# Laboratorio di chimica in casa/Approfondimento: Densità

Laboratorio di chimica in casa
Copertina Tutti i moduli · Sviluppo

## Primi passi

* Il laboratorioLaboratorio di chimica in casa/Il laboratorio
* Dove reperire le sostanze chimicheLaboratorio di chimica in casa/Dove reperire le sostanze chimiche
* StrumentazioneLaboratorio di chimica in casa/Strumentazione
* SicurezzaLaboratorio di chimica in casa/Sicurezza
* Il metodo del chimicoLaboratorio di chimica in casa/Il metodo del chimico
* Pulizia del laboratorioLaboratorio di chimica in casa/Pulizia del laboratorio

## Nozioni teoriche

* La costituzione della materiaLaboratorio di chimica in casa/La costituzione della materia
* La struttura degli atomiLaboratorio di chimica in casa/La struttura degli atomi
* La configurazione elettronicaLaboratorio di chimica in casa/La configurazione elettronica
* Le leggi di combinazione degli elementiLaboratorio di chimica in casa/Le leggi di combinazione degli elementi
* L'elettronegativitàLaboratorio di chimica in casa/L'elettronegatività
* La nomenclatura chimicaLaboratorio di chimica in casa/La nomenclatura chimica
* Le equazioni di reazioneLaboratorio di chimica in casa/Le equazioni di reazione
* Alcuni tipi di reazione chimica
* La concentrazione delle soluzioniLaboratorio di chimica in casa/La concentrazione delle soluzioni
* La forma delle molecoleLaboratorio di chimica in casa/La forma delle molecole
* I legami chimiciLaboratorio di chimica in casa/I legami chimici
* Gli stati di aggregazione della materia
* L'equilibrio chimico
* Acidi e basi

## Strumenti utili

* Risorse in reteLaboratorio di chimica in casa/Risorse in rete
* BibliotecaLaboratorio di chimica in casa/Biblioteca
* Programmi per computer
* Tavola periodica degli elementiLaboratorio di chimica in casa/Tavola periodica degli elementi
Sostanze semplici:
* Cloruro di sodioLaboratorio di chimica in casa/Cloruro di sodio
* Nitrato di potassio
* Solfato rameicoLaboratorio di chimica in casa/Solfato rameico
* Carbonato di calcio
* Bicarbonato di sodio
* Solfato di calcio
* Ossido di calcio
* Idrossido di calcio
* Ossido piombico
* Ruggine
Sostanze versatili:
* AcquaLaboratorio di chimica in casa/Acqua
* Acido solforicoLaboratorio di chimica in casa/Acido solforico
* Acido cloridricoLaboratorio di chimica in casa/Acido cloridrico
* Idrossido di sodioLaboratorio di chimica in casa/Idrossido di sodio
* Perossido di idrogenoLaboratorio di chimica in casa/Perossido di idrogeno
* Ipoclorito di sodioLaboratorio di chimica in casa/Ipoclorito di sodio
* AmmoniacaLaboratorio di chimica in casa/Ammoniaca
* Acido fosforico
Sali di ammonio:
* Bisolfato di ammonio
* Solfuro di ammonio
* Bisolfuro di ammonio
* Carbonato di ammonio
* Bicarbonato di ammonio
Sali di sodio:
* Ossido di sodioLaboratorio di chimica in casa/Ossido di sodio
* Solfato di sodioLaboratorio di chimica in casa/Solfato di sodio
* Nitrato di sodio
* Nitrito di sodioLaboratorio di chimica in casa/Nitrito di sodio
* Solfuro di sodioLaboratorio di chimica in casa/Solfuro di sodio
* Idrogenosolfuro di sodio
* Polisolfuri di sodio
Sali di ferro:
* Ossido ferrosoLaboratorio di chimica in casa/Ossido ferroso
* Ossido ferricoLaboratorio di chimica in casa/Ossido ferrico
* Idrossido ferrosoLaboratorio di chimica in casa/Idrossido ferroso
* Idrossido ferricoLaboratorio di chimica in casa/Idrossido ferrico
* Cloruro ferrosoLaboratorio di chimica in casa/Cloruro ferroso
* Cloruro ferricoLaboratorio di chimica in casa/Cloruro ferrico
* Solfato ferrosoLaboratorio di chimica in casa/Solfato ferroso
* Solfato ferricoLaboratorio di chimica in casa/Solfato ferrico
* Nitrato ferrico
* Solfuro ferrosoLaboratorio di chimica in casa/Solfuro ferroso
* Solfuro ferrico
* Carbonato ferroso
* Carbonato ferrico
Sali di rame:
* Ossido rameosoLaboratorio di chimica in casa/Ossido rameoso
* Ossido rameicoLaboratorio di chimica in casa/Ossido rameico
* Idrossido rameicoLaboratorio di chimica in casa/Idrossido rameico
* Idrossido di tetraamminorameLaboratorio di chimica in casa/Idrossido di tetraamminorame
* Cloruro rameosoLaboratorio di chimica in casa/Cloruro rameoso
* Cloruro rameicoLaboratorio di chimica in casa/Cloruro rameico
* Nitrato rameicoLaboratorio di chimica in casa/Nitrato rameico
* Solfuro rameoso
* Solfuro rameico
* Carbonato rameicoLaboratorio di chimica in casa/Carbonato rameico
Sali di alluminio:
* Ossido di alluminioLaboratorio di chimica in casa/Ossido di alluminio
* Idrossido di alluminioLaboratorio di chimica in casa/Idrossido di alluminio
* Cloruro di alluminioLaboratorio di chimica in casa/Cloruro di alluminio
* Solfato di alluminio
* Nitrato di alluminio
* Solfuro di alluminioLaboratorio di chimica in casa/Solfuro di alluminio
* Carbonato di alluminio
Sali di stagno:
* Ossido stannoso
* Ossido stannicoLaboratorio di chimica in casa/Ossido stannico
* Idrossido stannosoLaboratorio di chimica in casa/Idrossido stannoso
* Cloruro stannosoLaboratorio di chimica in casa/Cloruro stannoso
* Cloruro stannicoLaboratorio di chimica in casa/Cloruro stannico
* Solfato stannoso
* Nitrato stannoso
* Solfuro stannoso
* Carbonato stannoso
Sali di piombo:
* Ossido piomboso
* Idrossido piombosoLaboratorio di chimica in casa/Idrossido piomboso
* Cloruro piombosoLaboratorio di chimica in casa/Cloruro piomboso
* Solfato piombosoLaboratorio di chimica in casa/Solfato piomboso
* Nitrato piomboso
* Solfuro piombosoLaboratorio di chimica in casa/Solfuro piomboso
* Carbonato piomboso
Nonmetalli
* Monossido di carbonio
* Anidride carbonicaLaboratorio di chimica in casa/Anidride carbonica
* Tetracloruro di carbonio
* Disolfuro di carbonio
* Anidride solforosaLaboratorio di chimica in casa/Anidride solforosa
* Anidride solforica
* Dicloruro di zolfo
* Dicloruro di dizolfo
* Idrazina
* Protossido di azotoLaboratorio di chimica in casa/Protossido di azoto
* Monossido di azoto
* Anidride nitrosa
* Diossido di azotoLaboratorio di chimica in casa/Diossido di azoto
* Anidride nitrica
* Cloruro di nitrosile
* Acido iodidricoLaboratorio di chimica in casa/Acido iodidrico
* Metanolo
* EtanoloLaboratorio di chimica in casa/Etanolo
* Naftalene
* TolueneLaboratorio di chimica in casa/Toluene
* Polietilene
* Polietilene tereftalato
* Polistirene
* AcetoneLaboratorio di chimica in casa/Acetone
* Acido acetilsalicilico
* Acetato di polivinile
* Polimetilmetacrilato
* Polimetilcianoacrilato
* Perossido di benzoile
* Stearina
* Stearato di sodio
* SaccarosioLaboratorio di chimica in casa/Saccarosio
* Acido ascorbico
* Glicerolo
* Metano
* Propano
* Butano
* Esano
* Tricloroetilene
* VanillinaLaboratorio di chimica in casa/Vanillina
* Fruttosio
* Xilitolo
* Acido oleico
* Acido linoleico
* Acido linolenico
* Acido stearico
* Glicole etilenico
* Acido salicilico
* Benzalacetone
* Dibenzalacetone
* Diacetone alcol
* Dietil etere
* CloroformioLaboratorio di chimica in casa/Cloroformio
* Acido formico
* Benzaldeide
* Nitronaftalene
* o-Nitrotoluene
* p-Nitrotoluene
* o-Toluidina
* p-Toluidina
* Alcol benzilico
* Benzaldeide
* Solfato di idrazonioLaboratorio di chimica in casa/Solfato di idrazonio
* Acido monocloroacetico
* Acido dicloroacetico
* Acido tricloroacetico
* Benzoino
* 3,4-difenil-2-ciclopentenone
* Piperidina

## Specifiche

* Metodi di cattura dei gasLaboratorio di chimica in casa/Metodi di cattura dei gas
* Smontare una batteria
* Smontare una pila a secco
* Estrazione dell'acido acetico dall'acetoLaboratorio di chimica in casa/Estrazione dell'acido acetico dall'aceto
* Estrazione del cromo dall'acciaio inoxLaboratorio di chimica in casa/Estrazione del cromo dall'acciaio inox
* Purificazione dell'alcol denaturatoLaboratorio di chimica in casa/Purificazione dell'alcol denaturato
* Test del biuretoLaboratorio di chimica in casa/Test del biureto

## Generali

* Saponificazione
* Distillazione
* FiltrazioneLaboratorio di chimica in casa/Filtrazione
* CromatografiaLaboratorio di chimica in casa/Cromatografia
* EstrazioneLaboratorio di chimica in casa/Estrazione
* Purificazione dei solidi
* Purificazione dei liquidi
* Purificazione dei gas
* CapsaicinaLaboratorio di chimica in casa/Capsaicina
* Carotene
* Licopene
* ClorofillaLaboratorio di chimica in casa/Clorofilla
* Antociani
* PiperinaLaboratorio di chimica in casa/Piperina
* Acido tannicoLaboratorio di chimica in casa/Acido tannico
* Juglone
* Trimiristina
* DistillatoreLaboratorio di chimica in casa/Distillatore
* LavandaLaboratorio di chimica in casa/Lavanda
* IdrogenoLaboratorio di chimica in casa/Idrogeno
* Elio
* LitioLaboratorio di chimica in casa/Litio
* Berillio
* Boro
* Carbonio
* Azoto
* OssigenoLaboratorio di chimica in casa/Ossigeno
* Fluoro
* Neon
* Sodio
* Magnesio
* Alluminio
* Carbonio
* Fosforo
* Zolfo
* CloroLaboratorio di chimica in casa/Cloro
* Argon
* Cromo
* Ferro
* Rame
* Stagno
* BromoLaboratorio di chimica in casa/Bromo
* Piombo
* IodioLaboratorio di chimica in casa/Iodio
* Apparecchio di KippLaboratorio di chimica in casa/Apparecchio di Kipp
* Bottiglia per gasLaboratorio di chimica in casa/Bottiglia per gas
* Pompa per filtrazioniLaboratorio di chimica in casa/Pompa per filtrazioni
* Apparecchio per l'anidride solforosa
* Alambicco
* CentrifugaLaboratorio di chimica in casa/Centrifuga
* Apparecchio per il punto di fusioneLaboratorio di chimica in casa/Apparecchio per il punto di fusione
* Spettrometro ad emissione atomicaLaboratorio di chimica in casa/Spettrometro ad emissione atomica

## Nozioni teoriche

* Densità
* Elettrolisi
* Legge di NernstLaboratorio di chimica in casa/Legge di Nernst
* Leggi dei gas
* Legge di BernoulliLaboratorio di chimica in casa/Legge di Bernoulli

## Articoli

* DetergentiLaboratorio di chimica in casa/Detergenti
* Leghe
* PlasticheLaboratorio di chimica in casa/Plastiche
* Colle
* Additivi alimentari
* Elenco degli strumenti
* Elenco delle reazioniLaboratorio di chimica in casa/Elenco delle reazioni
* Pesi molecolariLaboratorio di chimica in casa/Pesi molecolari
* Costanti di dissociazioneLaboratorio di chimica in casa/Costanti di dissociazione
* Costanti universaliLaboratorio di chimica in casa/Costanti universali
* Equazioni
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La densità è un valore numerico che esprime quanto pesa un volume di una determinata sostanza.
$Densit{\grave {a}}={\frac {peso}{volume}}\rightarrow D\ ={\frac {P}{V}}$
Di solito viene misurata in grammi su centimetro cubo:
$Densit{\grave {a}}={\frac {g}{cm^{3}}}$
Questa formula è molto utile, perché data una quantità di sostanza possiamo sapere il volume che occupa, o dato un volume possiamo sapere quanti grammi di sostanza vi sono contenuti.
$peso=densit{\grave {a}}\times volume\qquad volume=peso\div densit{\grave {a}}$
La densità di quasi tutte le sostanze è tabulata e presente su Wikipedia, ma alcune cose come le polveri delle sostanze (farina, zucchero, sabbia) non sono tabulate. Per misurarle bisogna svolgere un semplice procedimento.

## Procedimento

Essendo la densità un peso fratto un volume, dobbiamo prima determinare il volume dell'oggetto con cui stiamo misurandone il peso ed il peso del contenitore stesso. Poi si potrà procedere con le misure di densità delle polveri che di preferisce. Con questi dati, infine, troveremo il valore di densità che stiamo cercando.

### Volume dei solidi amorfi

Misurare la densità di un liquido o di una polvere in maniera precisa è facile, ma come si fa con un oggetto solido dal volume irregolare (per esempio un sasso)?
Per misurarne il volume si userà una tecnica ideata da Archimede attorno al 300 a.C.:
* Si riempie un contenitore già tarato con una certa quantità d'acqua;
* Si immerge il solido nel contenitore;
* Si misura di quanto il livello dell'acqua è salito.
* Si ricava la variazione di volume.
Il volume d'acqua spostato dal solido e salito su per il contenitore è uguale al volume dell' oggetto immerso.

### Volume degli oggetti più leggeri dell'acqua

Misurare il volume di un oggetto che cade a fondo è facile, ma come misurare quello di un oggetto che sta a galla? Si prenda ad esempio il tappo di sughero di una bottiglia. Questo non cadrà a fondo e non sposterà quindi tanta acqua quanto il suo volume. Per misurare il volume di solidi del genere bisognerà "costringerli" ad andare a fondo:
* Si riempie il contenitore tarato con dell'acqua;
* Si fissa all'oggetto un pesetto di ferro con un filo.
* Dopo aver segnato il volume iniziale, si immerge il pesetto, e si segna il volume complessivo;
* Infine si lascia immergere anche l'oggetto più leggero, e si segna il volume finale.
Il volume dell'oggetto sarà uguale al volume finale meno il volume complessivo (volume del pesetto + volume iniziale).
$V_{oggetto}=V_{finale}-\ (V_{iniziale}\ +\ V_{pesetto})$
Il peso dell'oggetto va misurato prima di immergerlo nell'acqua, per evitare che si bagni e che quindi si appesantisca.

### Volume del contenitore

Un procedimento analogo a quello adoperato in precedenza si può effettuare per trovare il volume interno di alcuni contenitori non tarati.
* Si versa dell'acqua nel contenitore fino ad un livello desiderato;
* Si segna il livello con un indelebile sulla superficie del contenitore
* Si versa tutta l'acqua all'interno di un contenitore già tarato, e si misura quanta acqua è uscita.
Così facendo si potrà misurare il volume di un contenitore anche di forma irregolare.
Questa tecnica servirà nel caso la densità da misurare fosse quella di solventi organici. Se non si disponesse di contenitori in vetro tarati non si potrebbero adoperare i misurini da cucina in plastica (che si scioglierebbero rovinandosi); occorrerà quindi adoperare un contenitore di vetro o di ferro, da tarare con la tecnica precedentemente spiegata.

### Volume delle polveri

La densità di una sostanza in polvere è diversa da quella della sostanza fusa, perché il peso di una certa quantità di sostanza è sostituito dal peso dell'aria (spesso il 30%-50%!). Se lo scopo è misurare il volume della polvere allora basterà versarla in un contenitore tarato, misurarne il peso, dividerlo per il volume e si trova la densità; ma se si volesse ricavare la densità della sostanza pura, senz'aria, bisognerà adoperare il procedimento utilizzato per misurare il volume dei solidi amorfi:
Si pesa una certa quantità di polvere, e poi la si versa in un contenitore contenente un liquido. Il volume di liquido spostato è pari a quello dei grani di polvere sciolti in soluzione, e non dell'aria, che è salita in superficie (e quindi non sposta nessun volume di liquido).

### Peso del contenitore

Per ottenere una misura abbastanza precisa della densità di un liquido o di una polvere (per esempio del sale fino da cucina) occorrerà una bilancina abbastanza sensibile, acquistabile nei supermercati di oggetti da cucina, dai rivenditori di vetreria da laboratorio, in farmacia o su internet.
* Se è una bilancina elettronica da laboratorio, per effettuare le misure basterà accenderla, poi posare su di essa il contenitore vuoto ed azzerare il contatore. Così facendo si eliminerà direttamente il peso del contenitore dalla misura, andando a misurare solo quello della sostanza pura.
* Nel caso si usasse una bilancina a molla, si svolgerà un procedimento analogo a quello effettuato con la bilancina elettronica: si poggia il contenitore su di essa e si procede a regolarla riportando la freccia sullo zero avvitando la manopola collegata alla molla di misurazione, posta dietro la bilancia.
* Se si fosse costretti a poter usare solo una bilancia da cucina (quella per pesare la farina per torte) andrà svolto un processo simile, ma bisognerà usare un contenitore voluminoso per misurare una gran quantità di sostanza. Se ne si misurassero solo pochi grammi la bilancia sarebbe troppo poco sensibile e farebbe una misura troppo imprecisa (o addirittura la molla potrebbe non muoversi nemmeno).

### Misura della densità

Dopo aver trovato il contenitore giusto per l'esperimento, lo si poggia sulla bilancia, la si regola e lo si porta a volume immergendovi la sostanza con un imbuto.
Il calcolo da fare sarà:
$Densit{\grave {a}}={\frac {peso}{volume}}$
Qui si riportano alcune misure a titolo di esempio:
| Sostanza | Peso misurato | Volume usato | Densità finale $D={\frac {g}{cm^{3}}}$ |
| Olio di oliva | ... | ... | ... |
| Alcol denaturato | ... | ... | ... |
| Zucchero bianco | ... | ... | ... |
| Sale fino | ... | ... | ... |
| Farina 00 | ... | ... | ... |
| Tuorlo d'uovo sodo | ... | ... | ... |

### Densità in litri

Talvolta la densità dei liquidi è espressa in grammi al litro, cioè quanti grammi della sostanza stanno in 1 dm$^3$ di volume.
${\frac {g}{L}}={\frac {g}{dm^{3}}}$
Il fattore di conversione è il seguente:
${\frac {g}{dm^{3}}}={\frac {g}{cm^{3}}}\times 1000$
La densità in grammi al litro è mille volte quella in rammi al centimetro cubo, perché un litro è mille volte più grande di un centimetro cubo. Perché mille e non dieci? Osserivamo la scala delle grandezze:
| Km | hm | dam | m | dm | cm | mm |
| 1000 | 100 | 10 | 1 | 0,1 | 0,01 | 0,001 |
Nel caso dei decimetri, sappiamo che una linea lunga 1 decimetro contiene 10 centimetri, ma nel caso dei decimetri cubi parliamo di un cubo con il lato di un decimetro. E se il volume di un cubo da volume di 1 cm$^3$ si trova facendo il cubo della lunghezza di un lato (1 cm), il volume di quello da 1 dm di lato si trova facendo 10 cm x 10 cm x 10 cm, dunque 10$^3$ cm$^3$, ossia 1000 cm$^3$. Comunque, se si dispone di una scatola cubica da 1 litro, si noterà che contiene 1000 cubetti da 1 cm$^3$ e non 10.
| Km$^3$ | hm$^3$ | dam$^3$ | m$^3$ | dm$^3$ | cm$^3$ | mm$^3$ |
| 1000$^3$ | 100$^3$ | 10$^3$ | 1$^3$ | 0,1$^3$ | 0,01$^3$ | 0,001$^3$ |

## Maggiori informazioni

* Densità Informazioni su it.Wikipedia
* Density Informazioni su en.Wikipedia

## Esercizi

La densità sarà un valore poco usata in laboratorio di chimica, ma se non si vogliono dimenticare le nozioni apprese (per poterle sfoderare casomai servissero), qui ci sono degli esercizi pratici per farsi la mano con le misurazioni.
Si prendano i seguenti oggetti:
    Un uovo, un grappolo d'uva ed una tazzina da caffè.
Poi si prendano i seguenti materiali:
    Un contenitore graduato contenente dell'acqua e del materiale per gli appunti.
Quindi si eseguano le seguenti azioni:
Prima di tutto bisogna pesare l'oggetto, semplicemente appoggiandolo sulla bilancia (precedentemente regolata sullo zero, visto che sopra c'è solo l'oggetto e non la tara) e ci si scriverà sul quaderno degli appunti il suo peso, per poi procedere con la misurazione del volume.
Per misurare il volume di quegli oggetti bisognerà scriversi sul taccuino per gli appunti il volume di acqua iniziale nel contenitore tarato, immergervi gli oggetti e calcolare di quanto è aumentato il livello dell'acqua. Da quello si ricava poi il volume di acqua spostato, che è uguale a quello del solido.
Infine si calcoli la densità:
$D_{uovo}={\frac {peso\ uovo}{volume\ uovo}}\quad D_{uva}={\frac {peso\ uva}{volume\ uva}}\quad D_{ceramica}={\frac {peso\ tazzina}{volume\ tazzina}}$
Si prendano i seguenti oggetti:
    Una tazzina da caffè, un bicchiere e un vasetto di vetro.
Poi si prendano i seguenti materiali:
Un contenitore graduato, del diluente per vernici ed il materiale per gli appunti.
Quindi si eseguano le seguenti azioni: Per calcolare la densità del diluente per vernici occorrerà un contenitore graduato in vetro, che dovrà essere tarato in maniera precisa.
Per farlo si possono seguire due vie differenti:
* Se è piccolo, allora va riempito fino all'orlo, e l'acqua va versata nel contenitore graduato, così da misurare il volume che può contenere il contenitore se riempito fino a dove c'è il segno (praticamente l'analogo della taratura per scolamento dei matracci).
* Se è grande, andrà tarato per riempimento, cioè si versa l'acqua prima nel contenitore graduato, fino a farle raggiungere il livello desiderato, e poi la si scola nel contenitore da tarare, e infine si segna con un indelebile o scalfendo il vetro con un chiodo il livello in cui l'acqua ha raggiunto il livello prescelto nel contenitore, e si ripete lo stesso procedimento fino a taratura completata.
Per misurare la densità del diluente per vernici basterà la tazzina, nel caso di bilancine precise, o il vaso in caso di bilance poco precise.
Prima si poggia il contenitore asciutto, quindi si regola la bilancia e poi si versa il liquido nel contenitore.
Infine si calcoli la densità:
$D_{diluente}={\frac {peso\ diluente}{volume\ diluente}}$

## In altri libri

* Fisica per le superiori/Densità