En el campo de la Química, es posible llevar a cabo varios procesos para determinar la composición o las características, que conforman a los diversos materiales. El volumen es una de las propiedades de la materia, que permiten esta condición.
En este post, explicaremos el concepto de volumen y cuáles son sus características.
Definición de volumen
El volumen en Química se refiere a la medida del espacio que tiene lugar un cuerpo determinado.
En este caso, la unidad de medida que se utiliza para poder describir un cuerpo, es el metro cúbico (m3). Aunque, por lo general se implementa el litro (L). En el caso del metro cúbico, define las dimensiones de un cubo, enfocado a 1 m de largo, 1 m de alto y 1 metro de ancho.
Uno de los elementos que intervienen e influyen directamente sobre esta propiedad de la materia tanto en los líquidos como en los gases, es la temperatura. Es decir que, si la temperatura se incrementa, los líquidos y los sólidos se dilatan, mientras que, en caso de que la temperatura disminuya estos materiales se contraen.
Medición del volumen en Química
Según el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad establecida para medir el volumen, es el metro cúbico (m3), como lo señalamos anteriormente. Pero, en el caso de querer medir la capacidad, se utilizan los litros.
En este sentido, para medir el volumen en Química de un material en el laboratorio, se suelen implementar instrumentos como: probetas o vasos precipitados. Para ello, se disponen procedimientos específicos que permiten este cálculo.
Ejemplo 1:
se introduce el objeto a medir en alguno de dichos instrumentos con un volumen de líquido conocido. Luego, de introducir el objeto se hace lectura del volumen nuevamente y se resta el valor obtenido. Este resultado corresponde al volumen del objeto.
Vs = Vfinal – Vinicial
Donde:
- Vs = Volumen del sólido
- Vfinal= Volumen de la última lectura con el objeto
- Vinicial= Lectura del volumen del líquido sin el objeto
Este procedimiento es llevado a cabo, en objeto irregulares. En lo que respecta a, los objetos regulares, se utilizan ciertas fórmulas matemáticas, como son:
Ejemplo 02:
calcular el volumen de un cubo cuyos lados miden 5 cm. En el caso del cubo, todos sus lados son iguales.
Calcular el volumen:
Volumen = 5cm x 5cm x 5cm= 125 cm3
∴ Volumen = 125 cm3
Ejemplo 03:
Calcular el volumen de un paralelepípedo cuya base (largo) mide 10 cm, tiene una altura de 4 cm y un ancho de 5 cm. Entonces:
Volumen = 10 cm x 4 cm x 5 cm = 200 cm3.
∴ Volumen = 200 cm3
Para cada uno de los casos, se implementan las fórmulas matemáticas según las características del material.
Relación entre volumen y temperatura
El volumen en Química, es la unidad que nos permite medir el lugar que ocupa en el espacio un cuerpo determinado. Esta condición en los objetos puede ser variable. Es importante considerar en este punto, el impacto que representa la temperatura.
Dado que, a mayor cantidad de calor los materiales aumentan su volumen, mientras que, a menor temperatura dichos materiales ocupan un volumen menor. Esto se presenta, debido a que las partículas que componen a estos cuerpos se mantienen en movimiento.
Este movimiento se incrementa con el calor, lo cual se puede explicar mediante la relación de la energía cinética y la energía calórica. En el caso de los gases, se puede estudiar mediante la ley de Charles, donde se relaciona la temperatura y el volumen bajo una presión constante.
Lectura del volumen
Cuando se mide el volumen de los sólidos, sustancias o materiales irregulares, es importante saber el método de lectura que se determinan mediante los instrumentos volumétricos. Al respecto, la lectura correcta se hace a la altura del menisco o también conocido como superficie curva del líquido.
Para ello, es preciso colocar el instrumento a la altura de la vista en un plano horizontal, ubicando la parte inferior del menisco o la parte superior de acuerdo a la sustancia que se esté utilizando.
De este modo, es posible determinar el volumen de una forma correcta y sencilla. Partiendo de estos datos, en el caso de los sólidos irregulares se procede a aplicar la fórmula indicada anteriormente y es la forma como se puede medir el volumen de los materiales.
