5 metodo arquimedes y fiola

Universidad Nacional de Trujillo METALURGIA

PRACTICA Nº 5

I. Título:

“METODO DE ARQUIMIDES Y METODO DE LA FIOLA”

II. Objetivos:

Determinar la masa y densidad de sólidos utilizando el método de Arquímedes.

Determinar el peso específico de un mineral utilizando el método de la fiola.

III. Fundamento teórico:

Densidad de Minerales

La densidad de un mineral corresponde al peso que tiene un determinado volumen, y se expresa en unidades como (gramos / cm3) o (ton / m3). La densidad se puede determinar por el desplazamiento de agua en un vaso graduado cuando se agrega una cantidad conocida de mineral. Supongamos el siguiente caso:

Dado que al agregar 280 gramos de mineral, el volumen ocupado dentro de la probeta ha aumentado en 100 cm3, la densidad del mineral es:

Facultad de Ingeniería de Minas V CicloPágina 1


El principio de Arquímedes

Establece que todo cuerpo sumergido, total o parcialmente en un fluido experimenta una fuerza ascensional (Empuje) igual al peso de fluido desalojado.- Si un cuerpo de masa (m), densidad (ρ) y volumen (V), se cuelga de un

dinamómetro, obtendremos el peso en aire (Pc).- Si el cuerpo se sumerge en un líquido de densidad ( ρ ) el dinamómetro indicará

un peso aparente menor (Pap) debido al empuje del fluido E

- El peso aparente (Pap) del cuerpo totalmente sumergido en el fluido va a ser igual a su peso en aire Pc menos el empuje E:

Pap = Pc – E

- Teniendo en cuenta que la relación que existe entre la masa (m), densidad(ρ) y volumen (V)

ρ=mv

- Para reconocer el tipo de mineral que predomina utilizamos la siguiente formula:

ρmineral=peso secopeso húmedo

;g

cm3



El método de la fiola

- Consiste en aprender a determinar la densidad de pulpa familiarizando variables como el porcentaje de sólidos el peso, volumen de sólidos y líquidos de una mezcla de mineral más agua.

- Además es la mezcla matemática constituida de una porción de solidos de una granulometría casi uniforme y otra constituida por un líquido, generalmente agua.

- La pu lpa t iene carac te r ís t i cas p rop ias ta les como gravedad específica, peso y volumen, que generalmente son referidos en porcentajes de peso o volumen de los constituyentes.

- La dens idad de pu lpa , a l peso de la un idad de vo lumen que generalmente se denomina en kilogramos por litro o gramos por litro, puesto que la pulpa se comporta como un líquido o fluido.

- A la fiola también se le conoce como "matraces aforados" son recipientes de vidrio de cuello muy largo y angosto, en el cual tienen una marca que señala un volumen exacto a una temperatura determinada que está grabada en el mismo recipiente y generalmente es 20ºc. Se emplean en operaciones de análisis químico cuantitativo, para preparar soluciones de concentraciones definidas.

- Para calcular el peso específico del mineral utilizamos la siguiente formula:

Pe=B−A

V−(C−B )

Dónde:

A=Pesode la fiola

B=Pesode lafiolamas peso delmineral

C=pesode la fiolamas peso delmineralmas peso del agua

V=volumende la fiola



IV. Equipos, instrumentos y materiales:

Balanza.

Agua. Vaso graduado.

Fiola

Mineral o joya Hilo

V. Procedimiento

UTILIZANDO EL METODO DE ARQUIMEDES:

- Tenemos una muestra de mineral o joya la cual pesaremos en una balanza analítica.



- Luego pesaremos la misma joya sumergida en un vaso de precipitados con 100 ml de agua.

- Finalmente obtendremos ambos pesos con los cuales trabajaremos para obtener la densidad del mineral y saber de qué tipo de mineral se trata.

UTILIZANDO EL METODO DE LA FIOLA:

- Tener una fiola seca y limpia para pesarla en una balanza.

- Luego pesar la fiola con el mineral dentro de ella



- Posteriormente añadir agua teniendo en cuenta que el volumen de la misma es de 100ml para pesar la fiola con el mineral y agua dentro de la fiola.

VI. Cálculos y Resultados

1. MÉTODO DE ARQUÍMEDES

ρmineral=peso secopeso húmedo

ρ1=71.7618.71

=3.84 g

cm3

El mineral predominante según la ρ obtenida se trata de que esta pieza tenga más concentración de aluminio.

ρanillo=4.020.56

=7.18 g

cm3

El mineral predominante según la ρ obtenida se trata de una aleación de bronce.

ρacero=87.5911.95

=7.33 g

cm3

El mineral predominante según la ρ obtenida se trata de mayor concentración de acero.



ρarete 1=2.290.28

=¿ 8.18 g

cm3

El mineral predominante según la ρ obtenida tiene una concentración de acero

ρarete 2=0.870.09

=¿ 9.67 g

cm3

El mineral predominante según la ρ obtenida tiene una concentración de cobre.

2. MÉTODO DE LA FIOLA

Pe=B−A

V−(C−B )

A=63.40B=70.92C=167.61

V=100

Pe=70.92−63.40

100−(167.61−70.92 )

Pe=2.27

VII. Discusión de resultados:

Aunque con el método de Arquímedes podemos reconocer si la pieza que tenemos es verdadera y tiene el material que nos dijeron, no se puede detallar la cantidad de concentración de minerales por separado en caso de que se trate de una aleación.

Además que con este método nos ayuda reconocer la autenticidad de una joya y en casos de que la pieza no sea tan compleja de explicar de lo contrario si necesitamos datos detallados tendríamos que recurrir a otros métodos más precisos.

Otro método más usado es el de la fiola ya que también nos ayuda a determinar el peso específico de los minerales sin embargo no se usa con frecuencia ya que el mineral tendría que triturarse y en caso de que se trate de una joya esta se deformaría, es por ello de que no se usa con frecuencia.



Ambos métodos son muy factibles para la determinación del peso específico y/o densidad de minerales que son muy utilizados para pequeñas muestras en un laboratorio.

VIII. Conclusiones:

Con este análisis de las diferentes joyas o pequeñas muestras de minerales podemos determinar si es una auténtica o que mineral predomina basándonos y haciendo comparaciones con las densidades establecidos ya para los sólidos.

El buen manejo y control de la densidad de pulpa favorece en la concentración de minerales. Es importante la determinación de la misma ya que nos dará una idea de cómo están concentrados los minerales antes del proceso de concentración o flotación

IX. Referencias bibliográficas:

Consultado: Método de Arquímedes http://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_mecanica/densidades_udesa1.pdfCajabamba 31 de mayo 2013

Consultado: Determinación de la Densidadhttp://aleph.eii.us.es/palmero/docencia/arquimedes.pdf

Cajabamba 31 de mayo 2013

Consultado: Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/DensidadCajabamba 01 de junio 2013

X. Anexos:

TABLA DE DENSIDADES DE METALES

DENSIDADES DE LOS METALES MÁS CORRIENTES A 15 ºC

METALDENSIDAD METAL DENSIDAD


http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://aleph.eii.us.es/palmero/docencia/arquimedes.pdf

http://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_mecanica/densidades_udesa1.pdf


ALUMINIO 2,70 grs/ml COBRE 8,93 grs/mlCINC 7,10 " CROMO 7,10 "ESTAÑO 7,29 " HIERRO 7,87 "NÍQUEL 8,90 " PLATA 10,50 "PLOMO 11,30 " MERCURIO 13,50 "ORO 19,30 " PLATINO 21,50 "

DENSIDADES DE ALGUNAS ALEACIONES METÁLICAS

ALEACIÓN

DENSIDAD ALEACIÓN DENSIDAD

BRONCE 7,40 – 8,90 grs/ml LATÓN 8,40 – 8,70 grs/ml

DENSIDADES DE ALGUNAS TIERRAS, PIEDRAS Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

MATERIAL

DENSIDAD MATERIAL DENSIDAD

ALABASTRO 2,30 – 2,80 grs/ml BASALTO 2,70 – 3,20 grs/mlCALIZA 2,46 – 2,84 " CEMENTO 0,82 – 1,95 "CUARZO 2,50 – 2,.80 " MÁRMOL

ORDINARIO2,52 – 2,85 "

ARENA FINA SECA 1,40 – 1,65 " GRANITO 2,51 – 3,05 " DENSIDADES DE ALGUNAS MADERAS (Secadas al aire)

MADERA

DENSIDAD MADERA DENSIDAD

CEDRO 0,57 grs/ml CEREZO 0,76 – 0,84 grs/mlÉBANO 1,26 " ENCINA 0,69 – 1,03 "HAYA 0,66 – 0,83 " MANZANO 0,66 – 0,84 "NOGAL 0,60 – 0,81 " OLMO 0,56 – 0,82 "ROBLE 0,71 – 1,07 " PINO 0,31 – 0,76 "

DENSIDADES DE ALGUNOS LÍQUIDOS a 20ºC

LÍQUIDO

DENSIDAD LÍQUIDO DENSIDAD

ETANOL de 96º 0,810 grs/ml ACETONA 0,790 grs/mlMETANOL 0,790 " Ac. ACÉTICO

GLACIAL1,050 "

CLOROFORMO 1,475 " HEXANO 0,675 "TRICLOROETILENO 1,471 " AGUA

DESTILADA (4ºC)1,000 "


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