materia clave objetivo de la prÁctica

Elaborado por: M en CF. LETICIA ORTEGA ALMANZA Página 1

MATERIA CLAVE TECNOLOGÍA FARMACÉUTICA I

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PRACTICA NO. 1 DURACIÓN APROXIMADA

DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOS

3 HRS

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

Determinar la densidad de un líquido y un sólido midiendo su masa y su

volumen usando tres metodos diferentes.

Determinar a partir de los resultados experimentales, cuál de los métodos es

el más exacto para medir la densidad de líquidos.

Analizar si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la

pureza de un líquido.

INTRODUCCIÓN TEORICA DE LA PRÁCTICA

Una propiedad física se puede medir y observar sin que la sustancia cambie su

identidad o composición, como la densidad, punto de fusión y ebullición, dureza,

maleabilidad.

UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO

LICENCIATURA EN QUÍMICO

FARMACÉUTICO BIOTECNÓLOGO


Propiedades extensivas e intensivas:

Las propiedades físicas de las sustancias pueden ser clasificadas como propiedades

extensivas e intensivas. Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de

muestra examinada. El volumen y la masa de una muestra son propiedades

extensivas debido a que son directamente proporcionales a la cantidad de materia.

Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de material examinado. El

color y el punto de fusión de una sustancia, por ejemplo, son las mismas para una

muestra pequeña o para una muestra grande.

Puesto que dos sustancias no tienen propiedades físicas y químicas idénticas a las

mismas condiciones, es posible utilizar las propiedades para identificar y distinguir

entre sustancias diferentes.

Densidad

La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor

es específico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de

otras.

La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de la

presión. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volumen:

d = m / V

Se acostumbra a expresar la densidad de los líquidos y sólidos en g/mL o g/cm3 y la

densidad de los gases en g/L.

Gravedad específica

La gravedad específica de una sustancia se define como la relación entre la densidad

de una sustancia y la densidad del agua, medida esta última a 4 °C. Por ejemplo: la

densidad del mercurio es 13.6 g/mL y la densidad del agua es 1.00 g/mL. La


gravedad específica del mercurio será:

gr. esp. =

La gravedad específica no tiene unidades, sirve para denotar cuántas veces es mas

pesada o más densa una sustancia con respecto al agua.

Principio de Arquímedes

Arquímedes (287-212 A. C.) se inmortalizó con el principio que lleva su nombre, cuya

forma más común de expresarlo es:

“Todo sólido de volumen V sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia

arriba igual al peso del fluido desalojado”.

La determinación de la densidad de sólidos por el principio de Arquímedes consiste

en determinar el empuje (E), el cual se halla realizando la diferencia entre el peso del

sólido en el aire (ws) y el peso aparente del sólido sumergido en el líquido (wa). El

volumen del líquido desalojado corresponde al volumen del sólido sumergido.

E = wdes = ws - wa = VdL

donde wdes es el peso de líquido desalojado, V el volumen del sólido y dL la densidad

del líquido.

Para la determinación de la densidad pueden emplearse instrumentos basados en el

principio de Arquímedes como la balanza de Westphal y los aerómetros.


DESARROLLO EXPERIMENTAL

Determinación de la densidad por el método geométrico

Pesar el sólido (ws) y medir sus dimensiones (si tiene una forma geométrica

regular). Si se trata de un paralelepípedo, el volumen corresponde al producto:

V = a x b x c

Donde a, b, c corresponden a las dimensiones.

Si el objeto es cilíndrico V = p r2h, siendo r el radio y h la altura o V = 4/3 p r3 si el

objeto es esférico.

Utilizar la regla y el Vernier para tomar los datos de las dimensiones de cada

sólido. Con los datos obtenidos se puede calcular la densidad.

Determinación de la densidad por el método de la probeta

El sólido se sumerge con cuidado y completamente en una probeta que contiene un

volumen exacto de agua (Vo ). Luego se lee cuidadosamente el volumen final (Vf ). El

volumen del sólido corresponde a la diferencia:

V = V = Vf - Vo

con los datos obtenidos se puede determinar la densidad


Figura 2.1 Método de la probeta

Determinación de la densidad por el principio de Arquímedes

Se pesa un vaso de precipitados o plástico parcialmente lleno de agua (wb). Luego se

ata el sólido con un hilo delgado y se suspende en el beaker con agua tal como se

ilustra en la figura 2.2. Asegurarse de que el sólido no toque las paredes del vaso. Se

obtiene el peso del sistema y se anota su peso como wT.

Figura 2.2 Principio de Arquímedes

La cuerda sostiene el peso del sólido pero no anula el empuje, de tal manera que wT

es igual al peso del recipiente con agua más el empuje (peso del agua desalojada por


el sólido, wdes).

E = wdes = wT - wb = VdL

Teniendo en cuenta la ecuación anterior, la densidad se puede calcular a partir de la

expresión:

Donde, si el líquido es agua, dL corresponde a 1.00 g/mL.

Determinación de la densidad del agua:

1. Calibrar la balanza, mediante el tornillo contrapeso que posee el aparato.

2. Medir la masa de la probeta limpia y seca.

3. Verter agua en la probeta hasta que alcance aproximadamente los 60 ml,

procurando que el menisco del agua quede muy cerca de una de las líneas de

graduación de la probeta. Utilice una pipeta para poner el menisco en la marca

deseada.

Procure que no quede líquido en las paredes externas e internas de la probeta para

no alterar la medición de volumen y masa.

Importante: El menisco del agua debe quedar tangente a la marca del volumen que

se estudia. Tenga el cuidado de que sus ojos estén a la misma altura del nivel del

líquido para disminuir los errores asociados al proceso de medición.

4. Una vez determinado el volumen, mida la masa de la probeta con el agua en la

balanza.

5. Sin vaciar la probeta agregue agua hasta una marca aproximada de 70 ml,

ayudándose de la pipeta. Una vez que determinó tal volumen y que limpió el líquido

de las paredes del recipiente, mida su masa.

6. Volver a repetir la operación anterior para cada uno de los volúmenes aproximados

siguientes: 80, 90 y 100 mililitros.


Determinación de la densidad por el método de la probeta

Se pesa la probeta vacía y seca (wo), enseguida se llena con V = 5.00 mL del

líquido problema y luego se pesa todo el conjunto (wf). La diferencia wf - wo

corresponde a la masa del líquido.

Entonces:

dL = (wf - wo) / V

Temperatura del líquido (T): __________ ºC

Peso de la probeta vacía (wo): __________ g

Figura 3.2 Método de la probeta

Determinación de la densidad por el principio de Arquímedes

Pesar un vaso de precipitados (en su lugar puede usarse un recipiente plástico)

parcialmente lleno con uno de los líquidos problema (wb). Luego se ata un sólido

de densidad conocida (sugerencia: Cu) con un hilo delgado y se suspende en el

beaker con el líquido tal como se indicó en la figura 2.2.

Procurar que el sólido no toque las paredes del vaso. Se obtiene el peso del


sistema y se anota su peso como wT.

La densidad del líquido se puede calcular con la ecuación siguiente:

Donde dS corresponde a la densidad del sólido (d Cu = 8.96 g /cm3) y wS a su

peso.


SUBSTANCIAS, MATERIAL Y EQUIPO

1 Metales: Fe, Cu, Al, Zn, bronce Agua.

1 Probeta Etanol

1 Calibrador o Vernier Butanol

1 Balanza Hexano

1 Pipeta de 10 ml Cloroformo

PREGUNTA/CUESTIONARIO A RESOLVER ANTES DE LA PRÁCTICA

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

Tambutti Romilio, Muñoz H. „Introducción a la física y a la química’; Universidad de

Salamanca, 1995, pag.149.

Rolle „Termodinámica; Pearson Educación, 2006, pag.104.

Cristóbal Valenzuela Calahorro „Química general: introducción a la química teórica; Editorial Limusa, 2002, pag.354.


TABLAS, GRÁFICAS Y/O DIAGRAMAS PARA REGISTRAR RESULTADOS Tabla 2.1 Datos para determinar la densidad por el método geométrico

Dimensiones

cilindro paralelepípedo

Sólido ws (g) r (cm) h (cm) a

(cm)

b

(cm) c (cm) V (cm3)

Fe

Cu

Al

Pb

Bronce

Tabla 2.2 Datos para determinar la densidad por el método de la probeta

Sólido Vo(cm3) Vf (cm3) V = V (cm3)

Fe

Cu

Al

Pb

Bronce


Tabla 2.3 Datos para determinar la densidad por el principio de Arquímedes

Sólido wT (g) wb (g) E = wT – wb

(g)

Fe

Cu

Al

Pb

Bronce

Tabla 3.1 Datos obtenidos con el picnómetro y la probeta

Método del picnómetro Método de la probeta

Líquido wpl (g) wpl- wp (g) wf (g) wf - wo (g)

etanol

butanol

hexano

o-xileno

cloroformo

Tabla 3.2

Datos obtenidos con el principio de Arquímedes

Sólido de referencia: __________


Líquido wT (g) wb (g) E = wT - wb

(g)

etanol

butanol

hexano

o-xileno

cloroformo

Tabla 3.3 Densidad de líquidos medida por diferentes métodos

Líquido d reportada

(g/mL)

d picnómetro

(g/mL)

d probeta

(g/mL)

d Arquímedes

(g/mL)

etanol

butanol

hexano

o-xileno

cloroformo


REPORTE DE LA PRÁCTICA

Con el volumen obtenido utilizando las dimensiones de cada pieza y la masa

correspondiente, calcule la densidad de cada muestra.

Con el volumen obtenido utilizando el volumen desplazado por el agua en cada caso,

determine la densidad de cada muestra.

Densidades obtenidas por los diferentes métodos

Sólido d reportada

(g/cm3)

d

geometría

(g/cm3)

d probeta

(g/cm3)

d

Arquímedes

(g/cm3)

Fe

Cu

Zn

Bronce

Establecer cuál es el método más exacto por comparación con la densidad reportada en

la literatura para cada líquido.

Establecer las posibles causas de los errores y cómo éstos influyen para que un método

sea más recomendable que otro.


CONCLUSIONES DEL ESTUDIANTE

ESTUDIANTE (S) GRUPO FECHA

PROFESOR CALIFICACIÓN

OBSERVACIONES



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CONSERVACIÓN DE MASA

3 HRS


Probar la ley de conservación de masa en ciertos metales


La ley de la conservación de la masa o de la materia, es un estado donde la masa de un

sistema cerrado seguirá siendo constante, sin importar los procesos el actuar dentro del

sistema. Una declaración equivalente es la materia no puede ser creada o ser destruida,

aunque puede ser cambiado. Esto implica que para cualquier proceso químico en un sistema

cerrado, la masa de los reactivos debe igualar la masa de los productos.

La ley de la conservación de la “materia” (en el sentido de la conservación de partículas) se

puede considerar como ley física aproximada de la cual sostenga solamente en el sentido




http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Mass

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Closed_system

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Matter


clásico antes del advenimiento relatividad especial y mecánicos del quantum. La masa

también no se conserva generalmente en sistemas abiertos, cuando las varias formas de

energía se permiten en, o fuera de, el sistema. Sin embargo, la ley de la conservación total

para los sistemas cerrados, según lo visto de su centro del ímpetu los marcos de inercia,

continúan sosteniendo en la física moderna.

En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es

igual a la masa total de los productos. Esto tiene una importancia fundamental ya que

permite extraer componentes específicos de alguna materia prima sin tener que desechar el

resto; también es importante debido a que nos permite obtener elementos puros, cosa que

sería imposible si la materia se destruyera.

Si quemamos en el aire una muestra de magnesio, este se combinara con oxigeno para

formar oxido de magnesio, un polvo blanco. Esta reacción química se acompaña de la

emisión de gran cantidad de luz y calor. Si pesamos el producto de la reacción, el oxido de

magnesio, encontraremos inevitablemente que pesa más que el trozo de magnesio original.

El incremento de peso se debe a la combinación del magnesio con el oxigeno del aire.

Numerosos experimentos han demostrado que el peso del producto de la reacción es

exactamente la suma de los pesos de magnesio y oxigeno que han combinado.

Conclusiones similares se pueden sacar de las reacciones químicas. Esto se resume en la

ley de conservación de la materia: durante la reacción química ordinaria, no se produce

ningún cambio apreciable en la cantidad de materia. Este enunciado es un ejemplo de la ley

científica o natural, es decir, una afirmación general que se basa en el comportamiento

observado de la materia y de la que no se conocen excepciones. Las leyes científicas no

pueden demostrarse rigurosamente.

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Special_relativity

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Quantum_mechanics

http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Center_of_momentum_frame



1. Agregar en un vaso precipitado 1g de limadura de cobre.

2. Agregar al vaso 42ml de la solución 1m de acido nítrico, disolver bien.

3. Agregar al vaso 32ml de la disolución de hidróxido de sodio 1m.

4. Acoplar un embudo en el matraz erlenmeyer.

5. Esperar que se forme un precipitado en el vaso precipitado y filtrarlo

6. Agregar 22ml de acido sulfúrico 1m y disolver bien.

7. Calentar hasta que quede un sólido.

8. Pesar el precipitado.

9. Registrar el peso.



Cobre en limadura

Acido nítrico 1M Balanza

Vaso precipitado Acido sulfúrico 1M

Hidróxido de sodio 1M Mechero bunsen

Matraz erlenmeyer Pipeta

Papel filtro Tripie

Embudo Tela de asbesto

PREGUNTA/CUESTIONARIO A RESOLVER ANTES DE LA PRÁCTICA El riesgo por exposición ambiental, es decir inhalación, es muy bajo, ya que es una sustancia

poco volátil. El sulfato de cobre es un irritante de la piel y membranas mucosas, incluyendo

nasal, garganta y ojos, cuando se expone por estas vías.

Traer equipo de protección: lentes, guantes y cubre bocas; ya que en este experimento puede

haber gases nocivos a la salud.

Trabajar con mucho cuidado.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Tambutti Romilio, Muñoz H. „Introducción a la física y a la química’; Universidad de

Salamanca, 1995, pag.149.

Rolle „Termodinámica; Pearson Educación, 2006, pag.104.

Cristóbal Valenzuela Calahorro „Química general: introducción a la química teórica; Editorial Limusa, 2002, pag.354.


TABLAS, GRÁFICAS Y/O DIAGRAMAS PARA REGISTRAR RESULTADOS

REPORTE DE LA PRÁCTICA Determinar peso inicial, peso final y diferencia de peso. ( Wo, Wf, ∆w)

Contestar las siguientes preguntas:

1. Cuál es el peso de la muestra de cobre inicial?

2. ¿Cuál es el peso del cobre obtenido al final?

3. ¿Como demuestra esto la ley de la conservación de la masa?

4. Escribe todas las reacciones llevadas a cabo en este experimento.

5. ¿De que otra manera se puede llevar a cabo este experimento?





OBSERVACIONES



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PRIMERA LEY DE TERMODINAMICA

3 HRS


Mostrar la relación cuantitativa entre el trabajo y el calor (equivalente mecánico del calor.)

INTRODUCCIÓN TEORICA DE LA PRÁCTICA La primera ley de la termodinámica, también conocida como el principio de

conservación de la energía, brinda una base solida para estudiar las relaciones entre

diversas formas e interacciones de energía.

Un planteamiento formal para la primera ley es :

Aunque la energía tome muchas formas la cantidad total de energía es constante y

cuando la energía desaparece en una forma aparece simultáneamente en otras





formas.

Ley de conservación de la materia.

En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos

es igual a la masa total de los productos. Esto tiene una importancia fundamental ya

que permite extraer componentes específicos de alguna materia prima sin tener que

desechar el resto, también es importante debido a que nos permite obtener

elementos puros, cosa que sería imposible si la materia se destruyera, para

resumirlo en pocas palabras, la materia no se crea ni se destruye solo se transforma.

Materia.

En física se llama materia a cualquier tipo de entidad física que es parte del universo

observable, tiene energía asociada, es capaz de interaccionar, es decir medible, y

tiene una localización espaciotemporal compatible con las leyes de la física.

Clásicamente se consideraba que la materia tiene tres propiedades que juntas

caracterizan: que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa y duración en el

tiempo.

Átomo.

En química y física, átomo (del latín atomum sin partes) es la unidad más pequeña

de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es

posible dividir mediante procesos químicos.

En el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más

pequeñas.

Joule encontró que se necesitaba una cantidad fija de trabajo por unidad de masa

por cada grado de aumento en la temperatura provocado por el agitador y que la

temperatura original del agua podía restablecerse por la transferencia de calor a

través del simple contacto con un objeto mas frio, así fue Joule mostro de manera

concluyente la existencia de una relación cuantitativa entre el trabajo y el calor y que

en consecuencia el calor es una forma de energía.

1caloria=4.186 j

j

Si el valor de j es el mismo para cualquier W convertida totalmente en Q se

habrá encontrado la equivalencia entre la energía mecánica y el calor esto es el


equivalente mecánico del calor j.

Para ilustrar este punto se deja caer una masa m, una altura h y se mide cuanto

aumenta su temperatura T, como W=mgh y Q = mCT entonces:

J=

La g y C se buscan en manuales de fisicoquímica y la h y T se miden

experimentalmente.



1. Colocar los balines en uno de los vasos de poliestireno ( que sirve de pared

adiabática para evitar intercambios de calor)

2. Medir la temperatura inicial Ti con ayuda del termómetro.

3. Tener mucho cuidado de no romper el termómetro.

4. Hacer la medición de la temperatura de manera que las municiones cubran

perfectamente el bulbo del termómetro para que haya equilibrio térmico entre

las municiones y el termómetro.

5. Tapar el vaso con otro vaso igual y se unen con masking tape.

6. Voltear N veces los vasos para hacer caer las municiones una altura h

cayendo en total una altura H=Nh

7. Destapar el sistema.

8. Medir la temperatura final Tf.

9. Sustituir la información obtenida en la ecuación.



6 vasos de poliestireno (unicel)

Cinta para cubrir ( masking tape)

500g de balines de plomo de 1mm de diámetro o menores.

Termómetro de mercurio (200 a 110 °C)



García -Colín, L.y Gogoy-Salas S. Conceptos Básicos en Termodinámica

Clásica.

Smith , J. Van Ness,H y Abbott, M. Introducción a la Termodinámica en

Ingeniería Quimica, 4 ed, Ed.McGraw-Hill,1997.

Resnick,R,Halliday,D y Krane,K.Fisica,4ª ed,Ed,CECSA, 1993.

Rolle C.Kurt.Termodinamica,6ª ed , Ed, Paerson,2006.

Yonus A.Cengel y Michael A, Boles.Termodinamica, 4ª ed, Ed, Mc Graw Hill-

interamericana 2003



Tabla 1. Resultados obtenidos para determinar el equivalente mecánico del calor.

experimento N H=nh (m) J=

(experimental)

J=

(teorico)

%error

1 4.186

2 4.186

3 4.186

4 4.186

5 4.186

6 4.186

7 4.186

8 4.186

9 4.186

10 4.186

Promedio del j experimental:_______________________


Realizar los cálculos necesarios para poder llenar la tabla de resultados. Contesta correctamente las siguientes preguntas:

1.- ¿Explica las razones por las cuales el valor experimental de j varia con respecto al

valor de j teórico en el caso especifico de esta práctica?

2.- ¿Sugiere otro tipo experimento en el cual el trabajo realizado por el sistema también

se transforme en calor además de mencionar la forma en que medirás el trabajo

realizado?

3.- ¿Discute la veracidad o falsedad del siguiente enunciado: si al estar volteando los

vasos se le imprime un poco de velocidad al sistema y la velocidad inicial de caída de

los balines no es cero se estará suministrando también energía cinética y el valor de j

puede resultar menor que el esperado?





OBSERVACIONES



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REACCIONES QUÍMICAS Y BALANCE DE MATERIA

3 HRS

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA Estudiar los cambios que ocurren en reacciones químicas y verificar la ley de

la conservación de la materia.

Realizar balance de materia con reacción química.

Realizar balance de materia sin reacción química.





INTRODUCCIÓN TEORICA DE LA PRÁCTICA El balance de materia de una reacción química se basa en la ley de la conservación de la

materia, la cual fue Enunciada por Antoinne Lavoisssier. “La suma de las masas de las

sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos”. La materia no

se crea ni se destruye, sólo puede ser transformada.

REACCIONES QUÍMICAS

Una reacción química es el proceso por el cual dos o más sustancias puestas en contacto

reaccionan entre sí o ejercen su actividad para formar una nueva sustancia, la misma que es

representada mediante una ecuación química.

Clasificación de las reacciones químicas

a) Por su mecanismo:

i) Reacción de Síntesis o combinación.- Dos más sustancias forman más de un compuesto,

ejemplo:

2H2 + O2 Þ 2H2O

REACCIONES QUÍMICAS Y BALANCE DE MATERIA

ii) Reacción de descomposición.- Una sustancia se descompone en dos compuestos,

ejemplo:

2 KClO3 Þ 2 KCl + 3 O2

iii) Reacción de simple sustitución.- Una sustancia de mayor afinidad desplaza a otra en un

compuesto, por ejemplo:

Mg + 2 HCl Þ MgCl2 + H2

iv) Reacción de Metátesis o doble sustitución.- Cuando reaccionan dos compuestos para

intercambiar sus cationes y/o aniones, por ejemplo:

NaCl + AgNO3 Þ AgCl + NaNO3


b) Por su reactividad.-

i) Reacciones reversibles.- Son aquellas reacciones que se desarrollan en ambos sentidos,

generalmente se dan en sistemas cerrados, por ejemplo:

I2 + H2 Þ 2 HI

ii) Reacciones irreversibles.- Son aquellas que se generan en un solo sentido, por ejemplo la

combustión del carbón, generalmente se dan en sistemas abiertos.

C + O2 Þ CO2

c) Por su intercambio energético

i) Reacción endotérmica.- Son aquellas reacciones que absorben calor o que necesitan

energía para que ejerzan su actividad, por ejemplo:

N2(g) + O2(g) Þ 2 NO (g) DH = 180.60 KJ/mol

Donde DH, significa calor a presión constante cuyo nombre técnico es ENTALPIA, observe

que DH es mayor a cero.

ii) Reacción exotérmica.- Son aquellas reacciones que liberan calor al medio ambiente, por

ejemplo:

CH4 + 2 O2 Þ CO2 + 2 H2O DH = -74.85 KJ/mol

Observe que DH es menor a cero o es un número negativo.

d) Por su Naturaleza

i) Reacción de neutralización.- Son aquellas reacciones ácido – base, por ejemplo:

HCl + NaOH Þ NaCl +H2O

ii) Reacciones de combustión.- Son aquellas reacciones de oxidación de combustibles, por

ejemplo:

C3H8 + 5 O2 Þ 3 CO2 + 4 H2O


e) Por el cambio de Estado de oxidación.-

i) Reacción de oxidación.- Son aquellas reacciones donde se manifiesta pérdida de

electrones, por ejemplo en la reacción:

Mg + 2 HCl Þ MgCl2 + H2

El magnesio cambia su estado de oxidación de 0 a + 2; con la consecuente pérdida de 2

electrones:

Mg0 Þ Mg+2 + 2eii)

Reacción de reducción.- Son aquellas reacciones donde se manifiesta ganancia de

electrones, por ejemplo en la reacción:

Zn + 2 HCl Þ ZnCl2 + H2

El Hidrógeno cambia su estado de oxidación de + 1 a 0; con la consecuente ganancia de 2

electrones:

2e- + 2 H+1 Þ H2


Balance de materia con reacción química (reacción cromato de potasio + nitrato de plomo)

1. En dos vasos de precipitados de 50 ml vierta 20 ml de agua destilada.

2. Adicione a cada vaso 0.1 g y 0.25 g de cromato de potasio.

3. En otros dos vasos de precipitados de 50 ml vierta 20 ml de agua destilada

4. Adicione a cada vaso 0.35 g de nitrato de plomo.

5. Verter las soluciones de cromato de potasio a las de nitrato de plomo


6. Utilizar un disco de papel filtro (debe determinar la masa del papel filtro seco) y

colocarlo a un embudo de plástico

7. Armar el soporte universal con aro metálico donde se instala el embudo y el

papel filtro

8. Filtrar por separado los productos obtenidos.

9. Secar el precipitado en el papel filtro en un horno secador.

10. Determinar la masa del precipitado.

Balance de materia sin reacción química (mezcla de alcohol etílico con agua)

1. En una probeta graduada de 100 ml, colocar 25 ml de agua destilada.

Determine la masa de agua (solución A)

2. En otra probeta graduada de 50 ml, colocar 10 ml de alcohol etílico.

Determinar la masa de alcohol (solución B)

3. Mezclar las soluciones A y B; determinar la masa, el volumen y la densidad de

la solución resultante

a. (solución C)

4. En otra probeta graduada de 100 ml, verter 25 ml de agua destilada.

Determinar la masa de agua destilada (solución D)

5. En una probeta graduada de 50 ml, añadir 20 ml de alcohol etílico. Determinar

la masa de alcohol (solución E)

6. Mezclar las soluciones D y E, determinar la masa, el volumen y la densidad de

esta mezcla resultante (solución F)

7. Mezclar las soluciones C y F (solución G)

8. Determinar la masa el volumen y la densidad de la solución G.



4 Vasos de precipitado de 50ml Alcohol etílico

1 Aro metálico Nitrato de plomo

2 Probetas de 100 ml. Agua destilada

2 Probetas de 50 ml Cromato de potasio

1 Soporte universal Papel filtro

1 Embudo de plástico

PREGUNTA/CUESTIONARIO A RESOLVER ANTES DE LA PRÁCTICA 1. ¿Qué es la radiación?

2. ¿Qué es la irradiación?

3. ¿Cuál es la diferencia con la convección y conducción?

4. ¿Por qué decimos que es un fenómeno volumétrico?


ALVAREZ, ALFREDO; VALENZUELA, JULIO y YUJRA, FEDERICO. Prácticas de

química general 1984

BABOR, JOSEPH - IBARZ, JOSÉ. Química General Moderna. Sava Ed. Editorial Marín

(1977)

Noreña Villarias, Francisco FÍSICA 2 PARA TERCER AÑO, 2004 2DA REIMPRESIÓN

SEP

Engel A. Yunus, Boles Michel A. TERMODINAMICA, cuarta edición 2003 Mc Graw Hill

Interamericana p.p384, 385.

Montiel, Pérez Héctor, FÍSICA GENERAL, cuarta reimpresión 2004, Creaciones Cultural.

Skoog, West, Holler, Crouch, FUNDAMENTOS DE LA QUIMICA ANALITICA octava

edición, 2005, Thompson

Rolle Kurt C. TERMODINÁMICA, sexta edición, 2006, Prentice Hall


TABLAS, GRÁFICAS Y/O DIAGRAMAS PARA REGISTRAR RESULTADOS Y X

T1L1 Θ 1

T2L1 Θ 2

T3L1 Θ 3

T4L1 Θ 4

T5L1 Θ5

REPORTE DE LA PRÁCTICA Comparar con graficas los cambios de temperatura de cada una de las latas contra el tiempo en

relación al tiempo

Donde T1-T2=Δ de temperatura

De L1

T1=temperatura del fondo Θ= TIEMPO

T2=temperatura de la superficie





OBSERVACIONES



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TRANSFERENCIA DE MASAS

3 HRS


Observar el proceso de transferencia de masa por medio de la deshidratación de fruta (Manzana).

INTRODUCCIÓN TEORICA DE LA PRÁCTICA La masa es la cantidad de materia contenida en un cuerpo que ocupa un espacio sea gas,

liquido o solido.

Si partimos de la ley de la conservación de la materia (la materia no se crea ni se destruye

solo se transforma) tenemos que si añadimos la masa de un cuerpo aumentara su masa en

la misma proporción del cuerpo añadido.

La materia se puede transferir de un sistema a otro, si tenemos a una masa fija existen dos





formas de transferencia: el trabajo y el calor. La masa tiene propiedades proporcionales

como entropía, energía.

Entropía: Es una medida de la energía no disponible en un sistema. En términos generales la

entropía es una medida de desorden o aleatoriedad; mientras mayor es la entropía de un

sistema, menos disponible esta la energía de ese sistema para efectuar trabajo o transferir

calor, así un sistema de alta presión por ejemplo tiene menor energía que el mismo sistema

al equilibrar su presión con el ambiente.

Para medir la transferencia de masa se puede usar un volumen de control para su análisis,

así concentramos la atención en un volumen particular, en el espacio hacia el cual, o desde

el cual fluye la sustancia; por ejemplo una bomba, una turbina o un globo que se infla y se

desinfla.

La superficie que rodea completamente al volumen de control se denomina superficie de

control.

En una transferencia de masa o de calor, la masa puede cruzar la superficie de control

pudiendo haber un cambio en las propiedades de la masa dentro del volumen de control en

un tiempo determinado siendo la masa constante.


Cortar rodajas de aproximadamente 1cm de grosor

2.- Pesar rodajas (peso inicial)

3.- Colocar rodajas en una charola de aluminio.

4.- Pesar charola con las rodajas de manzana.

5.- Calentar durante 15 min la mufla a 250 ºC

6.- Meter la charola con la manzana la mufla (250ºC) y dejar por lapsos de 10 min, dejar que

se enfrié y tenga una temperatura ambiente y pesar nuevamente, registrar el peso (realizar

este mismo procedimiento 6 veces).



2 Manzana 2 Cajas de Petri (vidrio)

1 Cuchillo 1 Mufla

1 Charolas de aluminio 1 Desecador

1 Pinzas para crisol 1 Balanza

PREGUNTA/CUESTIONARIO A RESOLVER ANTES DE LA PRÁCTICA 1. ¿Qué es masa y cuál es su deferencia con el peso?

2. ¿Qué propiedades termodinámicas tiene la materia?

3. Definir entropía

4. ¿Qué relación existe entre el volumen de control superficie y de control en un proceso de

transferencia de masa?


Potter Merle C., Scott Elaine P., TERMODINAMICA, 2006, Thompson, pp

Cengel A. Yunus, Boles Michel A. TERMODINAMICA, cuarta edición 2003 Mc Graw Hill Interamericana p.p384, 385.


De Juana José María, FÍSICA GENERAL Volumen I. segunda edición 2003, Prentice Hall.




REPORTE DE LA PRÁCTICA Determinar el porcentaje de humedad de la muestra utilizando (peso inicial de la manzana y la

charola - peso final de ambos) X100/peso inicial.

%= (Pik+pch -pf k+pch*100 )/Pi.





OBSERVACIONES



563216


CONVECCIÓN Y RADIACIÓN

3 HRS


Observar la transmisión de radiación solar en el agua

INTRODUCCIÓN TEORICA DE LA PRÁCTICA La radiación es la propagación del calor por medio de ondas electromagnética esparcida,

incluso en un vacío a una velocidad de 300,000 km/s.

Es una forma de transmisión de calor no es propagado por un medio material sino por ondas

electromagnéticas. Consiste en ondas que un cuerpo caliente emite en todas las direcciones

se pueden transmitir diversas longitudes de onda el ejemplo más común es la energía que el

Sol nos brinda o el microondas.

La radiación también está descrita como la energía emitida por la materia en forma de

fotones como resultado del cambio de configuraciones electrónicas de los átomos o

moléculas. Esta energía no requiere un medio material para propagarse.





La radiación es un fenómeno volumétrico y todo sólido líquido o gas la transmiten, absorben

o emiten radiación en diversos grados. A diferencia de la conducción y convección la

transferencia de calor por radiación es posible entre dos cuerpos aun cuando estos estén

separados por un medio más frío entre los dos.

También puede ser un fenómeno superficial ya que todas las superficies emiten energía

como radiación y todas las superficies absorben parte de la energía radiactiva que incide

sobre la superficie que emana del entorno.

Los cuerpos con superficies que poseen un límite superior de la cantidad de radiación que

puede ser emitida para cualquier temperatura se denominan cuerpos negros.

En los estudios de transferencia de calor es importante la radiación térmica que es la forma

de la radiación emitida por los cuerpos debido a su temperatura. Difiere de otras formas de

radiación electromagnética como los rayos α, β, γ y rayos Χ que no se relacionan con su

temperatura. La irradiación es el porcentaje o cantidad de radiación medida en W que es

emitida a una superficie.

Las propiedades radiactivas adimencionales son reflectividad y transmisividad con valores

del 0 al 1.

Un material que no transmite radiación a través de él es un cuerpo opaco y su

transmisividad (TR) es cero.


1. Pintar el interior de una lata de blanco (L1)

2. Pintar el interior de una lata de negro (L2)

3. Esperar a que seque.

4. Colocar 250 ml de agua en cada una

5. Colocar L1 debajo de la luz solar

6. Medir el tiempo que tarda el tiempo en elevarse la temperatura 10°, 20°, 30°, 40°, 50°


7. Del mismo modo L2 se coloca bajo el sol

8. Medir el tiempo que tarda el tiempo en elevarse la temperatura 10°, 20°, 30°, 40°, 50°

9. Hacer una grafica x=temperatura, y=tiempo.


2

Latas de aluminio 2 Termómetro

1 Pintura de aceite (blanca y negra) 1 Cronómetro

500 mL

Agua

PREGUNTA/CUESTIONARIO A RESOLVER ANTES DE LA PRÁCTICA 1. ¿Qué es la radiación?

2. ¿Qué es la irradiación?

3. ¿Cuál es la diferencia con la convección y conducción?

4. ¿Por qué decimos que es un fenómeno volumétrico?



Noreña Villarias, Francisco FÍSICA 2 PARA TERCER AÑO, 2004 2DA REIMPRESIÓN

SEP




Skoog, West, Holler, Crouch, FUNDAMENTOS DE LA QUIMICA ANALITICA octava

edición, 2005, Thompson


TABLAS, GRÁFICAS Y/O DIAGRAMAS PARA REGISTRAR RESULTADOS X Y

T1L1 Θ 1

T2L1 Θ 2

T3L1 Θ 3

T4L1 Θ 4

T5L1 Θ5



Comparar con graficas los cambios de temperatura de cada una de las latas contra el tiempo en

relación al tiempo

Donde T1-T2=Δ de temperatura

De L1

T1=temperatura del fondo Θ= TIEMPO






OBSERVACIONES



563216


CONVEXIÓN

3 HRS


Observar las corrientes conectivas en una mezcla de agua con arroz

Comparar al inicio de la transmisión de calor por convección las temperaturas de la

superficie.


Para que exista transmisión de calor por convección se considera que el calor fluirá a

través de un medio cuyas moléculas o partículas presentan movimiento relativo, es decir

un medio líquido, gaseoso, o más genéricamente un medio fluido.

La convección puede ser natural o forzada y se justifica:

Por la diferencia de densidad o de peso específico que aparece debido a las diferentes





temperaturas. Esto produce que el fluido más frío circule hacia abajo y el más caliente

hacia arriba, produciendo una corriente ascendente. En esta consideración participa la

fuerza de gravedad, pero en el caso que no entre en juego por estar el sistema en el

espacio exterior, la convección natural también tiene lugar, por el siguiente punto.

Las partículas líquidas o gaseosas tienen movimientos relativos continuos, que aumentan

al aumentar sus estados térmicos. Este movimiento transporta la energía calórica en forma

de energía cinética mientras se desplaza la partícula y va colisionando con las millones

que encuentra en su camino, y a su vez éstas hacen lo mismo, verificándose una

convección a nivel molecular de flujo muy turbulento. El movimiento de las partículas es

conocido como movimiento browniano.

La convección es la propagación del calor por el movimiento de la sustancia caliente. Se

lleva a cabo cuando un cuerpo está en proceso de calentarse y finaliza cuando se apaga

la llama en un vaso caliente. Las partes que “mueven” el calor se llaman corrientes de

convección.

La movilidad de las moléculas de los fluidos permite la transferencia de calor por convección

siendo resultado de una transferencia de calor por convección siendo resultado de una

transferencia de masa que puede ser natural o forzada.

Según la ley 0 de la termodinámica si un cuerpo entra en contacto con otro va a transferir

calor tendiendo a alcanzar la misma temperatura.

Al calor también llamamos energía calorífica y siempre se propaga de caliente a frío, este

tipo de transmisión solo se observa en fluidos. A diferencia de la convección el calor no

avanza por si mismo por un cuerpo o sustancia sino que la sustancia lleva una parte de su

calor.



1. Colocar el anillo metálico la tela de asbesto en el tripié

2. Colocar en el vaso de precipitados el agua y el arroz

3. Calentar el vaso precipitados

4. Colocar los termómetros dentro del vaso, un termómetro tocando el fondo (T1) y otro

termómetro tomar la temperatura a 1 cm debajo de la superficie (T2)

5. Medir el tiempo en que se llega a la misma temperatura y observar las corrientes

convectivas.


Mechero de bunsen Cronómetro

Arroz (100g) termómetros

Agua Encendedor

Vaso de precipitados de 500 ml Tela de asbesto

Tripie




Noreña Villarias, Francisco FÍSICA 2 PARA TERCER AÑO, 2004 2DA REIMPRESIÓN SEP




Skoog, West, Holler, Crouch, FUNDAMENTOS DE LA QUIMICA ANALITICA octava edición,

2005, Thompson



REPORTE DE LA PRÁCTICA Determinar el cambio de la temperatura del fondo del vaso con la superficie y el tiempo al que

se llega a la misma temperatura.

Donde T1-T2=Δ de temperatura………….formula 1

T1=temperatura del fondo






OBSERVACIONES



563216

PRACTICA NO. 8 DURACIÓN APROXIMADA TRANSPORTE POR CONVECCIÓN Y CÁLCULO DEL COEFICIENTE CONVECTIVO

3 HRS

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA Observar el estudio de la transferencia de calor por convección natural y forzada de

sólidos a través de un fluido, para poder explicar la convección en un líquido y

calcular el coeficiente de convección.


La convección es el mecanismo transferencia de calor a través de un fluido con

movimiento masivo de éste. En la convección existe movimiento del fluido a nivel

macroscópico mientras que en la conducción existe movimiento a nivel microscópico,





atómico o molecular, pero no a nivel macroscópico, movimiento de volúmenes

relativamente grande de los fluidos.

La convección se clasifica en natural y forzada. En la convección forzada se obliga al

fluido a fluir mediante medios externos, como un ventilador o una bomba. En la

convección natural el movimiento del fluido es debido a causas naturales, como el

efecto de flotación, el cual se manifiesta con la subida del fluido caliente y descenso

del fluido frío.

La convección forzada se clasifica a su vez en externa e interna dependiendo de si

el flujo de fluido es interna o externa. El flujo de un fluido se clasifica como interno o

externo dependiendo de si se fuerza al fluido a fluir por un canal confinado (superficie

interior) o por una superficie abierta. El flujo de un fluido no limitado por una

superficie (placa, alambre , exterior de un tubo ) es flujo externo. El flujo por un tubo o

ducto es flujo interno si ese fluido está limitado por completo por superficies sólidas.

El flujo de líquidos en un tubo se conoce como flujo en canal abierto si ese tubo está

parcialmente lleno con el líquido y se tiene una superficie libre.

La velocidad de transferencia de calor a través de un fluido es mucho mayor por

convección que por conducción.

Cuanto mayor es la velocidad del fluido mayor es la velocidad de transferencia de

calor.

La transferencia de calor por convección depende de las propiedades del fluido, de

la superficie en contacto con el fluido y del tipo de flujo.

Entre las propiedades del fluido se encuentran: la viscosidad dinámica m, la

conductividad térmica k, la densidad r. También se podría considerar que depende de

la viscosidad cinemática n, puesto que n = m /r. Entre las propiedades de la

superficie que intervienen en la convección están la geometría y la aspereza. El tipo

de flujo, laminar o turbulento, también influye en la velocidad de transferencia de

calor por convección.

En cualquier caso, la velocidad de transferencia de calor por convección siempre es

proporcional a la diferencia de temperatura entre la superficie y el fluido. Este hecho

se modela matemáticamente mediante la Ley de enfriamiento de Newton:


fluidoTThAq sup

q= Calor de convección

h= Coeficiente convectivo o de película

A= Área transversal de la superficie del sólido

Ts= Es la temperatura de la superficie en contacto con el fluido

Tf= Es la temperatura del fluido lo suficientemente lejos de dicha superficie.

La determinación de la constante h, depende de la densidad del fluido, el calor

específico de las sustancias, magnitudes de longitud o diámetros, viscosidad del

fluido, conductividad, entre otras, y su obtención es algo difícil.

DESARROLLO EXPERIMENTAL 1. Montar el dispositivo que se muestra en la figura.

2. Calentar con un mechero la mitad derecha del recipiente, observar.

3. Dejar caer un poco de aserrín en la zona en donde se está calentando el recipiente.


4. Seguir la trayectoria del aserrín durante 15 minutos.

5. Dejar enfriar y repetir el experimento pero agregando 2 gotas de tinta china en el

lugar indicado.

6. Observar el movimiento de las gotas antes de que se disuelvan totalmente.

7. Reportar el comportamiento de las moléculas del aserrín y de la tinta china así como

los cambios físicos ocurridos en la reacción, y explicar porque sucede.


Recipiente de vidrio Color vegetal o tinta china

Mechero Aserrín y arena

Cordón Regla de Metal



BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Curso de Ingeniería Química introducción a los procesos, las operaciones unitarias y los

fenómenos de transporte. Costa López J., et. al. .Ed Reverté. Barcelona 2004,pag. 84,85

Farmacia la ciencia del diseño de las formas farmacéuticas. E. Aulton M. Ed Elsevier. España

2003 pág 173-182.

Análisis químico cuantitativo. C. Harris D.. Ed Reverté España 2007. Pág 702.706

Brown, G.C. et. al.; “Operaciones Básicas de la Ingeniaría Química”; 1a. Ed. Editorial Marín,

S. A.; Barcelona (1955). pp. 9-50.

http://webs.uvigo.es/prosepav/practicas/practicas.pdf

http://www.telecable.es/personales/albatros1/calor/transferencia_de_calor_05_conveccion.htm



1.- ¿Cuál es el material en el que se propaga mejor el calor?

2.- Explique porque ese material fue el mejo para conducir el calor.

3.- ¿De qué depende la transferencia de calor en cada material?

4.- ¿A qué se debe la diferencia de tiempos entre cada material?





OBSERVACIONES



563216

PRACTICA NO. 9 DURACIÓN APROXIMADA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE SÓLIDOS Y TRANSFERENCIA DE CALOR

3 HRS


Medir el cambio de energía térmica con la ayuda de un calorímetro

INTRODUCCIÓN TEORICA DE LA PRÁCTICA Transferencia de calor

La transferencia de calor se origina por una diferencia de temperatura entre el sistema y sus

alrededores y el simple contacto es el único requisito para que el calor sea conducido por

conducción

Conducción

La conducción de en gases y líquidos es una consecuencia de la agitación molecular y de la

equipartición de la energía de choque. El fenómeno de igualación de la energía cinética





media, y en consecuencia de la temperatura es muy lento.

La conducción de calor en los sólidos obedece a causas análogas, siendo los distribuidores

de la energía los electrones constituyentes del átomo que, en agitación térmica, se

comportan como un gas electrónico.

Se produce conducción del calor, cuando en las diversas partes de un cuerpo a distinta

temperatura la agitación térmica se trasmite de moléculas a molécula hasta la unificación de

aquella

Convección.

El modo de transferencia de calor se compone en dos mecanismos. Además de la

transferencia de energía debido al movimiento molecular aleatorio (difusión) la energía

también se transfiere mediante el movimiento global o macroscópico de fluidos. El

movimiento del fluido se asocia con el hecho de que en cualquier instante, grandes números

de moléculas se mueven de forma colectiva o como agregados. Tal movimiento se presencia

de un gradiente de temperatura, contribuye a la transferencia de calor. Como las moléculas

del agregado mantienen su movimiento aleatorio, la transferencia total del calor se debe a la

superposición de transporte de energía por el movimiento aleatorio de las moléculas y por el

movimiento global del fluido

Se acostumbra utilizar la convección cuando se hace referencia al transporte acumulado y

advección cuando se habla del trasporte debido al movimiento volumétrico del fluido.

Radiación.

Un cuerpo cualquiera emite constantemente energía en forma de ondas electromagnéticas

de diversas longitudes de onda, la experiencia nos demuestra que esta radiación aumenta

con la temperatura del cuerpo.

Se llama radiación térmica a la emisión de energía producida por la temperatura de los

cuerpos.

Esta emisión de energía se produce a expensas de la energía interna del cuerpo emisor o a

costa de la energía que este ultimo recibe del exterior, en consecuencia la radiación, emitida

por un cuerpo puede ser absorbida por otro, pudiendo transformarse en calor. Este

intercambio depende de sus temperaturas, y si se encuentra aislado, sabemos que llega a

equilibrio térmico, no es que dejen de radiar ondas electromagnéticas, sino que la energía

emitida por ellos es igual a la que absorbe (equilibrio dinámico).

A bajas temperaturas, las frecuencias de ondas electromagnéticas producidas por los

cuerpos se sitúan generalmente en la región infrarroja del espectro (razón por la que no


brillan los objetos a temperatura ambiente). Aumentando la temperatura de los cuerpos, llega

un momento en el que comenzara a brillar con tendencia al roo; y a temperaturas

suficientemente altas la emisión se desplaza al blanco (produce todas las frecuencias en

distribución continua de la luz visible) si se aumenta más la temperatura, se abarcara la zona

ultravioleta del espectro. Pudiéndose enunciar

Conforme aumenta la temperatura la radiación se enriquece en componentes de longitud de

onda menor.


1. Colocar el calorímetro como se observa en la imagen representada a continuación.

2. Medir las temperaturas requeridas.

3. Llenar el calorímetro con agua caliente y se tapa.

4. Registrar el cambio de las temperaturas conforme transcurre el tiempo.

5. Obtener la diferencia de temperaturas en distintos tiempos. (como se muestra en la

tabla).

6. Repetir el procedimiento con aceite, frio y caliente.

7. Graficar tus resultados



Un termómetro de escala -10 - 100 °C

Calorímetro

Agua destilada a temperatura ambiente

Hielo a -4 °C

Aceite Vaso precipitado 100ml

Tripie Mechero bunsen

Tela de asbesto



Movilla José Luis “Termodinámica química” ed. Universidad Jaume I 2005

pág. 57

Incropera Frank P. ; D DeWitt “Fundamentos de transferencia de calor” (4

edición) ed. Pearson Educación 1999 pág. 46

Burbano de Ercilla Santiago; C. Gracía Muñoz “Física general” (32 edición

ilustrada) ed. Tebar 2003 pág. 623, 624

http://cbi.izt.uam.mx/iq/Laboratorio%20de%20Transferencia%20de%20Calor/L

aboratorio%20de%20Tranferencia%20de%20Calor.htm



Tiempo Temperatura

Inicial.

10 seg

30 seg

1 min

2 min.

5 min.

10 min

15 min.


Nota: La rapidez de la evolución de este proceso está asociada a los coeficientes de

transferencia de calor y a la conductividad térmica de la pared del recipiente, con una

estructura de resistencias en serie.

1. De qué depende el flujo de calor a través de la pared?

2. ¿Por qué es conveniente agitar el agua?

3. ¿Por qué es conveniente colocar tapa y fondo aislantes?

4. ¿Qué resultados obtendrías si solamente mides las temperaturas del agua y del aire,

suponiendo que la única resistencia importante es la de la pared del recipiente?

5. ¿Qué diferencia hay entre los resultados del aceite y el agua?





OBSERVACIONES



563216


DIFUSIÓN

3 HRS


Ser capaz de entender el concepto de difusión química y los procesos físicos de difusión.

INTRODUCCIÓN TEORICA DE LA PRÁCTICA Es el movimiento de los átomos, iones o moléculas, dentro de un material. Estos se mueven

de manera predecible, tratando de eliminar diferencias de concentración y producir una

composición homogénea y uniforme.

Se han definido como sólidos a aquellos materiales cuyos átomos, iones o moléculas están

ordenados en una forma fija y regular de mínima energía, llamada red cristalina. Aún siendo

regulares, las redes cristalinas naturales pocas veces son perfectas: la descripción y el

control de las imperfecciones existentes, y aún la creación de imperfecciones en una red

cristalina perfecta, son un aspecto importantísimo de la ingeniería de los materiales.





Crecimiento de grano: un material compuesto por gran número de granos tiene muchos

bordes de grano, que representan áreas de alta energía debido a una ineficiente

compactación de los átomos. Si se reduce el área total de los bordes de grano mediante el

crecimiento de estos, se tendrá en el material una energía general inferior.

Soldadura por difusión: método utilizado para unir materiales. Se efectúa en tres pasos.

Primero, aplicando presión que deforma ambas superficies obligándolos a unirse,

fragmentando las impurezas y produciendo una gran área de contacto átomo-átomo.

Sintetización: Un cierto número de materiales se manufacturan en formas útiles mediante un

proceso que requiere la consolidación de pequeñas partículas en una masa sólida.

Normalmente los procesos de difusión están sujetos a la Ley de Fick. La membrana

permeable puede permitir el paso de partículas y disolvente siempre a favor del gradiente de

concentración. La difusión, proceso que no requiere aporte energético, es frecuente como

forma de intercambio celular.

La difusión de un soluto se ensancha a medida que atraviesa la columna cromatografica.

Una causa importante del estrechamiento de banda es la difusión. El coeficiente de

difusión mide la velocidad a que se mueve al azar la sustancia desde una región de mayor

concentración a otra de menor concentración.

La difusión en líquidos es 104 veces menor que la difusión en gases.

Las macromoléculas, como la ribonucleasa y la albumina, se difunden a una velocidad de 10

a 100 veces menor que las moléculas pequeñas.

Las disoluciones diluidas poseen capacidad de nivelar la concentración en todo

su volumen. Este proceso se realiza a través del movimiento térmico de las moléculas de

sustancia disuelta y de disolvente, que conduce a la penetración mutua de las moléculas. Tal

fenómeno obtuvo el nombre de difusión. Ella puede observarse si sumergimos cristales de

sustancias coloreadas en un disolvente puro.

La velocidad de difusión en este proceso es inversamente proporcional a las dimensiones de

la molécula de la sustancia disuelta.

Influencia de la temperatura sobre la velocidad de difusión

La causa de la difusión es el movimiento térmico de las moléculas. Con el crecimiento de la

temperatura de la disolución, la velocidad de difusión, por lo común, aumenta.

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

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

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

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula


DESARROLLO EXPERIMENTAL Desarrollo Nº1

1. Colocar en tres tubos de ensayo 5 ml de agua destilada, a temperatura ambiente y

numerar los tubos.

2. Agregar en cada tubo un número de gotas de permanganato de potasio en la

siguiente forma:

Tubo No. 1 = 1 gota

Tubo No. 2 = 3 gotas

Tubo No. 3 = 5 gotas

3. Medir el tiempo de difusión para cada uno de los tubos. Para ello anotar el tiempo

inicial cuando se agrega el colorante y el tiempo final en que se difunde totalmente.

4. Hacer una gráfica en papel milimetrado de concentración (# de gotas) vs. tiempo de

difusión. La diferencia entre ambos es el tiempo de difusión.

Desarrollo Nº2

1. Verter en dos vasos de precipitado de 200 a 250 ml de agua.

2. Colocar un uno de los vasos en una plancha eléctrica y calentar hasta la ebullición.

3. Colocar el vaso de agua caliente en un tripie con su tela de asbesto.

4. Introducir los tubos de vidrio de tal modo que éstos se sitúen en centro del vaso de

precipitado sin llegar al fondo en unos 10 ó 12 mm.

5. Sujetar los tubos con ayuda de las pinzas del soporte universal.

6. Dejar caer a través de ellos simultáneamente en cada vaso (con agua caliente y fría)

los cristales de KMnO4.

7. En el vaso con agua caliente KMnO4 se disuelve, formando muy rápidamente una

disolución uniformemente coloreada.

8. En el vaso con agua fría la difusión transcurre muy lentamente.

9. Observar que es lo que sucede de cada difusión, medir el tiempo de difusión y hacer

las comparaciones de cada vaso.


Desarrollo Nº3

1. Cortar una columna de papel filtro de 5cm de ancho por 10cm de largo.

2. Marcar una línea horizontal de 1cm de ancho desde el punto de la placa.

3. Colocar una gota de colorante artificial en la placa

4. Colocar la placa en un vaso de precipitado de 250 ml que contenga 5 ml de metanol.

5. Observar como se va corriendo y hacer anotaciones.


Cristales de permanganato potásico

Vaso de precipitado 250, 500 mL

Metanol Plancha eléctrica

Azul de metileno Tripie

Verde de malaquita Soporte universal con pinzas

Agua destilada Tubos de ensaye

Verde de malaquita Gradilla

Tela de asbesto

Papel filtro

Vidrio de reloj



Análisis químico cuantitativo, Harris C. Daniel, Editorial Reverte, Tercera Edición, 2007, España, pp.562.

http://www.unlu.edu.ar/~qui10192/qi00211b.htm Química universitaria, Garritz Ruiz Andini, editorial Pearson, primera edición,

México 2005, pp. 30. Química de Chang, novena edición, editorial Mc Graw Hill, México D.F. 2007, pp.

24

http://www.unlu.edu.ar/~qui10192/qi00211b.htm


Termodinámica, Hurt C. Rolle, sexta edición, editorial pearson, Estado de México 2006, pp. 481

Química materia y cambio. Dingrando Laurel, Interamericana editores, Editorial Mc Graw Hill, México D.F. pp. 30



Qué efecto tiene la temperatura sobre la velocidad de difusión?

b) ¿Cuál es el efecto de la concentración sobre la velocidad de difusión?

c) Investigue la ley de difusión de Graham y la primera ley de Fick.

d) ¿Qué relación tiene la cromatografía con la difusión?





OBSERVACIONES



563216


MOLIENDA Y TAMIZADO

3 HRS

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA Realizar el análisis granulométrico de una muestra.

Determinar la influencia de la eficacia de reducción de tamaño partícula de los

diferentes tipos de granos.


La molienda es una operación unitaria que reduce el volumen promedio de las

partículas de una muestra sólida. La reducción se lleva a cabo dividiendo o

fraccionando la muestra, por medios mecánicos hasta el tamaño deseado. Los

métodos de reducción más empleados en las máquinas de molienda son compresión,

impacto, frotamiento de cizalla y cortado.





La primera etapa consiste en fraccionar sólidos de gran tamaño. Para ello se utilizan

los trituradores o molinos primarios. Los más utilizados son: el de martillos, muy

común en la industria cementera, y el de mandíbulas.

Los trituradores de quijadas o molinos de mandíbulas se dividen en tres grupos

principales: Blake, Dodge y excéntricos. La alimentación se recibe entre las

mandíbulas que forman una "V". Una de las mandíbulas es fija, y la otra tiene un

movimiento alternativo en un plano horizontal. Está seccionado por una excéntrica,

de modo que aplica un gran esfuerzo de compresión sobre los trozos atrapados en

las mandíbulas.

La posición inclinada de la quijada móvil determina una obstrucción al material por

triturarse cuanto más abajo se encuentre éste, de tal forma que el material se va

acercando a la boca donde es triturado. La abertura de la boca puede ser regulada y

con esto poder tener variaciones en la granulometría obtenida de este triturador

La segunda etapa sirve para reducir el tamaño con más control, manejándose

tamaños intermedios y finos. Para esta etapa el molino más empleado en la industria

es el molino de bolas. El molino de bolas o de guijarros lleva a cabo la mayor parte

de la reducción por impacto. Cuando éste gira sobre su propio eje, provoca que las

bolas caigan en cascada desde la altura máxima del molino. Esta acción causa un

golpeteo sobre el material a moler; además de un buen mezclado del material. De

está manera la molienda es uniforme. El molino de bolas a escala industrial trabaja

con flujo continuo teniendo dos cámaras en su interior; la primera contiene bolas

grandes de dos a tres pulgadas de diámetro, mientras la segunda tendrá bolas de 1 a

1 1/2 pulgadas. Estos molinos generalmente trabajan en circuito cerrado.

Tamizado

La separación de materiales sólidos por su tamaño es importante para la producción

de diferentes productos (ej. arenas sílicas). El tamiz consiste de una superficie con

perforaciones uniformes por donde pasará parte del material y el resto será retenido

por él. Para llevar a cabo el tamizado es requisito que exista vibración para permitir

que el material más fino traspase el tamiz. De un tamiz o malla se obtienen dos

fracciones, los gruesos y los finos: la nomenclatura es la siguiente, para la malla 100,


+ 100 indica los gruesos y -100 indica los finos. Si de un producto se requieren N

fracciones (clasificaciones), se requerirán N-1 tamices.

Los tipos de tamices que vibran rápidamente con pequeñas amplitudes se les

denominados "Tamices Vibratorios". Las vibraciones pueden ser generadas

mecánica o eléctricamente. Las vibraciones mecánicas usualmente son transmitidas

por excéntricos de alta velocidad hacia la cubierta de la unidad, y de ahí hacia los

tamices. El rango de vibraciones es aproximadamente 1800 a 3600 vibraciones por

minuto. El tamaño de partícula es especificado por la medida reportada en malla por

la que pasa o bien por la que queda retenida, así se puede tener el perfil de

distribución de los gránulos en el tamizador de manera gráfica. La forma gráfica es

generalmente la más usada y existen muchos métodos en los que se realiza una

presentación semilogarítmica, la cual es particularmente informativa.


1. Pesar aproximadamente 25 g de café por triplicado en 2 vasos de precipitados de

100ml, en cada vaso una porción.

2. Etiquetar los vasos de precipitado por número de porción.

3. Colocar la primera porción en la licuadora durante 1minuto, la segunda triturar en

el mortero.

4. La primera porción pasarla por la malla 8, y recolectar los sólidos que pasaron por

la malla.

5. Pesar la fracción retenida en la malla.

6. Pasar por la malla número 12 los sólidos que atravesaron la malla del tamizado

anterior.



8. Pasar por la malla número 20 los sólidos que atravesaron la malla del tamizado

anterior.


10. Repetir los pasos del 5-9 con las siguientes dos porciones

11. Depositar los residuos obtenidos del último tamizado en los residuos orgánicos.

12. Repetir los pasos del 1-11 con las demás semillas.

13. Tabular los datos obtenidos de cada grano.

14. Obtener los cálculos de fracción retenida en cada malla y la fracción retenida

acumulada por cada grano en cada una de sus porciones

15. Gráficas de la fracción de masa acumulada a través de los tamices vs. abertura

de la malla.

16. Gráfica de la fracción acumulada vs. diámetro medio de la malla.

17. Realizar el análisis de la comparación de resultados.



Arroz 75g 1 Papel encerado

Lenteja 75g 3 Soporte universal

Sopa de pasta 75g 3 Pinzas 3 dedos

Café 75g 6 Vidrios de reloj

1 Agitador 6 Vaso de precipitados de 100ml 1 L

1 Mortero c/pistilo 1 Licuadora

1 Mallas (0.4, 1.6, 3.0 mm) 1 Espátula

1 Balanza Analítica



Curso de Ingeniería Química introducción a los procesos, las operaciones unitarias y los

fenómenos de transporte. Costa López J., et. al. .Ed Reverté. Barcelona 2004,pag. 84,85

Farmacia la ciencia del diseño de las formas farmacéuticas. E. Aulton M. Ed Elsevier.

España 2003 pág 173-182.

Análisis químico cuantitativo. C. Harris D.. Ed Reverté España 2007. Pág 702.706

Brown, G.C. et. al.; “Operaciones Básicas de la Ingeniaría Química”; 1a. Ed. Editorial Marín,

S. A.; Barcelona (1955). pp. 9-50.



ARROZ (LICUADORA)

MALLA ABERTURA (mm)

FRACCION RETENIDA

FRACCION ACUMULADA

1 0.4

2 1.6

3 3.0

ARROZ (MORTERO)

MALLA ABERTURA (mm) FRACCION RETENIDA

FRACCION ACUMULADA

1 0.4

2 1.6

3 3.0

Repetir tablas para los demás granos Gráficas:



Fracción retenida en cada malla.

1. Realizar una lista de las ventajas del molino de quijadas y los trituradores giratorios.

2. De una clasificación del equipo usado en tamizado.

3. Cite las características de molino ideal.

4. Cómo puede determinarse el número de partículas en una muestra así como el área

superficial de todas las partículas?

5. Diga qué factores impiden un análisis de mallas para partículas muy pequeñas.





OBSERVACIONES



563216


FILTRACION

3 HRS


Comprender los principios básicos de la filtración.

Distribuir diferentes tipos de equipos de filtración.

Separar dos componentes de una mezcla.


El termino aclaramiento se utiliza para describir procesos que implican la extracción o

separación de un solido de un fluido, o de un fluido de otro fluido. El aclaramiento se

puede lograr usando técnicas de filtración o centrifugación. Es el más sencillo de los

métodos de separación. Es una técnica que usa una barrera porosa, donde los

sólidos quedan atrapados.

Los precipitados de los análisis gravimétricos se recogen en un embudo o crisol de





vidrio fritado (llamado un crisol de filtración de Gooch). Al liquido donde se precipita o

cristaliza una sustancia se le llama aguas madres.

Filtración con bolsas, las cuales se pueden sacudir después y periódicamente se

hace pasar a través de ellas aire a presión en sentido contrario para limpiarlas.

Tipos de filtración:

Filtración solido-fluido:

Se puede definir como la separación de un solido insoluble de un fluido mediante un

medio poroso que retenga el solido, pero que permita el paso del fluido.es el tipo de

filtración mas común que se encuentra durante la fabricación de los productos

farmacéuticos. Este tipo de filtración tiene diferente aplicaciones en el procesamiento

farmacéutico, como por ejemplo: La eliminación de posibles irritantes, por ejemplo, de

preparados de gotas oculares o soluciones que se aplican sobre mucosa.

Filtración fluido-fluido:

En ocasiones, se añaden aceites aromatizantes a preparados líquidos en formas de

licores, disueltos en alcohol. Cuando estos licores se añaden a formulaciones de

base acuosa parte del aceite puede salir de la disolución y dar un cierto grado de

turbidez al producto. Para que el producto tenga el aspecto deseado se usa la

extracción de esas gotas de aceite haciéndolas pasar a través de un filtro apropiado.

Mecanismos de filtración:

Presión - Tamizado: si los poros de la estructura del filtro a través del cual el fluido

esta circulando son menores que el material que se debe eliminar, el material

quedara retenido y la filtración se produce en la superficie del filtro, por lo que el filtro

puede ser muy fino. Los medios de filtración de este tipo se conocen como filtros de

membrana.

Impactación: a medida que un fluido que circula se acerca a un objeto y lo atraviesa,

como puede ser una fibra de filtro, el patrón de deslizamiento del fluido se altera, sin

embargo los sólidos suspendidos llevan tal velocidad que no pueden seguir el camino

del fluido, si no que quedan impactados sobre la fibra del filtro y son retenidos debido

a las fuerzas de atracción que se establece entre la partícula y fibra.

Fuerzas de atracción: las fuerzas electrostáticas y otras fuerzas superficiales pueden

ejercer suficiente sujeción sobre las partículas para atraerlas y retenerlas en la


estructura del filtro.

Auto filtrado: Este mecanismo se usa en el meta filtró (colador de partículas

gruesas).

DESARROLLO EXPERIMENTAL Preparación de soluciones:

FeCl3

1. Pesar 0.81 g. de cloruro férrico en un vidrio de reloj.

2. Poner el cloruro férrico en un matraz aforado de 100 ml. y aforar.

NH4OH

1. Pesar 1.31g. de hidróxido amónico en un vidrio de reloj.

2. Agregar el hidróxido amónico en un matraz aforado de 250ml. y aforar.

Filtración:

1. Tomar 20ml de la disolución de FeCl3 y 30 ml de la disolución de NH4OH y

mezclar en un vaso de precipitado 100ml.

2. Observar la mezcla y hacer anotaciones de lo visto.

3. Separar el precipitado obtenido con ayuda de un filtro de papel en forma de

cono.

4. En el soporte universal poner en anillo.

5. Colocar en el anillo el embudo cónico.

6. Doblar como lo indica la fig.1 el papel filtro.

7. Colocar el papel filtro en el embudo de cónico.

8. Verter la mezcla en el embudo cónico

9. Obtener el líquido en un vaso de precipitado.

10. Repetir desde el paso 7 empleando lo siguiente:

a) un filtro doblado en forma de cono.

b) un filtro doblado en pliegues.

11. Anotar los tiempos de cada tipo de filtración.



Soporte universal Papel filtro

Matraz aforado de 100ml Embudo cónico

Vidrio de reloj Matraz aforado de 250 ml

Embudo Buchner Balanza analítica

Pipeta aforada de 10ml Espátula

Probeta de 50ml Agitador

Aro Vasos de precipitado de 100ml

Cloruro férrico (0.05 M) Hidróxido amónico (0.15 M)



Farmacia, La Ciencia del Diseño de las Formas Farmacéuticas, Editorial El Servie, Segunda Edición, 2004 España, pags. 183-184, 323-325.

Química Universitaria, Garritz Ruiz Andoni, Editorial Pearson, Primera Edición, 2005, México, pp. 22.

Análisis químico cuantitativo, Harris C. Daniel, Editorial Reverté, 3ª Edición, 2007, España, pp. 35.

Química para el nuevo milenio, W.Hill John, Editorial Pearson, Octava Edición, 1999, México, pp. 305.

Química materia y cambio, Dingrando Laurel, Interamericana Editores, Editorial Mc Graw Hill, México D.F., pág. 68.

dialnet.unirioja.es/servlet/fichero_articulo?codigo=2474602...0

www.farmazia.ehu.es/...ffarmacia/.../farmacia_tecno_farma_I.pdf -




1.- ¿Que tipos de filtración se realizaron en la práctica?

2.- ¿Que reacción sucedió para obtener es precipitado?

3.- ¿Qué importancia tiene el tomar los tiempos de cada filtración?

4.- ¿Cuál es el objetivo con el que realizaste la filtración?

4 5 6

7 8 9





OBSERVACIONES




FILTRACIÓN

3 HRS


Aprender hacer un correcto mezclado


Una mezcla es la unión de dos o más sustancias puras, en la que estas conservan

sus propiedades químicas individuales. La composición de las mezcla es variable y la

cantidad de la mezclas que se puedan crear mediante la combinación de sustancias

es infinita. Las mezclas no poseen composición constante. Una característica de las

mezclas es que las sustancias que las forman se pueden separar mediante cambios

físicos. Contrario a lo que ocurre con las sustancias.

Tipos de mezcla:





Mezclas homogéneas: una mezcla homogénea o solución, es completamente

uniforme al nivel de partículas y consta de de una o más sustancias en la misma

fase. Sin importar cuánto se amplifique, la mezcla homogénea tendrá las mismas

propiedades en todas sus regiones.

Mezclas heterogéneas: Aquellas mezclas en las cuales se detecta una textura

desigual en el material se llaman heterogéneas.

Mezclas positivas: Las mezclas positivas están formadas por materiales, como gases

o líquidos miscibles, que se mezclan de forma espontanea e irreversible por difusión

que tienen a aproximarse a la mezcla perfecta.

Mezclas negativas: Los componentes tienden a separarse. Si ocurre con rapidez,

será necesario un aporte continuo de energía para mantener la dispersión adecuada

de los componentes. En otras mezclas negativas los componentes tienden a

separarse con gran lentitud.

Mezclas neutras: Las mezclas neutras son las que tienen un comportamiento

estático, de forma que sus componentes no tienden a mezclarse de forma

espontanea ni a segregarse una vez lograda la mezcla.

Conviene señalar que el tipo de mezcla puede cambiar durante el procesamiento. Por

ejemplo si la viscosidad aumenta, la mezcla podría cambiar de negativa a neutra. De

la misma manera, si el tamaño de las partículas, el grado de humedad o la tensión

superficial de un líquido varían, también podrá hacerlo el tipo de mezcla.


1. En un vaso colocar 125g. de glicerina y 30g. de carbonato de calcio.

2.- Mezclar perfectamente observar e identificar que tipo de mezcla es.

3.- En otro vaso disolver 3ml. de agua ,0.1g de bórax, 0.1g de sulfato de sodio y 0.1g

de benzoato de sodio.

4.- Mezclar muy bien y agregar el contenido de este (paso 3) a la mezcla del primero


(paso 1) sin dejar de agitar hasta incorporar una mezcla con la otra.

5.- En un tercer vaso agregar 1ml. de alcohol etílico, 0.1g de mentol (triturar el mentol

en un mortero) y 5g de esencia de menta.

6.- Mezclar bien y agregar al primero (paso 1+3).

7.- Agitar hasta incorporar la última mezcla.

8.- Si el producto queda un poco líquido agregar máximo hasta 50g de carbonato de

sodio hasta tener una consistencia adecuada. Este carbonato de calcio deberá ser

triturado en un mortero para que la mezcla quede mejor.

9.- Verter en un recipiente limpio.

10.- La pasta deberá tener una consistencia cremosa sin contener grumos


Vasos de precipitado 250 ml. Glicerina (G.R.)

Agitador Bórax (G.R.).

Un recipiente limpio Sulfato de sodio (G.R.).

Mortero Alcohol etílico (G.R.).

Carbonato de calcio (G.R Benzoato de sodio (G.R.).

Mentol (esencia).

Esencia de menta (extracto




Química de Chang, Novena Edición, Editorial Mc Graw Hill, México D.F., 2007,

pág. 11

Química materia y cambio, Dingrando Laurel, Interamericana Editores, Editorial

Mc Graw Hill, México D.F., pág. 66

Química universitaria, Garritz Ruiz Andoni, Primera Edición, Editorial Pearson,

México D.F., pág. 18

Química y reactividad química, Sexta Edición, Editorial Thomson, México D.F.,

pág. 23

Farmacia la ciencia del diseño de las formas farmacéuticas, Segunda Edición,

Editorial el servie, México D.F., págs. 183-184, 323-325.

http://www.ucm.es/info/diciex/programas/quimica/html/mezcla.htm


http://www.ucm.es/info/diciex/programas/quimica/html/mezcla.htm



1.- ¿Qué tipo de mezcla se realizo en la práctica?

2.- ¿Qué importancia tiene el carbonato de sodio a la mezcla?

3.- ¿Para qué sirve el bórax en la pasta?

4.- Existirá algún tipo de cambio si la mezcla se guarda en un recipiente sin esterilizar a

un esterilizado.




OBSERVACIONES

materia clave objetivo de la prÁctica

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