Ficha - AL 1.3 Densidade relativa de metais

 

Densidade relativa de metais

1. O gráfico contém informações sobre a relação massa/volume para três substâncias X, Y e Z e a tabela contém informações sobre a densidade relativa d, de alguns metais, à temperatura de 20 ºC.

Considerando o gráfico e a tabela, indique o que não é correto afirmar.

(A) A densidade relativa de Y é aproximadamente 5.

(B) A densidade relativa de Y é cerca de duas vezes superior à de X.

(C) O metal X é o magnésio.

(D) O metal X tem densidade relativa inferior à de Z.

 

2. Numa aula laboratorial de Química, um grupo de alunos tem como objetivo determinar a densidade relativa de duas amostras metálicas desconhecidas, pelo método da picnometria, de modo a poder identificá-las.

Durante as aulas, os alunos tomaram conhecimento que a densidade relativa traduz a relação entre a massa volúmica do material e a massa volúmica da substância estabelecida como padrão, a água.

Após a identificação das variáveis a medir, os alunos efetuaram as medições necessárias e preencheram a tabela seguinte.

2.1. Indique qual das relações permite determinar a massa de água equivalente ao volume do sólido.

2.2. Estabeleça a expressão que permite calcular a densidade relativa de cada sólido.

2.3. Calcule a densidade relativa de cada amostra e apresente o resultado com três algarismos significativos.

2.4. Sabendo que uma das amostras é de cobre e outra de zinco, cujas densidades relativas são 8,95 e 7,14, respetivamente, identifique a constituição de cada amostra.

 

3. Um picnómetro de sólidos apresenta a capacidade de 120,00 ml e massa de 60,00 g quando vazio. No seu interior, coloca-se um sólido metálico de cor cinzenta-clara de massa volúmica 2600 kg m-3 e volume 20,00 cm3 e completa-se com um fluido de massa volúmica 1200 kg m-3 até atingir o traço de referência. Nestas condições:

3.1. Indique o valor da densidade relativa do sólido introduzido no picnómetro e, utilizando uma tabela de densidades relativas ou de massas volúmicas, proponha uma possível identidade para o material de que é feito o sólido. Justifique.

3.2. Calcule a massa total, em g, que a balança indicaria.

 

4. Pediu-se a um grupo de alunos que determinasse a densidade relativa de um par de brincos iguais, por picnometria, para verificar se eram de ouro.
 

Os alunos mediram a massa dos dois brincos, com uma balança digital, tendo esta registado o valor 21,05 g. Depois, medindo a massa de um picnómetro com água e a massa do mesmo picnómetro com água e com os brincos no seu interior, puderam apurar que a massa de uma porção de água com o mesmo volume dos brincos era 1,10 g.

A massa volúmica do ouro é 19,32 g/cm3.

a) Com base nos valores medidos. calcule a densidade relativa do metal.

b) A determinação fez-se usando os dois brincos em simultâneo. Caso se tivesse usado apenas um dos brincos, o valor da densidade relativa esperado seria

(A) o mesmo, embora com maior incerteza.

(B) o mesmo, embora com menor incerteza.

(C) diferente e com menor incerteza.

(D) diferente e com maior incerteza.

c) Qual é a relação entre a massa volúmica do ouro e a sua densidade relativa?


d) Selecione a opção que completa corretamente a frase.

Os alunos fizeram uma medição ... da massa dos brincos e uma medição ... da massa de água.

(A) ... direta ... direta ...

(B) ... direta ... indireta .. .

(C) ... indireta ... direta .. .

(D) ... indireta ... indireta ...

e) Conclua, interpretando os resultados obtidos, se os brincos são de ouro.

 

5. Numa aventura passada na serra da Gralheira, um grupo de amigos encontrou aquilo que pensaram ser uma pepita de  ouro. Na dúvida, um deles disse: levamo-la para a escola e com um picnómetro tentamos descobrir se é mesmo ouro!

Assim fizeram. Seguiram o protocolo para a determinação da densidade relativa pelo método do picnómetro e os registos que efetuaram foram os da tabela.

A balança utilizada era digital e de precisão ± 0,01 g; a temperatura ambiente era de 20 ºC.

5.1. Identifique se há incorreções nos registos das massas. Em caso afirmativo, registe-as corretamente.

5.2. Refira os passos seguintes à determinação das massas da tabela anterior para a identificação da natureza da pepita e analise se o grupo de amigos pode concluir que havia grande probabilidade de ser uma pepita de ouro. Consulte tabelas para obter os dados de que necessita.

 

 

6. A determinação laboratorial de densidades relativas de sólidos de pequenas dimensões ou de líquidos pode fazer-se utilizando picnómetros.

Realizou-se uma experiência para calcular a densidade relativa de uma solução desconhecida. Os resultados obtidos encontram-se na tabela.

6.1. Tendo em atenção a informação da tabela, selecione das opções A, B, C e D aquela que permite determinar a densidade relativa da solução.

6.2. Calcule a densidade relativa da referida solução desconhecida.

 

7. Um picnómetro de sólidos apresenta a capacidade de 100,00 ml e a massa de 50,00 g quando vazio. No seu interior, coloca-se um sólido de massa 26,00 g e completa-se com um fluido de massa volúmica 1,000 g cm-3 até atingir o traço de referência. Nestas condições, é colocado numa balança que indica a leitura de 166,00 g. O volume do sólido, em cm3, é aproximadamente:

(A) 1,00

(B) 18,00

(C) 120,00

(D) 10,00

Apresente todos os passos de resolução.

 

 

8. Um técnico de uma associação de defesa do consumidor inspecionou cinco lojas suspeitas de venderem álcool fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada loja, mediu a densidade de cada uma, obtendo os valores indicados na Tabela II.

Pelas normas, o litro do álcool que abastece veículos deve ser constituído por 96% de álcool puro e 4% de água(% V/V) e as densidades relativas de cada um desses componentes são dadas na Tabela I.

Considere os volumes aditivos.

8.1. Verifique em quais das lojas, I, II, III, IV e V, as normas não estão a ser cumpridas.

8.2. Das lojas que não cumprem as normas, indique:

8.2.1. a que tem a mistura que se afasta das normas por ter mais álcool.

8.2.2. a que tem a mistura que se afasta das normas por ter mais água.

 

 

9. Para confirmar se um metal era estanho (d = 7,31) mediu-se a respetiva densidade relativa por picnometria.

O quadro seguinte mostra valores obtidos durante essa medição.

a) A incerteza associada á balança digital usada é:

(A) 1,00 g

(B) 0,10 g

(C) 0,1 g

(D) 0,01 g

b) A densidade relativa do estanho é dada por:

c) Calcule o erro percentual associado ao valor obtido.

 

10. Para provar aos colegas que um objeto é de chumbo puro, um aluno realizou uma experiência seguindo os passos:

A. Determinou a sua massa numa balança digital e registou m = 30,90 g.

B. Colocou o objeto no prato da mesma balança ao lado de um picnómetro cheio de água desionizada e avaliou a massa M deste.conjunto; registou M = 150,10 g.

C. Imergiu o objeto no picnómetro e avaliou a massa deste novo conjunto e registou o valor M'.

10.1. Indique a designação da grandeza que o aluno pretendia determinar com este protocolo.

10.2. O protocolo apresentado nos pontos A, B e C é muito simplificado. Complete-o com os passos que estão omissos para uma determinação rigorosa do valor em causa.

10.3. Com os dados obtidos, calcule o valor de M' que o aluno deveria ter encontrado.

Nota: Consulte tabelas para obter os dados de que necessita.

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