Densità relativa di solidi e liquidi - Densità relativa di solidi, Densità relativa di liquidi

Densità relativa di solidi e liquidi

Densità relativa di solidi

Strumenti

Matraccio da 50 ml

Termometro(risoluzione 1°c, portata150°c,campo di misura170°c)

Bilancia digitale(di risoluzione 0,01g)

Pipetta pasteur

Reagenti

Acqua distillata

Masse solide(piombo, rame, pezzetti metallici)

Procedura sperimentale

Riempire completamente il matraccio con acqua distillata

Rilevare temperatura

Eliminare l'eccesso d'acqua con una pipetta pasteur quindi portare a volume

Accertarsi che le pareti del matraccio siano ben asciutte

Massare con la bilancia digitale il matraccio contenente l'acqua(M₁)

Senza spostare il matraccio deporre sulla bilancia il corpo solido preso in considerazione(M₂)

Togliere il tutto dalla bilancia

Introdurre il corpo solido nel matraccio

Riportare a volume

Massare il matraccio contenente acqua e corpo solido

Ottenere tramite calcoli massa dell'acqua e massa del corpo solido

Ripetere le operazioni con gli altri solidi

Dati sperimentali

M₁=massa matraccio + acqua distillata

M₂= massa matraccio + acqua distillata + solido(non immerso)

MàM₂-M₁=massa del corpo

M₃=massa corpo +acqua distillata + solido(immerso).

M₄àM₂-M₃=massa acqua distillata avente lo stresso volume del solido.

d relà(M₂-M₁/M₂-M₃)densità relativa del liquido

Temperatura acquaà20°C

Osservazioni e constatazioni

Abbiamo ottenuto sia la massa del solido(M) che la massa d'acqua avente stesso volume del solido(M₄) attraverso calcoli, quindi indirettamente.

La densità relativa(d rel)si riferisce al rapporto tra ugual volume del solido e dell'acqua a 20°C; per questo, moltiplicando per il valore di densità dell'acqua a 20°C(0,99823) possiamo ottenere con facilità la densità relativa del solido rispetto ad un ugual volume d'acqua ma a 4°C.

Come si può osservare facilmente anche dai dati, i valori delle densità del rame e dello zinco, esclusi errori accidentali nel prendere le misure, si avvicinano abbastanza ai valori reali, di più quelli de rema che quelli del piombo,(densità rame=8,96; densità zinco=7,14).

Cosa che non si può assolutamente dire per il piombo, infatti, il valore reale è 11,4, ma noi abbiamo ottenuto un valore molto superiore.

Questo può essere causato, oltre ad un errore di prelevazione delle misure, da un errore nella procedura dell'esercitazione.

Poiché 1 centimetro cubo d'acqua a 4 °c pesa esattamente 1 grammo, la densità relativa di una sostanza è numericamente uguale alla densità assoluta espressa in grammi al centimetro cubo.

Densità relativa di liquidi

Strumenti

Matraccio da 50 ml

Termometro(risoluzione 1°c, portata150°c,campo di misura170°c)

Bilancia digitale(di risoluzione 0,01g)

Pipetta pasteur

Reagenti

Acqua distillata

Acido borico

Solfato rameico

Alcol etilico

Procedura sperimentale

Massare il matraccio vuoto(M₀)

Riempire completamente il matraccio con acqua distillata

Rilevare temperatura

Eliminare l'eccesso d'acqua con una pipetta pasteur quindi portare a volume

Accertarsi che le pareti del matraccio siano ben asciutte

Massare con la bilancia digitale il matraccio contenente l'acqua(M₁)

Svuotare il matraccio e avvinarlo con il liquido di cui si vuole calcolare la densità relativa

Riempire il matraccio con il liquido

Portare a volume

Massare il matraccio contenente il liquido(M₂)

ottenere tramite calcoli la massa dell'acqua, la massa del liquido, la densità relativa del liquido

Sciacquare il matraccio con acqua distillata

Ripetere l'operazione con un altro liquido.

Dati sperimentali

M₀= massa matraccio vuoto

M₁=massa matraccio + acqua distillata

MaàM₁-M₀=massa acqua distillata

M₂= massa matraccio + liquido

MiàM₂-M₀=massa del liquido

d relà(M₂-M₀/M₁-M₀)densità relativa del liquido

Temperatura acquaà20°C

Osservazioni e constatazioni

La densità relativa(d rel)si riferisce al rapporto tra ugual volume del solido e dell' acqua a 20°C; per questo ,moltiplicando per il valore di densità dell'acqua a 20°C(0,99823) possiamo ottenere con facilita la densità relativa del solido rispetto a un ugual volume d'acqua ma a 4°C.

Durante la procedura, tra un cambio di liquido e l'altro, abbiamo dovuto avvinare, cioè sporcare le pareti con il liquido prima di misurare; questo per eliminare ogni eventuale residuo del liquido precedente, che, potrebbe causare errori nelle misurazioni.

Conclusione di entrambe l'esperienze

Siamo stati in grado, con semplici misurazioni e semplici calcoli, di ricavare la densità relativa, di un solido e di un liquido, rispetto ad un uguale volume d'acqua a 4°c; e quindi anche la densità assoluta. 

Inoltre da queste esperienza e facilmente deducibile che la densità dei solidi, presi in considerazione è maggiore di quella dei liquidi presi in considerazione.

Discussione

CARATTERISTICHE REAGENTI

- acquaà formula H₂O.

L'acqua pura è un liquido inodore e insapore, che presenta una debole colorazione blu osservabile solo nelle acque profonde. A pressione atmosferica, ha punto di fusione 0 °c e punto d'ebollizione 100 °c; raggiunge la massima densità, pari a 1 g/cm³, alla temperatura di 4 °c e solidifica aumentando di volume.

-rameàsimbolo Cu

Elemento metallico marrone-rosso, numero atomico 29; appartiene agli elementi di transizione della tavola periodica. Conosciuto fin dalla preistoria, il rame è stato probabilmente il primo metallo utilizzato per costruire armi, utensili e attrezzi rudimentali.

Il rame fonde a circa 1083 °c, bolle a circa 2595 °c, ha densità relativa 8,9 e peso atomico 63,546. È caratterizzato da elevata conducibilità termica ed elettrica, buona resistenza alla corrosione, malleabilità, duttilità, ma anche bellezza, e trova quindi moltissime applicazioni.

-piomboà simbolo Pb

elemento metallico denso, con colore grigio-bluastro, numero atomico 82; appartiene al gruppo IVB (o 14) della tavola periodica.

Probabilmente uno dei più antichi metalli conosciuti, il piombo veniva utilizzato dai romani per costruire tubi per la distribuzione d'acqua; molto usate erano anche le leghe con lo stagno.

È solubile in acido nitrico, ma poco attaccabile dall'acido cloridrico e dall'acido solforico a temperatura ambiente. Reagisce lentamente con l'acqua, in presenza d'aria, per formare idrossido di piombo, un composto leggermente solubile.

Il piombo metallico è tenero, malleabile, duttile e, se riscaldato leggermente, può essere fatto passare attraverso piccoli fori. È poco resistente alla trazione ed è un cattivo conduttore d'elettricità. Se esposto all'aria, varia rapidamente aspetto e assume una colorazione blu-grigiastra piuttosto opaca, molto diversa dalla consueta lucentezza metallica. Fonde a 328 °c, bolle a 1740 °c, ha densità relativa 11,4 e peso atomico 207,20.

-zincoàsimbolo Zn

Elemento metallico di colore bianco-bluastro, numero atomico 30; è uno degli elementi di transizione della tavola periodica.

Lo zinco puro è un metallo cristallino, insolubile in acqua e solubile in alcol, in acidi e in sostanze alcaline.

Fonde a 420 °c, bolle a circa 907 °c, ha densità relativa 7,14 e peso atomico 65,38

-acido boricoàformula H₃BO₃

Polvere bianca cristallina è solubile in acqua calda (più di 25 g in 100 ml), in alcol e glicerina, e volatilizza in presenza di vapore acqueo.

È un acido assai debole, ottenibile dal borace mediante trattamento con acido solforico, ed è usato come soluzione antisettica e decongestionante per occhi. Industrialmente esso viene impiegato nella vetrificazione della ceramica, nei bagni galvanici e nella produzione di tessuti ignifughi

Per densità s'intende una grandezza fisica che esprime il rapporto tra la massa e il volume di un corpo, talvolta detta densità assoluta; nel Sistema Internazionale viene misurata in chilogrammi al metro cubo(Kg/m3).

Si definisce densità relativa il rapporto tra la densità assoluta del corpo e quella dell'acqua distillata alla temperatura di 4 °c, e ciò equivale ad assumere quest'ultima come unità di misura.

Poiché 1 centimetro cubo d'acqua a 4 °c pesa esattamente 1 grammo, la densità relativa di una sostanza è numericamente uguale alla densità assoluta espressa in grammi al centimetro cubo (come gia riporato nelle osservazioni).

La densità relativa può essere determinata in vari modi. I corpi solidi vengono pesati in acqua, in condizioni di completa immersione. La densità relativa si ottiene dividendo la massa del corpo per la massa d'acqua spostata( la massa dell'acqua di pari volume del solido). Questo si basa sul principio d'Archimede, che in fisica è il principio fondamentale che regola l'equilibrio dei corpi galleggianti. 

Esso afferma che un oggetto immerso parzialmente o totalmente in un fluido è sottoposto ad una spinta dal basso verso l'alto di intensità pari al peso del volume di fluido spostato.La spinta idrostatica, cioè la forza che agisce sul corpo dal basso verso l'alto, è diretta in verso opposto rispetto alla forza peso, e quindi riduce l'effetto di quest'ultima. Come conseguenza di ciò il peso di un corpo immerso nell'acqua, o in generale in un fluido, appare inferiore a quello dello stesso corpo nell'aria.

Dal principio d'Archimede si può dedurre che un corpo galleggia in un liquido solo se ha densità media minore di quella del liquido stesso. In queste condizioni, un corpo immerso totalmente in acqua, ad esempio, risente di una forza idrostatica maggiore del suo peso e subisce pertanto una spinta totale diretta verso la superficie dei liquido. L'equilibrio viene raggiunto quando il peso della porzione di acqua spostata dal corpo immerso solo parzialmente uguaglia esattamente quello dell'intero corpo.

Per determinare la densità relativa dei fluidi si utilizzano solitamente strumenti appositi, detti densimetri.