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.
- Separar três massas distintas de cada metal; com auxílio da balança, pesá-las separadamente, anotando resultado.
- 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.
- 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.
- Determinar o quociente massa/volume de cada sistema.
- Fazer uma média dos resultados obtidos.
- Comparar resultado obtido com descrito na Tabela Periódica.
2° Parte do experimento: identificação de metais em ligas.
- Repetir itens1 a 5 (1° parte).
- 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.
- Como podem ser realizados cálculos da densidade para cada metal.
- Confecção de uma tabela com resultados encontrados e apresentados na Tabela Periódica.
- Como podem ser calculados os erros percentuais dos valores obtidos.
- Apresentação de hipóteses que justifiquem tais erros.
- Confecção de uma tabela com resultados para ligas metálicas.
- 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.
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/determinacao-da-densidade-de-metais-elementares/