guía de laboratorios 2016

Universidad Nacional del Sur Departamento de Química

QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA

Licenciatura en Ciencias Biológicas

GUIA DE LABORATORIO

2016

QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA

Licenciatura en Ciencias Biológicas

GUIA DE LABORATORIO

Contenido

• TP Nº 1: Seguridad en el laboratorio químico

• TP Nº 2: Soluciones. • TP Nº 3: Estequiometría y gases

• TP Nº 4: Termoquímica • TP Nº 5: Equilibrios ácido-base • TP Nº 6: Electroquímica.

2016

Química General e Inorgánica

Lic. en Ciencias Biológicas- Laboratorio Seguridad

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TRABAJO PRÁCTICO Nº1

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO QUIMICO

CONOCIMIENTOS NECESARIOS PARA REALIZAR EL TRABAJO P RÁCTICO:

- Objetivos que se propone al hacer el trabajo práctico. - Información contenida en la guía de trabajos práctico.

OBJETIVO GENERAL:

Aprender hábitos de trabajo seguro en un laboratorio químico.

OBJETIVOS PARTICULARES: 1.- Conocer las instalaciones de cada laboratorio: su ubicación, sus elementos de seguridad, su uso adecuado y seguro, así como los equipos de protección individual. 2.- Conocer la peligrosidad de los productos químicos que se han de utilizar en el trabajo experimental y aprender las medidas de utilización segura de los mismos. 3.- Conocer la peligrosidad de los instrumentos y demás material utilizado en trabajo experimental y aprender las medidas de utilización segura de los mismos. 4.- Conocer las acciones a llevar a cabo en el supuesto caso de un accidente en el laboratorio.

INSTALACIONES DEL LABORATORIO

Cuando estés trabajando en un laboratorio, debes hacer lo siguiente: 1. Localizar los extintores de incendio y verificar a que tipo pertenece y que tipo de fuego

pueden apagar. Determinar la ubicación de la manta anti-fuego y la caja de arena . 2. Localizar las salidas de emergencia. 3. Localizar la caja de primeros auxilios y verificar los tipos de medicamentos existentes y

su utilidad. 4. Localizar la caja de máscaras contra gas. Sí necesitaras usarlas, recuerda siempre

verificar la existencia y la calidad de los filtros adecuados para su utilización. 5. Localizar la llave general de electricidad del laboratorio y aprender a desconectarla. 6. Localizar el lava-ojos y la ducha más cercana y verificar sí están funcionando

correctamente. 7. Informarse sobre los teléfonos a ser usados en casos de emergencia (hospitales,

ambulancia, bomberos, etc.) IMPORTANTE: Además de localizar estos accesorios, se deberá saber utilizarlos correctamente. Así, para una rápida referencia, consultar a la persona responsable por la seguridad del laboratorio o en los manuales especializados en el asunto. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL 1. Cuidado de los ojos Los ojos son particularmente susceptibles al daño permanente por productos corrosivos así como por salpicaduras de partículas, resulta entonces conveniente el uso de anteojos de seguridad. Se debe evitar el uso de lentes de contacto en el laboratorio, ya que en caso de accidente, las salpicaduras de productos químicos o sus vapores pueden pasar detrás de las lentes y provocar lesiones en los ojos. Usar siempre antiparras de seguridad. 2. Vestimenta en el laboratorio. El uso de guardapolvo es obligatorio en el laboratorio, ya que por mucho cuidado que se tenga al trabajar, las salpicaduras de productos químicos son inevitables. El delantal deberá ser preferentemente de algodón, ya que, en caso de accidente, otros tejidos pueden adherirse a la piel, aumentando el daño. No es aconsejable llevar minifalda o pantalones cortos, ni tampoco medias, ya que las fibras sintéticas en contacto con determinados productos químicos se adhieren a la piel. Se recomienda llevar zapatos cerrados y no sandalias.



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3. Guantes. Es recomendable usar guantes descartables , sobre todo cuando se utilizan sustancias corrosivas o tóxicas. MANIPULACIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS

En un laboratorio se utilizan constantemente productos químicos, algunos de los cuales son peligrosos. Una deficiente manipulación puede provocar consecuencias no deseadas, como quemaduras, intoxicaciones agudas y crónicas, incendios, explosiones, etc. Correcto Etiquetado de Productos Químicos:

Los productos químicos pueden ser: explosivos, inflamables, tóxicos, nocivos, corrosivos, irritantes, cancerígenos, mutagénicos etc.

• Antes de manipular un producto químico, se debe conocer sus posibles riesgos y los procedimientos seguros para su manipulación.

• Identifica los riesgos de los productos que manipulas por medio de las etiquetas. • Mantén las etiquetas en buen estado. No superpongas etiquetas, ni escribas o rotules

sobre la original.

METODO DE IDENTIFICACION DE LOS RIESGOS EN LOS PRODUCTOS

QUIMICOS Existen varios métodos para identificar los riesgos que proporcionan la manipulación y el almacenamiento de los productos químicos. La Norma N.F.P.A. 704 M es uno de los más completos y su aplicación está en aumento. La NFPA (National Fire Protection Association), que en español es "Asociación Nacional De Protección Contra El Fuego ", una entidad internacional voluntaria creada para promover la protección y prevención contra el fuego, es ampliamente conocida por sus estándares (National Fire Codes), a través de los cuales recomienda prácticas seguras desarrolladas por personal experto en el control de incendios. La norma NFPA 704 es el código que explica el diamante del fuego , utilizado para comunicar los peligros de los materiales peligrosos. Es importante tener en cuenta que el uso responsable de este diamante o rombo en la industria implica que todo el personal conozca tanto los criterios de clasificación como el significado de cada número sobre cada color. Así mismo, no es aconsejable clasificar los productos químicos por cuenta propia sin la completa seguridad con respecto al manejo de las variables involucradas. Los datos aparecen en un rombo dividido en cuatro rombos, cada uno con su color característico que indican los grados de peligrosidad de la sustancia a clasificar, aspecto a tener en cuenta durante la manipulación. � ROMBO INFERIOR: tiene como color de fondo BLANCO y sobre él se colocarán las indicaciones especiales (Ac. Alc. Ox. etc), en letras negras: W: significa NO ARROJAR AGUA. OX: significa OXIDANTE. AC: significa ACIDO. ALC.: significa ALCALI.

� ROMBO DERECHO, es de color AMARILLO e indica el PELIGRO DE REACCION, sobre dicho sector se coloca el número correspondiente a la peligrosidad del producto.

� ROMBO SUPERIOR, es de color ROJO e indica el PELIGRO DE INFLAMACION, sobre el mismo se coloca el número correspondiente a la peligrosidad del producto.

� ROMBO IZQUIERDO, es de color AZUL y señala los PELIGROS PARA LA SALUD, y al igual que en los anteriores se colocará el número correspondiente a la peligrosidad de la sustancia.



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La numeración indica la calidad del nivel de peligrosidad, que va en orden creciente, siendo CERO (0) la de menor y CUATRO (4) la de mayor PELIGRO, como se muestra específicamente en la tabla siguiente.

A continuación se describe detalladamente el significado de los números de rango 1, 2, 3, y 4. NO

es obligatorio que estudies esta tabla, está para ser consultada en el laboratorio

Nº de Rango

Peligro para la Salud Peligro de Inflamación Peligro de Reacción

4

Materiales que con pequeñas exposiciones pueden causar severos daños o la muerte. Obligatorio el uso de trajes de protección de máximo nivel. Ej: bromo, paratión, etc.

Materiales que en condiciones normales de temperatura y presión se evaporan rápidamente, se mezclan fácilmente en el aire y arden completamente. Ej: propano, acetileno, etc.

Materiales que por sí solos en condiciones normales de temperatura y presión son capaces de detonar y explotar. Ej: peróxido de benzoilo, ácido pícrico, etc.

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Materiales que pueden causar graves heridas, requieren el empleo de protección de máximo nivel. Ej: anilinas, ácido sulfúrico, etc.

Sustancias sólidas y líqui-das que pueden arder a temperatura ambiente. Ej: fósforo, sodio metálico, etc.

Materiales que de por sí son capaces de detonar o explotar, pero requieren de una fuente que las potencie, una energía de calentamiento o que reaccionen explosivamente al contacto con el agua. Ej: diborano, óxido de etileno, etc.



4

2

Materiales que ante una exposición intensa o continua pueden causar incapacidad temporal pero no crónica. Requieren el empleo de protección respiratoria. Ej: Piridina, estireno, etc.

Materiales que se los debe calentar o exponer a altas temperaturas para que puedan arder. Ej: kerosina, 2-butanona, etc.

Materiales que de por sí son inestables y sufren cambios químicos violentos, pero sin detonar. Pueden reaccionar en forma violenta con el agua y en casos generar explosiones. Ej: 2-nitro-propadieno.

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Materiales que al entrar en contacto, con la piel o el tejido humano causan irritación, o pequeñas lesiones superficiales. Ej: acetona, metanol, etc.

Materiales que deben ser precalentados para entrar en combustión. Ej: fósforo rojo, petróleo, etc.

Materiales que de por sí, son estables, pero que se vuelven inestables a temperaturas y presiones elevadas, o que pueden reaccionar con el agua, liberando energía. Ej: éter etílico o sulfúrico.

0

Materiales que ante una exposición no presentan riesgos para la salud.

Materiales que no arden.

Materiales que de por sí son estables, incluso en presencia de fuego y no reaccionan con el agua.

El sistema de etiquetado puede variar de un país a otro e incluso constantemente se están revisando las clasificaciones de las sustancias químicas de modo de aportar información cada vez más clara y precisa.

Actualmente, se está trabajando en la implementación de un sistema de clasificación denominado “Sistema Globalmente Armonizado de clasificación y etiquetado de productos químicos – SGA/GHS” cuyo objetivo es facilitar la comunicación de peligros a nivel mundial mediante un sistema común y utilizar los mismos criterios para definir una sustancia o mezcla como peligrosa. El conocimiento y la aplicación del nuevo sistema afecta a fabricantes, transportistas, consumidores, trabajadores y agentes de sistemas de emergencias. En nuestro país va a comenzar a utilizarse a partir del año 2017.

La comunicación del SGA en las etiquetas consiste en la utilización de pictogramas que describen los distintos peligros físicos, para la salud y el medio ambiente, acompañados de una palabra de advertencia que indica el grado de peligrosidad, como PELIGRO o ATENCIÓN.



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Es importante estar siempre actualizado en lo inher ente a la manipulación de las sustancias químicas, ya que al ser una práctica com ún en el laboratorio requiere de

conocimiento y responsabilidad constantes

Otra simbología utilizada para la clasificación de productos químicos es la siguiente:

EXPLOSIVOS

Son sustancias y preparados sólidos, líquidos, pastosos, o gelatinosos que, incluso en ausencia de oxígeno atmosférico, puedan reaccionar de forma exotérmica con rápida formación de gases y que, en determinadas condiciones de ensayo, detonan rápidamente o bajo el efecto del calor.

COMBURENTES

Son sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, producen una reacción fuertemente exotérmica. Pueden provocar incendios o aumentar el riesgo de inflamabilidad al entrar en contacto con materiales combustibles.

INFLAMABLES

Son sustancias y preparados líquidos cuyo punto de inflamación es igual o superior a 21 °C, e inferior o igual a 55 °C.



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TÓXICOS

Son sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en pequeñas cantidades puedan provocar efectos agudos o crónicos e incluso la muerte.

NOCIVOS

Son sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea pueden provocar efectos agudos o crónicos e incluso la muerte.

CORROSIVOS

Son sustancias y preparados que, en contacto con tejidos vivos pueden ejercer una acción destructiva de los mismos

IRRITANTES

Son sustancias y preparados no corrosivos que, en contacto breve, prolongado o repetido con la piel o las mucosas puedan provocar una reacción inflamatoria.

Los agentes químicos son absorbidos por el organismo a través de una o varias

vías de entrada que, por orden de importancia, son las vías inhalatoria (respiración), dérmica, digestiva y parenteral (heridas). Todas ellas requieren atención médica.

Medidas Preventivas en el uso de Reactivos Químicos

Inhalación:

La dosis por inhalación de un agente químico depende de la concentración ambiental y del tiempo de exposición.

• No oler los productos químicos, ni inhalar sus vapores. Cuando sea necesario utilizar máscaras con los filtros adecuados.

• Utilizar las campanas de extracción, especialmente cuando los productos que se manipulen sean tóxicos, irritantes, corrosivos o lacrimógenos.

• El objetivo de usar campanas extractoras es el de proteger las vías respiratorias. Evitar meter la cabeza dentro.

Ingestión:

• No ingerir productos químicos.

• En el laboratorio nunca pipetear con la boca.



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Salpicaduras y proyecciones:

• Si salpica un producto químico a los ojos, lavar inmediatamente con abundante agua fría y acudir siempre al médico.

• La ducha de emergencia y los lavaojos están para las emergencias en caso de salpicadura.

• En los trasvases de líquidos, utilizar embudos y realizar la operación a velocidad lenta para evitar salpicaduras y proyecciones.

• Si se mezcla ácido y agua, hacerlo así: ácido sobre agua, nunca al revés; podría provocar una proyección sumamente peligrosa.

• No remover ácidos con objetos metálicos; puede provocar proyecciones.

• No calentar ningún recipiente que se encuentre cerrado.

• Tratar los derrames que se produzcan con los productos adecuados según sus características, ácidos, bases, disolventes, mercurio, etc..). Pregunta al profesor responsable.

RIESGO ELECTRICO

La electricidad es una de las formas de energía más utilizada, pero presenta importantes riesgos que es preciso conocer y prever. El paso de la corriente eléctrica por el cuerpo humano puede producir quemaduras graves y muerte por asfixia o paro cardiaco.

A MAYOR DURACIÓN DEL CONTACTO MAYOR RIESGO.

A MAYOR INTENSIDAD DE CORRIENTE MAYOR RIESGO.

Riesgos de Contactos Eléctricos

• Contacto directo: Es el que se produce con las partes activas de la instalación, que se encuentran habitualmente en tensión.

• Contacto indirecto: Es el que se produce con masas puestas accidentalmente en tensión.

Medidas Preventivas

• El trabajo con electricidad requiere la máxima atención. • No gastar bromas con la electricidad.

Emergencias:

• Si se detecta alguna anomalía, se debe avisar al profesor y, en caso de duda o accidente, se debe interrumpir inmediatamente el suministro de corriente.

• Comprobar que los interruptores de alimentación son accesibles y aprender como utilizarlos en caso de emergencia.

• Si los cables están gastados o pelados, o los enchufes rotos se corre un grave peligro. No tocarlos y notificarlo inmediatamente.

• Al notar cosquilleos o el menor chispazo utilizando un aparato se debe proceder a su inmediata desconexión y posterior notificación.



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• Ante una persona electrizada no tocarla directamente.

Medidas Preventivas en la Conexión de Equipos

• Toda instalación, conductor o cable eléctrico se debe considerar conectado y bajo tensión, hasta que se demuestre lo contrario.

• Siempre que estés realizando un montaje o un desmontaje, las fuentes deberán estar desconectadas y con el regulador a cero, es decir, no puede haber tensión.

• Conectar en primer lugar los cables a los instrumentos. Los extremos libres se conectarán a la fuente en último lugar.

• No unir cables entre sí: se debe utilizar cables de la longitud adecuada.

• Revisar las conexiones y solicitar la autorización del profesor antes de dar corriente al circuito.

• Conectar y desconectar todos los aparatos eléctricos siempre por medio del interruptor y nunca a través de las uniones de conexión.

• Nunca desenchufar tirando del cable.

En general:

• No trabajar con electricidad en zonas mojadas o húmedas.

• No tocar equipos con las manos húmedas.

• No tocar, nunca, dos placas de un condensador simultáneamente una vez que éstas estén conectadas.

• Es recomendable utilizar zapatos con suela de goma.

• La reparación y modificación de instalaciones y equipos eléctricos es única y exclusivamente competencia del personal especializado.

MANIPULACIÓN DEL MATERIAL DE VIDRIO

Muchos de los accidentes de laboratorio se producen por cortes y quemaduras con vidrio, que se pueden prevenir siguiendo unas reglas simples:

o Nunca forzar un tubo de vidrio , ya que, en caso de ruptura, los cortes pueden ser graves. Para insertar tubos de vidrio en tapones humedecer el tubo y el agujero con agua o silicona y proteger las manos con trapos.

o El vidrio caliente debe de dejarse apartado encima de una plancha o similar hasta que se enfríe. Desafortunadamente, el vidrio caliente no se distingue del frío; si se tiene dudas, usar unas pinzas o tenazas.

No usar nunca equipo de vidrio que esté agrietado o roto. Depositar el material de vidrio roto en un contenedor para vidrio, no en una papelera.



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TRATAMIENTO DE RESIDUOS

• Depositar los productos tóxicos en los contenedores específicos.

• Recoger el material de vidrio roto en los contenedores especiales.

• No tirar por el desagüe productos que puedan reaccionar con el agua o que sean inflamables (disolventes), ni productos no biodegradables.

COMO ACTUAR EN CASO DE ACCIDENTES: PRIMEROS AUXILIO S

En caso de accidente, avisar inmediatamente al profesor encargado del lab oratorio .

1. Fuego en el laboratorio.

Evacuar el laboratorio, por pequeño que sea el fuego, por la salida principal o por la salida de emergencia si no es posible por la principal. Avisar a todos los compañeros de trabajo sin que se extienda el pánico y conservando siempre la calma

Fuegos pequeños: si el fuego es pequeño y localizado, apagarlo utilizando un extintor adecuado, arena, o cubriendo el fuego con un recipiente de tamaño adecuado que lo ahogue. Retirar los productos químicos inflamables que estén cerca del fuego. No utilizar nunca agua para extinguir un fuego provocado por la inflamación de un disolvente.

Fuegos grandes: aislar el fuego y utilizar los extintores adecuados. Si el fuego no se puede controlar rápidamente, avisar al servicio de extinción de incendios y evacuar el edificio.

Clasificación de Fuegos

• Hay cinco tipos de fuego,

o FUEGO DE SOLIDOS incendios en presencia de madera, papel, textiles, goma y desperdicios

o FUEGO DE LIQUIDOS: incendios en presencia de líquidos inflamables, tal como aceite, pintura, gasolina, grasa y alquitrán

o FUEGO DE GASES: incendios en presencia de gases inflamables, tales como LPG, Gas natural, acetileno, etc.

o FUEGO DE METALES COMBUSTIBLES: este tipo de fuego es alimentado por metales combustibles, como magnesio, torneado de potasio y limaduras de metal. No son tan comunes como los tipos A, B y C

o FUEGO ELECTRICO: este tipo de incendio necesita electricidad para alimentar el fuego. Esta clase incluye cableado, artefactos averiados, corto circuitos y cajas de fusibles. Una vez que se ha cortado el suministro de electricidad, el fuego debe ser combatido según el tipo de combustible que este ardiendo



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Tipos de Matafuegos

• Hay cuatro tipos de matafuegos. Cada tipo puede ser usado para uno o más tipos de fuego.

• Existen distintas sustancias, contenidas en los matafuegos, aptas para combatir el fuego.

o Matafuegos de agua: contienen agua presurizada por un gas inerte o aire comprimido. El agua reduce el calor del fuego por debajo de su punto de vaporización. Estos matafuegos deben usarse solo para fuegos clase “A” puesto que esparce el combustible líquido y conduce la electricidad.

o Matafuegos de dióxido de carbono son muy efectivos cuando se utilizan en fuegos tipo “B”, “C” y “E”. El gas es más pesado que el aire y provee una cubierta inerte que sofoca el fuego. Un matafuego de dióxido de carbono liberara pequeñas partículas de hielo junto con el gas. Esto es normal.

o Matafuegos de polvo seco contienen un polvo muy fino, generalmente bicarbonato de sodio, contenido bajo presión por un gas inerte. El matafuego sofoca el fuego con un polvo muy fino, rompiendo la cadena de combustión. Estos matafuegos son buenos para combatir cualquier fuego de combustibles o líquidos

o Matafuegos de espuma contienen una sustancia química que forma una espuma suave que flota sobre el área seleccionada y sofoca el fuego. Estos matafuegos son efectivos combatiendo fuegos de líquidos, gases, papel o madera.

2. Fuego en el cuerpo.

Si se incendia la ropa, gritar inmediatamente para pedir ayuda. Tirarse en el suelo y rodar sobre si mismo para apagar las llamas. No correr ni intentar llegar a la ducha de seguridad si está alejada. Es responsabilidad de todos ayudar a alguien que se esté quemando. Cubrirlo con una manta antifuego, conducirlo hasta la ducha de seguridad, si está cerca, o hacerlo rodar por el suelo. No utilizar nunca un extintor sobre una persona. Una vez apagado el fuego, mantener a la persona tendida, procurando que no tome frío y proporciónale asistencia médica.

3. Quemaduras.

Las pequeñas quemaduras producidas por material caliente, baños, placas o mantas calefactoras, etc., se tratan lavando la zona afectada con agua fría durante 10-15 minutos. Las quemaduras más graves requieren atención médica inmediata. No utilizar cremas y pomadas grasas en las quemaduras graves.



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4. Cortes.

Los cortes producidos por la rotura de material de vidrio son un riesgo común en el laboratorio. Estos cortes se tienen que lavar bien, con abundante agua corriente, durante 10 minutos como mínimo. Si son pequeños y dejan de sangrar en poco tiempo, lavarlos con agua y jabón y cubrirlos con una venda o apósito adecuados. Si son grandes y no paran de sangrar, requiere asistencia médica inmediata.

5. Derrame de productos químicos sobre la piel

Los productos químicos que se hayan vertido sobre la piel se deben lavar inmediatamente con agua corriente abundante, como mínimo durante 15 minutos. Las duchas de seguridad instaladas en los laboratorios serán utilizadas en aquellos casos en que la zona afectada del cuerpo sea grande. Es necesario sacar toda la ropa contaminada a la persona afectada lo antes posible mientras esté bajo la ducha. Recordar que la rapidez en el lavado es muy importante para reducir la gravedad y la extensión de la herida. Proporcionar asistencia médica a la persona afectada.

6. Actuación en caso de producirse corrosiones en la p iel

Por ácidos: cortar lo más rápidamente posible la ropa. Lavar con agua corriente abundante la zona afectada. Neutralizar la acidez con bicarbonato sódico durante 15-20 minutos. Sacar el exceso de pasta formada, seca y cubrir la parte afectada con óleo-calcareo o parecido.

Por álcalis: lavar la zona afectada con agua corriente abundante. Secar y cubrir la zona afectada con una pomada de ácido tánico.

7. Actuación en caso de producirse corrosiones en los ojos

En este caso el tiempo es esencial (menos de 10 segundos). Cuanto antes se lave el ojo, menos grave será el daño producido. Lavar los dos ojos con agua corriente abundante durante 15 minutos como mínimo en una ducha de ojos, y, si no hay, con un frasco para lavar los ojos. Es necesario mantener los ojos abiertos con la ayuda de los dedos para facilitar el lavado debajo de los párpados. Es necesario recibir asistencia médica, por pequeña que parezca la lesión.

8. Actuación en caso de ingestión de productos químico s

Antes de cualquier actuación concreta pidir asistencia médica. Si el paciente está inconsciente, ponerlo en posición inclinada, con la cabeza de lado. Si está consciente, mantenerlo apoyado. Taparlo con una manta para que no tenga frío No dejarlo sólo. No darle bebidas alcohólicas precipitadamente sin conocer la identidad del producto ingerido. El alcohol en la mayoría de los casos aumenta la absorción de los productos tóxicos. No provocar el vómito si el producto ingerido es corrosivo.

9. Actuación en caso de inhalación de productos químic os.

Conducir inmediatamente la persona afectada a un sitio con aire fresco. Se requiere asistencia médica lo antes posible. Al primer síntoma de dificultad respiratoria, iniciar la respiración artificial boca a boca. El oxígeno se ha de administrar únicamente por personal entrenado. Continuar la respiración artificial hasta que el medico lo aconseje. Tratar de identificar el vapor tóxico. Si se trata de un gas, utilizar el tipo adecuado de máscara para gases durante el tiempo que dure el rescate del accidentado. Si la máscara disponible no es la adecuada, será necesario aguantarse la respiración el máximo posible mientras se esté en contacto con los vapores tóxicos.



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INFORME DEL TRABAJO PRACTICO DE SEGURIDAD

1) Recorré el laboratorio e indicá en qué caso usarías: • La ducha ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................

• el lavaojos

................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................

• la caja de primeros auxilios

................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................

• la salida de emergencia

................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................

• extintores de incendio ¿de qué tipo son? ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................

2) a- En las etiquetas de los siguientes reactivos aparece la simbología de riesgo mostrada. Completá la tabla indicando su significado.

Símbolos Reactivo Significado

TOLUENO

ACIDO ACETICO

SODIO METALICO

DICLOROMETANO



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3) De las drogas que colocó el docente sobre tu mesada, identificá las precauciones enunciadas en las etiquetas.

Reactivo provisto

Símbolo (F; T; C; E ó Xn) Significado

................................................................................................................................................................................

4) De las drogas que colocó el docente sobre tu mesada, identificá las precauciones enunciadas en el

rombo.

Reactivo provisto (colocá los números en el rombo)

Significado

4) Cuando es necesario tirar un ácido o una base fuerte. Pueden eliminarse por la pileta previa neutralización ڤ .Pueden eliminarse por la pileta sin ningún tipo de tratamiento ڤ .Pueden eliminarse por la pileta haciendo correr abundante agua ڤ 5) Cuando se produce la inhalación de sustancia tóxica se debe .Avisar al docente ڤ .Dejar al accidentado en el ambiente laboratorio ڤ .Hacer respiración boca a boca, si el accidentado tiene dificultades respiratorias ڤ 6) Cuando vas a usar algún artefacto eléctrico: .Debés estar atento a derrames líquidos en el piso ڤ Lo usás con las mano húmedas ڤ .Interrumpís el trabajo si detectás chispas o cosquilleo ڤ 7) Cuando tenés productos químicos para desechar: Los tirás a la pileta ڤ Los guardás para llevarlos a tu casa ڤ .Buscás el recipiente apropiado en el laboratorio para descartarlos ڤ 8) Indicá cuáles de las siguientes prendas es conveniente usar en el laboratorio. Guardapolvo ڤ Sandalias ڤ Pantalón largo ڤ Medias de nylon ڤ Antiparras ڤ

Química General e Inorgánica Lic. en Cs. Biológicas – Laboratorio Soluciones

TRABAJO PRACTICO Nº 2

SOLUCIONES CONOCIMIENTOS NECESARIOS PARA REALIZAR EL TRABAJO P RÁCTICO:

- Objetivos que se propone al hacer el trabajo práctico.

- Información contenida en la guía de trabajos prácticos.

- Cálculos necesarios para preparar una solución.

- Reacciones de precipitación e ionización de sales.

OBJETIVOS:

- Aprender a preparar soluciones acuosas a partir de solutos sólidos y líquidos.

- Adquirir habilidad en el uso de material de laboratorio necesario para preparar soluciones.

- Identificar reacciones de precipitación.

PARTE EXPERIMENTAL:

a) Preparar una solución acuosa de KI a partir de l a droga sólida.

b) Preparar una solución acuosa de ácido acético (C H3COOH) por dilución de una

solución concentrada.

c) Estudiar reacciones de precipitación.

Materiales necesarios : Balanza granataria Vidrio de reloj Varilla de vidrio Vaso de precipitado Probeta graduada de 100 mL Matraz aforado de 50 y 100 mL Pipeta graduada a) PREPARACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE KI 0,5 M a part ir de la droga sólida: Preparación de la solución: Prepararás .......... mL de solución 0,5 M (el docente te indicará cuántos mL). Calcula cuántos gramos de KI (s) debes pesar · Pídele al docente que revise el cálculo


Lic. en Cs. Biológicas – Laboratorio Soluciones

· Pesa en balanza granataria sobre vidrio de reloj la cantidad de sustancia calculada. Para esto debes colocar el vidrio de reloj sobre la balanza y, luego que aparece su peso en el visor, aprietas el botón TARA. La balanza se pondrá en cero. Con cuidado agregas la cantidad de KI (s) que necesitas pesar. · Pasa el sólido cuantitativamente a un vaso de precipitado, con la ayuda de una varilla. Lava el vidrio de reloj mediante el chorro de agua de una piceta y recoge el líquido de lavado en el vaso de precipitado. · Agrega agua destilada hasta llegar, aproximadamente, a la mitad del volumen a preparar. · Agita para disolver. · Transfiere la solución a un matraz ayudándote con un embudo. Enjuaga el vaso de

precipitado con pequeñas porciones de agua destilada que se recogen en el matraz. · Enrasa el matraz agregando la cantidad necesaria de agua destilada. · Tapa el matraz. · Homogeneiza la solución agitando su contenido. · Vuelca la solución en el bidón correspondiente. Será utilizada en el trabajo práctico de

electroquímica. NOTA Cuando se introduce líquido en un recipiente angosto como los usados en el procedimiento descripto en el párrafo anterior la superficie del líquido se torna curva, a esto se lo llama menisco. Cuando leas el volumen debes tener tus ojos en la línea del menisco.

Preguntas: 1- ¿Cuál es el soluto y cuál el solvente de la solución que preparaste? 2- ¿Cuáles son los principales iones y cuáles las moléculas que hay en la solución? 3- Expresa la concentración de la solución como % m/v. 4- ¿Puedes expresar la concentración de la solución como % m/m? ¿Por qué?

Incorrecto

Incorrecto

Correcto Menisco



b) PREPARACIÓN DE UNA SOLUCION DE ÁCIDO ACÉTICO (CH 3COOH) 1 M por dilución de una solución concentrada (99,5% m/m, δ=1,05 g/mL) y determinación de su densidad.

Preparación de la solución: Prepararás .......... mL de solución de ácido acético 1 M (el docente te indicará cuántos mL). · A partir de la información que presenta la etiqueta calcula la cantidad (en mL) de ácido

acético (ac) que necesitas para preparar la solución 1 M . · Pídele al docente que revise el cálculo · En una probeta coloca un volumen de agua destilada que sea aproximadamente igual a la

mitad del volumen de solución a preparar · Mide con pipeta graduada y USANDO PROPIPETA los mL de ácido acético concentrado

que acabas de calcular y viértelos sobre el agua destilada de la probeta. Recuerda: Siempre debe agregarse el ácido concentrado sobre agua y nunca al revés. La solución se preparará debajo de una campana de extracción debido a los vapores producidos por el ácido acético.

· Completa el volumen con agua destilada · Homogeneiza la solución agitando con varilla de vidrio · Vuelca la solución en el bidón correspondiente. Será utilizada en el trabajo práctico de

ácido-base. Preguntas: 1- ¿Cuál es el soluto y cuál el solvente de la solución que preparaste? 2- Cuáles son las moléculas que hay en la solución? 3- Expresa la concentración de la solución que preparaste como % m/v. 4- ¿Puedes expresar la concentración de la solución que preparaste como % m/m? ¿Por qué?



Determinación de la densidad de la solución diluída : · Pesar en la balanza granataria un vaso de precipitado limpio y seco. Anotar su peso. · Medir con pipeta graduada 10,0 mL de la solución recientemente preparada y volcarlos en el

vaso de precipitado. · Pesar nuevamente el vaso de precipitado. Anotar su peso. · Calcular por diferencia la masa de la solución. · Calcular la densidad de la solución.

δ solución diluída = Masa solución diluída (g)

= Volumen solución diluída

(mL)

Preguntas: 1- Compara la densidad de la solución concentrada de ácido acético con la densidad de la solución

diluída

Solución Densidad

Concentrada 1,05 g/mL

Diluída

2- ¿Puedes expresar la concentración de la solución diluida como % m/m? Si la respuesta es sí,

realiza el cálculo.

c) REACCIONES DE PRECIPITACIÓN

Se estudiarán reacciones de precipitación. Para ello, se harán distintas combinaciones de cinco soluciones iónicas. En los casos en que se produzca una precipitación se escribirá la ecuación química que represente esta reacción.

Materiales y reactivos necesarios: 6 tubos de ensayo 1 gradilla pipetas de 5 mL Solución acuosa de NaI Solución acuosa de NaCl Solución acuosa de NaF Solución acuosa de Ca(NO3)2 (nitrato de calcio) Solución acuosa de Pb(NO3)2 (nitrato de plomo) Técnica: Preparar una serie de 6 tubos que contengan lo siguiente: Tubo 1 : aproximadamente 1 mL NaI (ac) + gotas de Ca(NO3)2 (ac) Tubo 2 : aproximadamente 1 mL de NaCl (ac) + gotas de Ca(NO3)2 (ac) Tubo 3 : aproximadamente 1 mL de NaF (ac) + gotas de Ca(NO3)2 (ac)



Tubo 4 : aproximadamente 1 mL de NaI (ac) + gotas de Pb(NO3)2 (ac) Tubo 5 : aproximadamente 1 mL de NaCl (ac) + gotas de Pb(NO3)2 (ac) Tubo 6 : aproximadamente 1 mL de NaF (ac) + gotas de Pb(NO3)2 (ac) En el siguiente cuadro: a) Completa los casilleros escribiendo los iones presentes en cada tubo b) En la columna que dice “Reacción” escribe ppdo en el caso que haya ocurrido una precipitación

y un guión (--) donde no haya habido precipitación. c) En la fila siguiente a cada tubo escribe la reacción de intercambio iónico en su forma molecular

(reacción química probable). En el caso de observar un precipitado, escribe la ecuación de precipitación correspondiente en forma iónica.

Tubo Iones presentes en cada tubo Hubo reacción visible? Catión Anión Catión Anión

1 Na+ I - Ca2+ NO3-

2 NaI + Ca(NO3)2 2 NaNO3 + CaI2

2

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Lic. en Cs. Biológicas - Laboratorio Gases

TRABAJO PRACTICO Nº 3

ESTEQUIOMETRIA Y GASES


- Objetivo que se propone al hacer el trabajo práctico.


- Cálculos estequiométricos, reactivo limitante y gases recogidos sobre líquidos.

- Definición y cálculo de errores.

REPASO DE CONCEPTOS TEÓRICOS: Ecuación de los gases ideales: P.V = n.R.T

P=Presión en atm, V=Volumen en L, n=número de moles del gas, R=Constante de los gases=0.082Latm/molK, T=temperatura en K

Ley de Dalton de las Presiones Parciales: PT = PA + PB Obtención de gases sobre agua: Patm = Pgas + Pv agua OBJETIVO:

Determinar la masa de gas hidrógeno producida por la reacción de un metal con un ácido fuerte y compararla con la cantidad de hidrógeno que se esperaría obtener a partir de un cálculo estequiométrico. La reacción que se lleva a cabo es la siguiente:

Mg (s) + 2 HCl (ac) → H2 (g) + MgCl2 (ac)

PARTE EXPERIMENTAL:

Antes de comenzar con el práctico de formación de hidrógeno, se realizarán un par de experiencias para reconocer la formación de gases en una reacción química. EXPERIENCIA 1: Colocar en un vaso de precipitado 2 cucharaditas de bicarbonato de sodio (NaHCO3), luego colocarle 30 mL de vinagre de alcohol (la cual contiene aproximadamente un 5% de ácido acético CH3COOH). Observar y responder. a- ¿Qué observa? b- ¿A qué reacción química corresponde lo observado? Escribir la reacción c-¿Cuál es el gas formado? ¿Puede observar el volumen ocupado por el gas formado? d- ¿Puede observar si hay reactivo limitante?



e- Tocar el recipiente ¿lo siente más frío o más caliente? EXPERIENCIA 2: Colocar en un erlenmeyer 100 mL de vinagre de alcohol y colocar 4 cucharaditas de bicarbonato de sodio en un globo. Colocar el globo en la boca del erlenmeyer, dejar caer el bicarbonato. Asegurarse de tener bien sostenido el globo. Preguntas a responder por el alumno a- ¿Puede ahora observar el volumen que ocupa el gas obtenido? b-¿Qué pasaría si en lugar de un globo hubiésemos tenido un recipiente rígido? c- Tocar el recipiente y anotar si lo observa más frío o más caliente. EXPERIENCIA 3: OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO MATERIALES Y DROGAS NECESARIAS:

1. Cinta de Mg (pregunta al docente cuántos g de Mg pesa 1 metro de cinta) 2. Solución de HCl 6 M 3. Tubo de medida de gases 4. Vaso de precipitado de 250 mL 5. Tapón de goma con alambre de cobre 6. Soporte universal y pinza para bureta 7. Termómetro 8. Probeta de 2 L

- Mide con una regla la cinta de Mg recibida y anota en el cuadro su longitud. Dóblala por la mitad y colócala en el aro del alambre de cobre del tapón de goma, tal como muestra la siguiente figura.

- Observa la graduación del tubo de medida de gases para saber a cuántos mL corresponde cada una de las marcas.

- Coloca en el tubo de medida de gases 5 mL de solución de HCl 6M. Recuerda que el HCl es corrosivo y no debe tomar contacto con la piel.

- Agrega suavemente agua destilada con un vaso procurando no agitar la capa ácida que está en el fondo del tubo. Debes cuidar que el tubo quede completamente lleno de líquido.

- Coloca en el tubo el tapón de goma que tiene el alambre de cobre con la cinta de Mg. Si el tubo estaba completamente lleno al colocar el tapón se derramará un poco de agua.



- Tapa el agujero del tapón con el dedo e, invirtiendo el tubo, introdúcelo en un vaso de precipitado de 250 mL que contiene agua (el extremo inferior del tubo debe quedar sumergido en el agua). En estas condiciones sujeta el tubo y espera hasta que la reacción termine.

- Después de 5 minutos de finalizada la reacción, tapa el agujero del tapón con el dedo y transfiere el tubo a una probeta de 2 L llena de agua (Figura 2).

- Lee y anota en el cuadro el volumen de gas obtenido cuando el nivel de líquido dentro del tubo de gases y el nivel de líquido dentro de la probeta están igualados (Figura 2 b). En estas condiciones la presión de los gases dentro del tubo es igual a la Patm.

- Desciende el tubo dentro de la probeta (Figura 2 a) y observa si hay variación de volumen. En estas condiciones la presión que soportan los gases es mayor que la Patm

- Sube el tubo dentro de la probeta (Figura 2 c) y vuelve a observar si hay variación de volumen. En estas condiciones la presión que soportan los gases es menor que la Patm.

- Lee la temperatura ambiente en el termómetro y anótala en el cuadro. - Pregunta a los docentes la Patm del momento (se pide la información al servicio

meteorológico) y anótala en el cuadro.

Medida de la cinta de Mg (en cm)

g de Mg / cm de cinta

Volumen de gas leído a la Presión atmosférica (en mL)

Volumen de gas a Presión mayor que la atmosférica (anota mayor o menor)

Volumen de gas a Presión menor que la atmosférica (anota mayor o menor)

Temperatura ambiente (en oC)

Temperatura ambiente (en K )

Patm Patm Patm

h1

h2

Pgas + Pv. agua = Patm

c b a

Pgas + Pv. agua = Patm - Ph2 Pgas + Pv. agua = Patm + Ph1



Presión atmosférica (en HPa)

Presión de vapor de H2O a la temperatura ambiente (en mmHg)

- Al finalizar la experiencia vuelca la solución en el bidón correspondiente. CALCULOS E INFORME DEL TRABAJO PRÁCTICO a) A partir de la masa de Mg utilizada realiza el c álculo estequiométrico de la masa de

hidrógeno que esperas obtener (“valor real”). Mg (s) + 2 HCl (ac) → H2 (g) + MgCl2 (ac)

1- Calcula la masa de Mg que utilizaste

2- Calcula la masa de HCl contenida en los 5 mL de solución que colocaste en el tubo de gases

3- Realiza los cálculos necesarios para demostrar cuál es el reactivo limitante

4- En base a los cálculos anteriores determina los gramos de hidrógeno que esperas obtener (valor real)

b) A partir de los datos experimentales de P, V y T calcula la masa de hidrógeno

obtenida en el laboratorio (“valor obtenido”). 1- Calcula la presión parcial de hidrógeno en la mezcla de gases (el dato de presión de

vapor de agua lo obtienes del Apéndice de Tablas)

2- Calcula el número de moles de hidrógeno obtenidos.



3- Calcula la masa de hidrógeno obtenida (valor obtenido) CALCULO DE ERRORES

En la medición de una cantidad que puede variar en forma continua, por ejemplo masa o

longitud, existe siempre cierta incertidumbre la cual depende de los errores cometidos al efectuar la determinación. La EXACTITUD expresa la concordancia entre la medición y el valor aceptado para la cantidad considerada. La exactitud se expresa en términos del ERROR ABSOLUTO , es decir, la diferencia (en valor absoluto) entre el valor determinado experimentalmente (valor obtenido) y el valor aceptado (valor real). Cuando el valor aceptado no se conoce no puede determinarse la exactitud de una medición. El ERROR RELATIVO se define como el cociente entre el error absoluto y el valor aceptado. El ERROR RELATIVO PORCENTUAL es el error relativo multiplicado por 100. Error absoluto = EA = | Vreal - Vobtenido |

Error relativo = ER = EA / Vreal

Error relativo porcentual = E % = ER x 100


Lic. en Cs. Biológicas. Laboratorio Termoquímica

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TRABAJO PRÁCTICO Nº4

TERMOQUIMICA


- Objetivos que se propone al hacer el trabajo práctico.


- Conocimientos y cálculos de calorimetría.

OBJETIVO:

Obtener el calor involucrado de una reacción química y de procesos de disolución utilizando un calorímetro sencillo.

PARTE EXPERIMENTAL:

Se obtendrá el calor involucrado de los siguientes sistemas a través de calorimetría: A- NEUTRALIZACION DE UN ACIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE B- DISOLUCIÓN DE NaOH EN AGUA C- DISOLUCION de NH 4NO3 EN AGUA

Se determinará la variación de temperatura producida y se calculará el calor liberado o absorbido. MATERIALES NECESARIOS

1 calorímetro: vaso de telgopor con tapa, con orificio para introducir el termómetro. 1 probeta de 100 mL. 1 termómetro de 0 a 100°C Cucharitas para pesar sustancias sólidas Balanza

DROGAS NECESARIAS

Solución de HCl 2M Solución de NaOH 2M Hidroxido de sodio en perlas (NaOH) Nitrato de amonio sólido (NH4NO3)

CONCEPTOS ELEMENTALES DE LA CALORIMETRIA Produciremos una reacción química, en medio acuoso, en el vasito de telgopor. Como este es un aislante térmico, no habrá pérdida de calor hacia el entorno, por lo tanto

q reacción + q solución + q calorímetro = 0 Ec. 1

Como las reacciones a estudiar son rápidas e incluso instantáneas, podemos considerar que no se transfiere calor a ninguna de las partes del calorímetro, por lo tanto qcalorímetro = 0 .



Entonces: q reacción = - q solución Ec. 2

Lo cual significa que el calor liberado por la reacción es absorbido por la solución (caso A) o que el calor absorbido por la reacción es cedido por la solución (caso C), como veremos oportunamente. Además sabemos que el proceso de calentamiento (o enfriamiento) de la solución puede ser tratado con la fórmula

q solución = m solución . ce solución . ∆∆∆∆T Ec. 3

m solución es la masa del medio de reacción contenida en el calorímetro (predominantemente agua) y cuya densidad se puede considerar 1 g/ mL. ce solución es el calor especifico de la solución, que se puede considerar en forma aproximada igual al del agua, 1 cal/ºC g. ∆∆∆∆T = t f - t i es el salto de temperatura durante la reacción.

A- NEUTRALIZACION DE UNA ACIDO FUERTE (HCl) CON UN A BASE FUERTE (NaOH) Se llama neutralización a la reacción entre una solución de un ácido y una solución de una base, para dar sal y agua:

HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H2O (l) Ec. 4

En realidad la reacción es entre los iones: H+ (aq) + OH- (aq) H2O (l) Ec. 5

la cual transcurre con desprendimiento de calor, llamado calor de neutralización que tiene un valor de -13,7 kcal por cada mol de agua formado. El objetivo del práctico es corroborar este valor: H+ (aq) + OH- (aq) H2O (l) ∆Hneutralización = - 13,7 kcal/mol Ec. 6

NOTA: Los ácidos y bases pueden ser fuertes o débiles. Acido o base fuerte: cuando se disuelven en agua, todas las moléculas se ionizan. Cuando se hace la neutralización la única reacción que se produce es la combinación de H+ y OH- para formar agua (exotémica). No importa qué ácido o base se neutralicen, el calor de la Ec. 6 siempre tendrá el mismo valor. Tener en cuenta la información concerniente al mane jo de ácidos corrosivos y álcalis cáusticos. - Se colocan 40 mL de HCl 2M en la probeta, se vierten en el calorímetro, se mide y anota en la tabla su temperatura. - Se enjuaga y escurre cuidadosamente la probeta y en ella se colocan 40 mL de NaOH 2M. Con el mismo termómetro bien lavado y seco se mide la temperatura de la solución alcalina. Se anota en la tabla. Si la temperatura no fuera igual a la del ácido, se deberán promediar ambas para obtener la temperatura inicial.

• Calcula cuántos moles de H + hay en los 40 mL de HCl 2M



3

• Calcula cuántos moles de OH - hay en los 40 mL de NaOH 2 M • Calcula cuántos moles de H 2O se formaron (y quedaron mezclados con el agua de

las soluciones)

- Por el orificio de la tapa del vaso de telgopor se introduce el termómetro. Se vuelca rápidamente el álcali de la probeta al vaso, se tapa, se agita repetidamente deslizando en forma circular el vaso sobre la mesada. Se observa la marca del termómetro, anotando en la tabla la mayor temperatura leída. • Teniendo en cuenta los cálculos realizados, ¿se hab rá producido la neutralización al mezclar el ácido y la base? Justifica la respuesta Cálculos e informe del trabajo práctico, se realiza n sobre la tabla a continuación

A- Calor de neutralización

Temperatura del ácido Valor real

(sacado de tablas) - 13,7 kcal/mol

Temperatura de la base

Temperatura promedio Error absoluto =

Temperatura alcanzada luego de la

neutralización

∆T = Tf - Ti Error relativo =

q solución = m solución . ce solución . ∆T (m solución ~ 80 g)

q neutralización = - q solución

Error % =

Nº de moles de agua formados

∆H neutralización = q neutralización/ moles agua

formada



B- DISOLUCIÓN DE NaOH EN AGUA

Determinar el calor de disolución del NaOH: NaOH(s) Na+ (aq) + OH- (aq) Ec. 7 El proceso de disolución del NaOH involucra dos etapas: la separación de los iones desde el cristal solido (aquí está involucrada la energía reticular) y luego la hidratación de esos iones en la solución (aquí está involucrada la energía de hidratación). Como el primero es un proceso endotérmico y el segundo exotérmico, según cuál de los dos prevalezca, el proceso se llevará a cabo con absorción o con liberación de calor.

TÉCNICA - Se miden 40 mL de agua destilada en la probeta y se determina su temperatura. - Se pesan 3 g de NaOH en el calorímetro (que ha sido secado cuidadosamente con papel) - Por el orificio de la tapa se introduce el termómetro. - Volcar el agua sobre el sólido agitando por deslizamiento sobre la mesada hasta que el termómetro marque la mayor temperatura. - Anotar la mayor temperatura observada. • Calcula cuántos moles de NaOH hay en los 3 g. C- DISOLUCION de NH 4NO3 EN AGUA Determinar el calor de disolución del NH4NO3: NH4NO3 (s) NH4

+ (aq) + NO3- (aq) Ec. 8

El procedimiento y las cantidades de reactivos a utilizar son iguales a la etapa B.

• Calcula cuántos moles de NH 4NO3 hay en los 3 g.



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Cálculos e informe del trabajo práctico, se realiza n sobre la tabla a continuación

B y C

Calores de disolución

NaOH NH4NO3

Temperatura del agua

Temperatura alcanzada luego de la disolución

∆T = tf - ti

q solución = m solución . ce solución . ∆T (m solución ~ 43 g)

q proceso de disolución = - q solución

Nº de moles de sólido disueltos

∆H proceso de disolución = q disolución / moles sólido disueltos

Valor real de la entalpia de disolución (sacado de tablas)

- 10,64 kcal/mol

+ 6,14 kcal/mol

Error absoluto =

Error relativo =

Error % =


Lic. en Cs. Biológicas. Laboratorio Ácido-base

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TRABAJO PRÁCTICO Nº 5

EQUILIBRIOS ACIDO-BASE


- Objetivos que se propone al hacer el trabajo práctico. - Información contenida en la guía de trabajos prácticos. - Definición de ácido, base, Ka y Kb. - Cálculos necesarios para determinar pH. - Propiedades ácido-base de sales y soluciones buffer.

OBJETIVOS:

- Aprender a determinar experimentalmente el pH de una solución utilizando diferentes recursos.

- Identificar experimentalmente a través de medidas de pH un ácido fuerte, una base fuerte, un ácido débil y una base débil.

- Determinar experimentalmente el pH de sales. - Identificar la función de una solución buffer.

PARTE EXPERIMENTAL

Medición del pH usando peachímetro, papel de tornasol y papel universal e interpretación de los resultados. A - pH de ácidos y bases

B - Propiedades ácido-base de las sales que provienen de una base o de un ácido débil

C - Propiedades de las soluciones buffer

Recuerda que: pH = - log [H 3O

+] Dado que el pH es simplemente una manera de expresar la concentración de ión hidronio, las disoluciones ácidas y básicas pueden identificarse por sus valores de pH, como se muestra a continuación:

Disoluciones ácidas : pH < 7,0 Disoluciones básicas : pH > 7,0 Disoluciones neutras : pH = 7,0

A - pH de ácidos y bases Se comparará el pH de soluciones de HCl,CH3COOH, NaOH y NH3 (que también puede ser llamada “hidróxido de amonio”).

- En tu mesada habrá un recipiente de cada una de esas soluciones. Medí el pH de cada una de ellas con cinta indicadora universal y con pHmetro. Completá la siguiente tabla. - Escribí la reacción de ionización de cada uno de los compuestos disueltos.



HCl NaOH CH3COOH NH3 + H2O

HCl CH3COOH NaOH NH3

pH (papel universal)

pH (pHmetro)

Concentración de H+

Concentración de OH-

Concentración del compuesto

- Escribí la expresión de Ka del ácido acético (Ka= 1,8 x 10-5) - Calculá el % de ionización del ácido acético. - Escribí la expresión de Kb del amoníaco (Kb= 1,84 x 10-5) - Calculá el % de ionización del hidróxido de amonio.

B - Propiedades ácido-base de las sales que provien en de una base o de un ácido débil Usarás papel tornasol que es una cinta embebida en una sustancia que es roja en medio ácido y azul en medio alcalino. - Introduce brevemente en la solución de NaHCO3 el extremo de una cinta de tornasol azul y otra de tornasol rojo. Observa los colores y escribe en el cuadro si la reacción es ácida o alcalina. - Repite lo mismo con la solución de NH4Cl



3

Sustancia Reacción

NaHCO3 (ac) Proviene de un ácido débil ( ) y una base fuerte ( )

NH4Cl (ac) Proviene de un ácido fuerte ( ) y una base débil ( )

Explica lo observado en cada una mediante las reacciones de hidrólisis correspondientes (a) disociación; (b) reacción del HCO3

- o del NH4+, según el caso, con el agua:

NaHCO3 NH4Cl a)

a)

b)

b)

C Propiedades de las soluciones buffer

- Se preparan varios tubos de ensayo y se mide el pH con cinta universal tal como se detalla a continuación.

Sustancia Volumen

Aproximado Medir pH Agregar

NaOH 1M Medir pH Observación

Agua destilada 4 mL 2 gotas

Acido clorhídrico 10-4 M

4 mL 2 gotas

Buffer comercial pH 4

4 mL 2 gotas

Química General e Inorgánica Lic. en Cs. Biológicas. Laboratorio Electroquímica

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TRABAJO PRÁCTICO Nº 6

ELECTROQUÍMICA


- Objetivos que se propone al hacer el trabajo práctico. - Información contenida en la guía de trabajos prácticos. - Reacciones de óxido-reducción, especies oxidantes y reductoras, pilas, espontaneidad, - Cálculos necesarios para calcular la Fem de una reacción en condiciones estándar y

ecuación de Nernst. - Electrólisis. Reacciones redox de electrólisis de metales fundidos y en solución acuosa.

OBJETIVOS

- Construir la pila Daniell. - Observar la influencia de la concentración de reactivo y producto sobre el valor de la fem de

la pila estudiada. - Aplicar la ecuación de Nernst a los datos experimentales obtenidos. - Realizar experimentalmente la electrólisis de KI en solución acuosa.

PARTE EXPERIMENTAL:

A: CELDAS GALVANICAS (PILAS) FUNDAMENTO Una celda galvánica consiste en el uso de procesos químicos espontáneos para generar corriente eléctrica. La condición fundamental para que esto sea posible es mantener el agente oxidante y reductor separados, para que la transferencia de electrones se haga a través de un alambre conductor. Un equipo que cumpla con estas condiciones se denomina pila galvánica o voltaica. MATERIAL NECESARIO :

- voltímetro - 2 vasos de precipitado - chapas de Cu y Zn - soluciones de ZnSO4 y CuSO4 0,01 M en Na2SO4 0,1 M - puente salino - NH3 concentrado

TÉCNICA: 1) Construcción de la pila Daniell: En un vaso de precipitado se colocan aproximadamente 50 mL de ZnSO4 0,01 M y dentro de ella se sumerge el electrodo de Zn previamente pulido. En otro vaso de precipitado se colocan 50 mL de CuSO4 0,01 M y se sumerge el electrodo de Cu previamente pulido. Se unen ambos recipientes con un puente salino. Se mide la diferencia de potencial entre ambos electrodos con un voltímetro.


2

ESQUEMA DE LA PILA O CELDA GALVANICA

ECUACION DE NERNST Relaciona el potencial de una pila con la variación de concentración de reactivos y productos Para una reacción total en una pila:

a A + b B <------> c C + d D El potencial de la pila, a 25 ° está dado por:

E= E°- 0,0591 log [C] c [D]d

n [A]a [B]b

CALCULO DE LA FEM: Zn° → Zn2+ + 2 e- 0,76 V Cu2+ + 2 e- → Cu° 0,34 V Zn° + Cu2+ → Zn2+ + Cu° ∆E° = 0,76 V + 0,34 V = 1,10 V (cálculo que es equivalente a E°catódico - E°anódico ) ∆E = ∆E° - (0,059 / 2 ) log [Productos] / [ Reactivos] ∆E = 1,10 V - 0,059 /2 log (0,01 M) /(0,01M) ∆E = 1,10 V – 0,059 / 2 log 1 = 1.10 V


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CONCLUSIONES:

- ¿Es esta una pila Daniell standard? Justifique su respuesta.

- ¿Influirá en el potencial de la pila la cantidad de solución que colocamos en cada vaso de precipitado?

- Escriba la simbología correcta de la pila.

- En un esquema de la pila indique signo de cada electrodo y sentido de circulación de los electrones.

2) Verificación de la dependencia del potencial de la pila con la concentración de reactivos y productos i) En el recipiente donde se encuentran los iones Cu+2 se agrega 1 mL de NH3 concentrado. Este reactivo captura los iones Cu+2 haciendo variar su concentración y formando un complejo de color azul intenso. Registrar el potencial con el voltímetro. ( se mantiene constante la concentración de ZnSO4 en 0,01 M) ii) En el recipiente donde se encuentran los iones Zn+2 se agrega 1 mL de NH3 concentrado. Este reactivo captura los iones Zn+2 haciendo variar su concentración y forma un complejo que se observa como una turbidez en la solución. Registrar el potencial con el voltímetro. ( se mantiene constante la concentración de CuSO4 en 0,01 M).

Fem medida: …………. V




4

CONCLUSIONES: -Al agregar NH3 concentrado en la solución de CuSO4 la fem AUMENTA / DISMINUYE ¿Por qué? -Calcular usando la ecuación de Nernst, la concentración de Cu2+ que ha quedado en libertad. -Al agregar NH3 concentrado en la solución de ZnSO4 la fem AUMENTA / DISMINUYE ¿Por qué? B: ELECTROLISIS FUNDAMENTOS: Cuando se realiza un proceso de electrólisis, se utiliza energía eléctrica para producir reacciones químicas de óxido- reducción, que no tendrían lugar espontáneamente. Durante este proceso una cierta cantidad de corriente continua pasa a través de un electrolito. Los electrolitos son conductores de segunda clase pues al conducir la corriente eléctrica sufren transformaciones químicas. Estas son: oxidación en el ánodo (aceptor de electrones) y reducción en el cátodo (dador de electrones). En este trabajo práctico se efectuará la electrólisis del KI en solución acuosa, encontrándose disociado de la siguiente forma:

KI → K + + I -

ANODO (+): Los aniones ioduro migran hacia el ánodo y se oxidan:

2 I - → I2 + 2 e- CATODO (-): Se efectúa la reducción del agua (proceso más espontáneo que la reducción de los cationes K+)

2 H2O + 2 e → H2 + 2 OH -

REACCIÓN NETA 2 H 2O + 2 I - ⇒⇒⇒⇒ I2 + H2 + 2 OH - MATERIAL NECESARIO -Tubo en U -Solución de almidón -Electrodos de grafito -Solución de fenolftaleína -Solución de KI 0,5 M -Fuente de corriente continua -Soporte universal


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TECNICA:

En el tubo en U se coloca la solución a electrolizar (KI 0,5 M) en cantidad suficiente para sumergir los electrodos de grafito (1 cm). Se cierra el circuito y se electroliza durante 15 minutos. Desde el comienzo se observará en el ánodo la aparición del complejo color pardo KI3

I2 + KI → KI3 (complejo color pardo)

y después de algunos minutos las burbujas de hidrógeno que se desprenden en el cátodo. A continuación se hacen las siguientes reacciones de reconocimiento sobre las soluciones en contacto con los electrodos. REACCIONES DE RECONOCIMIENTO:

a) en la rama anódica se colocan algunas gotas de almidón, y se observa la aparición de ………………………….., reacción positiva de reconocimiento de ……………..

b) en la rama catódica se colocan algunas gotas de fenolftaleína, y se observa una coloración ………………………. debida al medio alcalino por la presencia de iones …………………………………..

ESQUEMA DE LA CELDA DE ELECTROLISIS

Electrólisis del KI Ánodo: se observa una coloración.......................debido al compuesto...................... Cátodo: se observa desprendimiento de burbujas de gas.......................

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