La mesure de la masse volumique

La masse volumique permet de déterminer le rapport entre la masse et le volume d'une substance. Puisque cette propriété est caractéristique (chaque substance possède sa propre masse volumique), déterminer cette valeur pour une substance inconnue permettra éventuellement de l'identifier.

Le protocole à suivre pour identifier la masse volumique dépend de l'état de la substance.

1. Faire le vide dans la seringue en poussant sur le piston.

2. Mettre le bouchon à l'extrémité de la seringue.

3. Tirer sur le piston jusqu'à ce que le volume maximal de la seringue soit atteint.

4. Insérer le clou dans le trou sur le piston.

5. Peser la seringue vide avec la balance à fléaux et noter sa masse.

6. Remplir la seringue du gaz inconnu jusqu'à ce que le volume maximal de gaz soit atteint.

7. Remettre le bouchon et le clou.

8. Peser la seringue à l'aide de la balance à fléaux et noter sa masse.

9. Calculer la masse du gaz inconnu.

10. Calculer la masse volumique du gaz inconnu.

11. Ranger le matériel.

Pour déterminer la masse volumique d'une substance gazeuse, il faut calculer le rapport entre la masse et le volume du gaz. Le volume est déterminé facilement par la quantité de gaz placée à l'intérieur de la seringue (dans la situation présentée ci-dessus, ce volume était 140 ml).

Pour connaître la masse du gaz, il faut soustraire la masse de la seringue (étape 4) à la masse de la seringue avec le gaz inconnu (étape 7).

Lorsque la masse a été déterminée, la dernière étape est de calculer la masse volumique.

Il est important de consigner tous les résultats expérimentaux dans un tableau des résultats. Voici un exemple d'un modèle de tableau pouvant être présenté.

Masse volumique d'un gaz inconnu

Puisque la masse volumique est une propriété caractéristique, il est possible de comparer la valeur de la masse volumique obtenue expérimentalement avec des valeurs théoriques.

​1. Peser le cylindre gradué vide à l'aide de la balance à fléaux et noter sa masse.

2. Verser 10 ml du liquide inconnu dans le cylindre gradué.

3. Peser le cylindre gradué avec le liquide à l'aide de la balance à fléaux. Noter la masse.

Pour déterminer la masse volumique d'une substance liquide, il faut calculer le rapport entre la masse et le volume du liquide. Le volume utilisé est connu, puisqu'il représente la quantité de liquide placée dans le cylindre gradué (dans les manipulations présentées ci-dessus, ce volume était 10 ml).
Pour connaître la masse du liquide, il faut soustraire la masse du cylindre gradué vide (étape 1) à la masse du cylindre gradué contenant le liquide inconnu (étape 3).

Après que la masse du liquide ait été calculée, il ne reste qu'à calculer la masse volumique.

Un tableau de résultats est essentiel pour présenter les résultats obtenus expérimentalement. Voici un exemple d'un modèle de tableau pouvant être présenté.

Masse volumique d'un liquide inconnu

Le liquide inconnu peut être identifié grâce à la masse volumique, étant donné que cette propriété est caractéristique. Si la substance est connue, il est possible de vérifier la qualité des manipulations en comparant la valeur expérimentale avec la valeur théorique.

Peser le solide inconnu à l'aide de la balance à fléaux.

Ajouter 50 ml d'eau dans le cylindre gradué.

3. Glisser délicatement l'objet solide dans le cylindre gradué.

4. Noter le volume d'eau total.

5. Calculer le volume du solide inconnu.

6. Calculer la masse volumique du solide inconnu.

7. Ranger le matériel.

La masse volumique d'une substance solide peut être déterminée en calculant le rapport entre la masse du solide et son volume. La masse a été déterminée à la première étape avec la balance. Pour trouver le volume, il faut déterminer le déplacement d'eau, soit la différence entre le volume d'eau avec le solide inconnu (étape 4) et le volume d'eau présent initialement dans le cylindre gradué (dans les manipulations ci-dessus, ce volume était 50 ml).

Lorsque le volume a été calculé, le rapport entre la masse et le volume permet d'obtenir la donnée la plus importante, soit la masse volumique du solide.

Afin de présenter de façon claire les résultats expérimentaux, il est important de faire un tableau des résultats.

Masse volumique d'un solide inconnu

Finalement, la valeur de masse volumique peut permettre soit d'identifier une substance inconnu ou, si la substance connue, de vérifier la qualité des manipulations.