Ejercicios de química resueltos. Introducción a la química. Densidad física. Brown 15ed. Ejercicio 1.18.a

[Ejercicios resueltos de densidad física]

Para identificar una sustancia líquida, una estudiante determinó su densidad. Con un cilindro graduado midió 45 mL de la sustancia y luego halló que la masa de la muestra era de 38.5 g. Sabía que la sustancia debía ser alcohol isopropílico (densidad 0.785 g/mL) o tolueno (densidad 0.866 g/mL). ¿Cuál es la densidad calculada y la identidad probable de la sustancia?

Etapa analítica

Usaremos [Axioma de densidad]. Dado que la sustancia clave es indeterminada usaremos sust para factor de conversión o subíndice (i) para teoremas.

Etapa numérica 1. Por factor de conversión

Al comparar la densidad calculada (0.856 g/mL) con las densidades teóricas de sustancias conocidas —isopropanol (0.785 g/mL) y tolueno (0.866 g/mL)— podemos concluir que lo más probable es que la muestra corresponda a tolueno, ya que su valor se encuentra dentro de un rango mucho más cercano al experimental. Este tipo de análisis se fundamenta en el principio de Arquímedes y en la importancia de la densidad como parámetro para la identificación química de sustancias. Aunque pequeñas variaciones experimentales pueden ocurrir debido a temperatura, impurezas o errores de medición, la comparación dentro de rangos característicos permite establecer una identificación confiable de la sustancia analizada.

Etapa numérica 2. Por teoremas de álgebra

Al comparar la densidad calculada (0.856 g/mL) con las densidades teóricas de sustancias conocidas —isopropanol (0.785 g/mL) y tolueno (0.866 g/mL)— podemos concluir que lo más probable es que la muestra corresponda a tolueno, ya que su valor se encuentra dentro de un rango mucho más cercano al experimental. Este tipo de análisis se fundamenta en el principio de Arquímedes y en la importancia de la densidad como parámetro para la identificación química de sustancias. Aunque pequeñas variaciones experimentales pueden ocurrir debido a temperatura, impurezas o errores de medición, la comparación dentro de rangos característicos permite establecer una identificación confiable de la sustancia analizada.

Etapa manual.

Referencias

Brown, T. L., LeMay, H. E. Jr., Bursten, B. E., Murphy, C. J., & Woodward, P. M. (2022). Chemistry: The Central Science (15th ed., AP Edition). Pearson Savvas Higher Education.

García García, J. L. (2025). Dimensional Analysis in Chemistry Textbooks 1900-2020 and an Algebraic Alternative. Educación química, 36(1), 82-108.

García García, J. L. (2025). Química general: Una guía moderna para bachillerato y universidad con enfoque algebraico. Ciencias de Joseleg. https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/p/quimica-general-garcia.html