2120,00

7. DISCUSINEl mtodo del densmetro, se constituye como un mtodo eficaz para la medicin de densidad relativa de un liquido, una de las desventajas observadas es la falta de estabilidad del aparato respecto al fluido, pero debido a las propiedades fsicas caractersticas de un liquido se podra decir que el densmetro es muy apropiado para la medicin de densidades relativas de no existir un aparato con mayor estabilidad, lo cual traera consigo una ms rpida toma de valores para su respectivo anlisis.

8. CONCLUCIONESSe ha aprendido y entendido el significado de las diversas escalas de medicin de densidades, las tres escalas que se han estudiado, grados API para la gasolina, grados Gay Lussac para la densidad del alcohol y grados Brix para las soluciones azucaradas.La densidad en directa proporcionalidad con la concentracin y el hecho de que la medicin de de la densidad se realice de manera separada nos demuestran que no todas las sustancias se deben tratar de igual forma, si no que cada una tiene propiedades diferentes, esto quiere decir que cada sustancia reacciona de diferente forma con el medio que nos rodea, nos da las pautas para el anlisis de cada sustancia y el grado de afectacin que sufre el ambiente cuando no se manejan las sustancias de manera sustentable y responsable.En lo referente al clculo de errores se pudo evidenciar que la gaseosa es ms propensa a obtener valores de error altos, lo contrario sucede con la gasolina en la que el error es muy pequeo y hasta se podra obtener un valor de cero.9. APLICACIONESLos densmetros determinan la densidad en lquidos y en slidos segn el mtodo de impulso ascensional. Estos densmetros son muy tiles para comprobar la densidad de plsticos, gomas, metales sinterizados, cermica, vidrio y otros materiales no metlicos. El modo de determinar la densidad en estos densmetros destaca por su alta precisin y por la rapidez de obtencin de los resultados de medicin. La medicin de la densidad en lquidos se realiza midiendo el impulso ascensional con un determinado cuerpo de cristal. La medicin de la densidad en slidos se realiza a travs del peso y el volumen de una muestra. El dispositivo de pesado de los densmetros para medir densidad determina el peso, el volumen se calcula por el empuje de la muestra dentro de un lquido, para lo que deber conocerse la densidad de este lquido.10. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

FsicaAUTOR: Joseph W. Kane,Morton M. Sternheim,Jos Casas Vzquez,David Jou Mirabent

Qumica inrganica experimental: Una gua de trabajo de laboratorioAUTOR: R.E. Dodd

Sistemas de Unidades FisicasAUTOR: Jos Luis Galn Garca

Fenmenos QumicosAUTOR: Carlos Arturo Correa Maya

Enciclopedia moderna: Diccionario Universal de literatura, ciencias, artes ...AUTOR: Francisco de P. MELLADO

http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/metros/densimetros.htm11. ANEXOS

10.1 Diagrama del equipo

Termmetro(A: 1C Rango: -20 C 110 C) Probeta Lquidos de prueba

GasolinaAlcohol Gaseosa

58,41845

GasolinaGaseosa AlcoholHidrmetro API) Hidrmetro Brix Hidrmetro GL)(A: 0.2 Rango: 40-60) (A: 0.5 Rango: 0- 35 ) (A: 0.1 Rango: 0-100)

12. CUESTIONARIO

12.1. Porque se utilizan las diferentes escalas de densidad en la industriaCada sustancia es diferente en sus propiedades fsicas y qumicas es por esto que se hace necesario el uso de diferentes escalas de densidad y de diferentes instrumentos de medicin que traten a las sustancias de diferente forma, de acuerdo con sus respectivos aspectos como son temperatura, densidad, presin, volumen.

12.2 Diferencia entre un alcohol industrial y un alcohol potableLa diferencia entre uno y otro estriba, en que en el primer caso, en cada cuba de fermentacin se produce el proceso completo de alcohognesis (siembra, llenado, fermentacin, muerte y destilacin de la cuba) desde el principio hasta el final, mientras que en el proceso "continuo" cada cuba permanece en una fase diferente del proceso de forma estacionaria, manteniendo un volumen y caudal constante de alimentacin y descarga.

12.3 Un cido sulfrico de 48B contiene 62% de H2SO4. Hallar la normalidad de este cido

12.4 Se disuelve en 500g de agua 180L de cloruro de hidrogeno medidos a 14C y 760mmHg. La disolucin resultante es de 20B. Calcular la concentracin de este cido en gramos de HCl y su molaridad.

11. ANEXOS

12.5. Construir grficos asumiendo valores de densidad relativa para la escala Baum para valores de 1, 1

Para fluidos ms ligeros que el agua