Determinação da Densidade de Metais Elementares

Por André Luis Silva da Silva
O termo densidade representa uma relação entre a massa de uma substância e o volume desta substância. Assim, quanto maior for a densidade de um corpo maior será sua massa por unidade de volume. A densidade geralmente é expressa na Química em gramas por mililitros (g/mL) para referir-se a substâncias no estado líquido, e em gramas por centímetros cúbicos, para referir-se à objetos no estado sólidos.

Abaixo é proposto um experimento, o qual é dividido em duas partes, uma para metais elementares e outra para ligas metálicas, que apresenta por objetivos principais  determinar a densidade absoluta de metais elementares no estado sólido, relacionar resultados encontrados com mostrados em Tabela Periódica e ainda predizer matéria prima de ligas metálicas comuns.

Esse experimento poderá ser realizado sem a necessidade de maiores instrumentações laboratoriais, sendo necessário apenas uma balança analítica de relativa precisão, provetas e pipetas graduadas. Como reagentes, recomenda-se que sejam utilizados os metais no estado sólido ferro (Fe), cobre (Cu), zinco (Zn), estanho (Sn), alumínio (Al), chumbo (Pb) e cromo (Cr), todos em pequenas porções (essas deverão ser introduzidas na proveta), ou ainda outros metais que se possua.

1° Parte do experimento: densidade absoluta dos metais.

  1. Separar três massas distintas de cada metal; com auxílio da balança, pesá-las separadamente, anotando resultado.
  2. Em uma proveta, adicionar certo volume específico de água com auxílio de uma pipeta graduada. Este volume deve ser precisamente determinado. Montar da mesma forma três sistemas.
  3. Adicionar a cada sistema respectiva massa do metal pesada no item 1, observando aumento do nível da água, o que caracteriza o volume do metal.
  4. Determinar o quociente massa/volume de cada sistema.
  5. Fazer uma média dos resultados obtidos.
  6. Comparar resultado obtido com descrito na Tabela Periódica.

2° Parte do experimento: identificação de metais em ligas.

  1. Repetir itens1 a 5 (1° parte).
  2. Comparar, por proximidade, valor obtido a resultados anteriores.

Abaixo são sugeridas algumas temáticas para discussão após a realização do experimento em suas partes 1 e 2.

  1. Como podem ser realizados cálculos da densidade para cada metal.
  2. Confecção de uma tabela com resultados encontrados e apresentados na Tabela Periódica.
  3. Como podem ser calculados os erros percentuais dos valores obtidos.
  4. Apresentação de hipóteses que justifiquem tais erros.
  5. Confecção de uma tabela com resultados para ligas metálicas.
  6. A comparação de tais resultados com densidade absoluta dos metais calculada anteriormente, deduzindo possível composição de tais ligas.

Referências:
ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.