17 abril 2011

Densidad

Las diferentes partículas que existen en la naturaleza están conformadas por partículas (átomos, iones o moléculas) que según las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentran definirán el estado de agregación molecular (sólido, liquido o gaseoso) y una condición muy característica.

Para caracterizar el estado tan singular de la sustancia, se emplea la propiedad física intensiva denominada densidad (ρ), que nos indicara la cantidad de masa del cuerpo material contenido en un volumen definido de ella.

Densidad. Fórmula

Por lo tanto la masa y el volumen de una sustancia la podemos evaluar así:

> masa:        m = ρ . V

> Volumen:   V = m / ρ

Unidades: Las unidades en la que puede estar la densidad son:

unidades densidad

Se debe tener en cuenta que:

1. Los valores de densidad de las sustancias dependen de la presión y temperatura a la cual se encuentre, pero no dependen de la gravedad; por lo tanto, la densidad de un cuerpo en la tierra es igual que en la luna, a la misma presión y temperatura.

2. Estando a la misma presión y temperatura es posible diferenciar a dos sustancias químicamente puras por sus valores de densidad, debido a que es una propiedad intensiva y característica de cada sustancia.

3. Para una sustancia quimica, generalmente se cumple: Dsolido > Dliquido > Dgas

4. La densidad de sustancias solidas y liquidas varia en cantidades muy pequeñas con la temperatura, por lo cual generalmente se considera constante en un rango de temperatura de 0°C a 30°C. En cálculos muy precisos se debe considerar que la densidad disminuye al aumentar la temperatura, esto se debe a la dilatación o aumento de volumen que experimentan las sustancias al ser calentadas.

Ejemplo Aplicativo:

Si en una probeta de 50 mL  de capacidad se dispone de 35 mL de agua destilada, y luego al agregar 108 gramos de tuercas de acero, se observo que el nivel de agua asciende hasta completar la capacidad de la probeta, determinar la densidad del acero en unidades S.I. (Sistema internacional Kg / m3)

problema densidad

Volumen de las tuercas: V = 50 mL – 35 mL = 15 mL = 15 cm3

Masa de las tuercas: m = 108 gr

Densidad Tuercas : 

ρ = 108 gr / 15 cm3 = 7,2 gr / cm3

ρ = 7200 Kg / m3

Densidad de una Mezcla:

Para una mezcla homogénea o heterogénea, su densidad se deberá establecer como la relación entre la masa total y el volumen total que se ocupa.

Si las mezclas contiene las sustancias A, B y C, entonces se cumple:

DENSIDAD DE UNA MEZCLA

Donde: ρT = densidad de la mezcla

Así mismo, tener en cuenta que cada sustancia mantiene intactas sus propiedades físicas, por lo tanto, tendremos para la sustancia A:

ρA= m/ VA     →   mA = ρA  . VA

Análogamente para las sustancias B y C, entonces reemplazando en la formula original:

densidad de mezlca sustancia

Ejemplo Aplicativo:

¿Cuál es la densidad de una aleación formada por 10 cm3 de cobre (ρ = 8,9 g / cm3) y 10 cm3 de plata (ρ = 10,5 g / cm3)?

Solución:

Hay que tener en cuenta que los volúmenes de ambos elementos son iguales.

Vcu = VAg = VMezcla = 10 cm3

Para la mezcla de cobre y plata, su densidad se expresa en:

ejemplo densidad mezcla

 

 

ρMezcla= 9,7 g / cm3

Peso Especifico:

El peso especifico (ϒ) es una propiedad intensiva, que mide el peso de una sustancia por unidad de volumen.

formula peso especifico

Donde:

ϒ = peso específico
P = es el peso de la sustancia
V = es el volumen que la sustancia ocupa
ρ = es la densidad de la sustancia
g= es la aceleración de la gravedad

Unidades:

En el sistema internacional se expresa en: N / m3

Ejemplos:

ϒ(H2O) = 9,8 x 103 N / m3

ϒ(aire) = 12,64 N / m3

ϒ(aceite) = 7,84 x 103 N / m3

Gravedad Especifica (G.E) o Densidad Relativa (Dr):

Es la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad de otra tomada como referencia denominada sustancia patrón. La gravedad específica es un numero adiminensional, es decir no posee unidades.

Por convención, la sustancia patrón para sustancias liquidas y solidas es el agua, y para gases o vapores es el aire, cuya densidad en condiciones normales es 1,29 g / L.

La gravedad específica se usa mas en la vida comercial que en la ciencia, así, una serie de sustancias (arena, vino, alcohol, etc.) se caracterizan frecuentemente mediante esta magnitud.

Ejemplo:

La densidad de la arena es 2,32 g / cm3 y del alcohol etílico (C2H5OH) es 0,78 g / mL a 20°C. Hallar la densidad relativa de cada cuerpo material.

Solución:

A 20°C, ρ (H2O) = 0,998 g / mL. , pero con fines practicos tomaremos:

ρ (H2O) = 1 g / mL

Dr (arena) = ρ (arena) / ρ (H2O) = 2,32 / 1 = 2,32

Dr (alcohol) = ρ (alcohol) / ρ (H2O) =0,78 / 1 = 0,78

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12 comentarios

ESTA SUPER ME AYUDO BASTANTE!!.=)

Sí opino lo mismo

gracias por la ayuda

Gracias por la ayuda

Soy una mamá que ayuda a su hija para el ingreso a la universidad, y la verdad, me ayudo mucho la página

Disculpa,¿Podrías poner la bibliografía?

que bien esto me ayudo mucho

como saco la molaridad si solo m dan densidad y % de una sustancia??

Hola muchas gracias por la información.
Podrias poner porfavor las referencias o bibliografia
Gracias



que bien esto me ayudo mucho graciasss

podrias poner la literatura citada?

Excelente, muy claro todo