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Determinación de la densidad de un sólido y líquido
 

Determinación de la densidad de un sólido y líquido

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Densidad, definida como la masa de una sustancia por unidad de volumen es una propiedad física importante para caracterizar un material o sistema químico.

Matemáticamente, la densidad se calcula como la masa de una sustancia por el volumen que ocupa. El símbolo griego "ρ" normalmente se utiliza para denotar la densidad en las ciencias físicas. Para obtener la densidad de una sustancia, su masa y volumen se determinan por la medida.

Este video presenta los principios de la determinación de la densidad, los procedimientos para el cálculo de la densidad de sustancias sólidas y líquidas tanto y algunas aplicaciones de densidad en la investigación científica.

Toda la materia tiene masa, y que la masa ocupa un volumen determinado.

Sin embargo, el volumen de espacio ocupado por la misma masa es diferente para diferentes sustancias, dependiendo de su densidad respectiva. Por ejemplo, una tonelada de ladrillos tiene la misma masa que una tonelada de plumas, pero ocupa mucho menos volumen. Densidad se obtiene dividiendo la masa por volumen. . Masa se puede medir con escalas o saldos y se expresa en gramos o kilogramos.

Por Convención, el volumen de líquidos y gases a menudo se expresa en unidades de litros o mililitros, medidos con cristalería. Las dimensiones de los sólidos regularmente en forma pueden medirse directamente con reglas o calibradores, que tienen unidades lineales, dando volúmenes en unidades como centímetros cúbicos. Un mililitro equivale a un centímetro cúbico.

Las dimensiones de muestras sólidas de forma irregular no puede medirse fácilmente. En cambio, se pueden determinar sus volúmenes por sumergir el sólido en un líquido. El volumen del sólido sumergido es igual al volumen de líquido desplazado.

Ahora que usted entiende el concepto de densidad, echemos un vistazo a dos protocolos para determinar con precisión la densidad de un líquido y un sólido.

Para comenzar este procedimiento, poner un limpio y seco matraz aforado de 50 mL en una balanza analítica. Después de la medición se ha estabilizado, Tarar la balanza. El equilibrio debe leer cero. Utilice un embudo para añadir aproximadamente 45 mL de líquido en el matraz. No lo llene hasta la marca de calibración. Utilice una pipeta Pasteur con cuidado agregar el final 5 mL de líquido, hasta que la parte inferior del menisco del líquido toca la línea en el matraz. Pesar nuevamente el matraz y registre la masa del líquido. Repita las mediciones por lo menos dos veces para obtener los valores adicionales para calcular una densidad media. Los resultados se muestran en esta tabla. La densidad promedio medida fue 0,789 g/mL, emparejar el valor de la literatura para el etanol.

Para determinar la densidad de un sólido irregular en forma de pellets, agregar aproximadamente 40 mL de agua a una probeta graduada 100 mL de limpia y seca. Registrar el volumen exacto. Coloque el cilindro en una balanza analítica y de Tara. Añadir aproximadamente 10 pastillas y registrar el nuevo volumen después de la adición. Pese el cilindro, agua y pastillas. La masa es sólo de las pelotillas, como el resto han sido tarada. Hacer al menos dos juegos adicionales de las mediciones de masa y volumen para calcular un valor promedio de la densidad. Se midió la densidad de zinc para tres muestras diferentes. Fue encontrado para ser 6,3 g/mL. Tenga en cuenta que, puesto que las mediciones se realizaron en un cilindro graduado, que es menos preciso que un matraz volumétrico, la densidad tiene menor grado de precisión.

Ahora veamos varias aplicaciones diferentes de la densidad a diferentes campo de la investigación científica.

Densidad es útil para identificar o validar los materiales puros, como elementos u otras especies de pureza conocida. Por ejemplo, porque el oro tiene una densidad más alta que muchos otros metales más baratos, calcular que la densidad de una moneda de oro es una forma rápida y barata para probar su pureza. Si la densidad no coincide con la de oro, la moneda no es pura. Aquí, una moneda de oro fue encontrada para tener una masa de 27,55 g y un volumen de 1,84 cm3, lo que da una densidad de 14,97 g/cm3, que es significativamente menor que la densidad del oro 19,3 g/cm3, que indica que la moneda no está hecha de oro puro.

Medidas de la densidad pueden utilizarse también para identificar una sustancia desconocida si una lista de las densidades de referencia posible y puede utilizarse para distinguir entre metales similares en apariencia. En este ejemplo, el científico trata de identificar dos muestras de metal plateado brillante, que puede ser aluminio o zinc. Mientras que las dos muestras tienen la misma masa, sus volúmenes son considerablemente diferentes. Las densidades se determinaron a 2.7 y 7,1 g/cm3 respectivamente, confirmando su identidad como aluminio y cinc.

Por último, las diferencias en densidad son útiles para separar componentes de una mezcla compleja. En un método llamado centrifugación gradiente de densidad, disminuyendo las concentraciones de sacarosa o polímeros son capas para crear un degradado. La muestra se añade luego en la parte superior. Después, esta mezcla es sometida a centrifugación, el hilado de la mezcla a alta velocidad para generar una "fuerza centrífuga" que conducirá a la formación de un gradiente de concentración de la molécula. Componentes de la mezcla se migrarán a un punto a lo largo de este gradiente con el cual su densidad es comparable.

En este ejemplo, un tipo específico de gotas lipídicas, o pequeñas gotas de las moléculas de grasa, fue aisladas de las células. Primero se obtuvo una mezcla homogeneizada rompiendo las células. Por centrifugación de la mezcla en un gradiente de densidad de sacarosa, las gotitas se separaron con éxito de otros componentes celulares que están hechas de lípidos, como las membranas de las células.

Sólo ha visto introducción de Zeus la determinación de la densidad de un líquido y un sólido. Ahora debería entender masa, volumen y densidad, así como tener una buena idea de cómo medir estas cantidades.

¡Gracias por ver!

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