Determinazione della densità di un solido
Relazione di laboratorio: determinazione della densità di un solido
Introduzione
La densità di una sostanza è la quantità di materia presente in un volume unitario di detto corpo.
È una grandezza intensiva della materia in quanto il suo valore non dipende dalla quantità di sostanza considerata.
Sperimentalmente la densità di una sostanza viene calcolata facendo il rapporto tra la massa e il volume del campione considerato.
Per la determinazione della massa di un solido si usa la bilancia.
È invece possibile determinare il volume di un solido misurando il volume di acqua sollevato dal campione dopo che è stato introdotto in un cilindro graduato parzialmente riempito di acqua.
Se le dimensioni dei campioni lo permettono, a posto del cilindro graduato può essere utilizzata una buretta.
Scopo dell'esperienza
Determinare la densità di un solido.
Dimostrare che la densità è una proprietà intensiva della materia.
Attrezzature e materiali
Bilancia tecnica di sensibilità 0,01 g
Cilindro graduato da 100 mL o buretta da 50 mL
Serie di 3 campioni metallici di dimensioni diverse dello stesso materiale
Acqua
Procedimento
Pesare alla bilancia tecnica la massa di ciascun campione (m1, m2, m3).
Determinare il volume di ciascun campione. A tale scopo si riempie il cilindro o la buretta a circa metà con acqua; si annota il volume iniziale del liquido (V0).
Si introduce nel recipiente il primo campione della serie. Questa operazione deve essere fatta con cautela, evitando la formazione di schizzi di acqua. Nell'introdurre il campione bisogna inclinare leggermente il cilindro o la buretta, facendo in modo che il campione scivoli lentamente all'interno del contenitore graduato; in questo modo si evita che il campione cada violentemente sul fondo del recipiente, provocando la rottura del vetro.
Si legge il volume raggiunto dall'acqua (V'1).
Si introduce nel recipiente il secondo campione della serie.
Si legge il volume raggiunto dall'acqua (V'2).
Si ripetono le stesse operazioni anche per il terzo campione.
Elaborazione dati
Si determinano i volumi dei campioni metallici facendo la differenza tra il volume finale (dopo l'introduzione del campione) e il volume iniziale (prima dell'introduzione del campione) dell'acqua presente nel cilindro graduato. Nel caso della buretta si tenga presente che lo zero della graduazione è in alto, perciò il volume del campione è dato dalla differenza tra il volume iniziale e il volume finale del liquido.
Compilare la seguente tabella.
Conclusoni
Si è dimostrato che la densità è una grandezza intensiva in quanto il suo valore non dipende dalla granezza del campione in esame; infatti, nel limite degli errori sperimentali, le tre densità d1, d2 e d3 sono uguali (se non si sono commessi errori nello svolgimento della prova o nei calcoli i valori delle tre densità dovrebbero essere uguali).
Si è inoltre determinato il valore della densità media del campione che risulta essere ...... g/mL.
È possibile identificare il materiale del campione metallico confrontando il valore della densità media con i valori della densità dei principali metalli riportati nella tabella presente sul libro di testo.
Il valore della densità trovato risulta essere identico (o molto simile, nel limite degli errori sperimentali) a quello del....., pertanto si ritiene che il materiale dei nostri campioni sia..........
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