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INFORME PRACTICAS DE LABORATORIO QUIMICAGENERAL
DEISY VIVIANA VALBUENA CADENA
JHONNY ALEXANDER LOPEZ CAICEDO NANCY LEONOR ALVAREZ VALBUENA
GRUPO: 20
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
SEDE JOSE ACEVEDO Y GOMEZ QUIMICA GENERAL
BOGOTÁ D.C 2011
INFORME PRACTICAS DE LABORATORIO QUIMICAGENERAL
DEISY VIVIANA VALBUENA CADENA JHONNY ALEXANDER LOPEZ CAICEDO NANCY LEONOR ALVAREZ VALBUENA
GRUPO: 20
TUTOR LABORATORIO: CARLOS LOPEZ
TUTOR TEORIA:
MANUEL LOZANO
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA SEDE JOSE ACEVEDO Y GOMEZ
QUIMICA GENRAL BOGOTÁ D.C
2011
INTRODUCCION
El trabajo en el laboratorio es un componente importante del curso académico de química; de esta manera con el conocimiento practico se podrá verificar y experimentar lo que en teoría se encuentra en el modulo. Se realizan nueve prácticas divididas en tres sesiones de laboratorio en un tiempo de 6 hrs cada uno, dedicando dos horas a cada práctica. En este informe encontrará cada una de esas prácticas, en donde se especifica los objetivos, mapa conceptual de la teoría del tema, procedimiento de manera grafica, cálculos, gráficos y resultados.
Las prácticas de laboratorio pretenden servir como complemento de aprendizaje autónomo a los aspectos revisados en la parte teórica. Sin embargo requieren de una preparación y compromiso particular para garantizar el cumplimiento de los objetivos. Cada práctica debe conducir a un producto que se verá plasmado en un informe de laboratorio, el cual servirá como referencia para determinar hasta que punto se logro avanzar en el desarrollo de los objetivos.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
o Desarrollar de habilidades de análisis y observación a través del desarrollo de actividades y experiencias sobre los diferentes conceptos de la química.
OBJETIVO ESPECIFICOS
o Conocer con los diversos materiales, implementos y equipos usados
en el Laboratorio de Química Instruir al estudiante en las reglas básicas de comportamiento y seguridad dentro de un laboratorio de Química.
o Aprender las reglas básicas de comportamiento y seguridad dentro de un laboratorio de Química.
o Diferenciar propiedades físicas generales y específicas. Medir el volumen, la masa y calcular la densidad de algunos líquidos y sólidos.
o Observar el efecto del aumento de la temperatura sobre el volumen de un gas confinado en un recipiente, deduciendo la relación gráfica temperatura absoluta – volumen a partir de los datos obtenidos.
o Aprender a calcular y preparar soluciones y diluciones de diferentes concentraciones
o Medir la temperatura de congelación (fusión) de un solvente y la temperatura de congelación (fusión) de una solución hecha con el mismo solvente, para comprobar que al adicionar un soluto a un solvente, su temperatura de congelación (fusión) disminuye
o Caracterizar soluciones como ácidas o básicas utilizando un indicador ácido-básico, estimando su pH.
o Reconocer cuando se produce una reacción química o Escribir correctamente una ecuación química o Observar e identificar diferentes clases de reacciones químicas o Determinar las relaciones estequiométricas molares de los reactantes
de una reacción química, estableciendo con esto el reactivo limitante de la misma.
o Generar CO2 a partir de una reacción, determinando la cantidad de gas que se puede obtener.
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCION ............................................................................................ 3
OBJETIVOS ................................................................................................... 4
OBJETIVO GENERAL ................................................................................. 4
OBJETIVO ESPECIFICOS .......................................................................... 4
PRACTICA 1. RECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO
Y NORMAS DE SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO ...... 10
1.1. LABORATORIO .................................................................................. 11
1.1.2. Procedimiento Practica Laboratorio.............................................. 17
1.1.3. Desarrollo Práctica Laboratorio .................................................... 18
1.1.4. Conclusión Practica Laboratorio ................................................... 22
1.2. NORMAS DE SEGURIDAD ................................................................ 23
1.2.1 Procedimiento Practica Normas de Seguridad en el Laboratorio .. 24
1.2.2. Desarrollo practica Normas de Seguridad .................................... 25
1.2.3. Conclusiones Práctica Normas de Seguridad. ............................. 34
PRACTICA 2. MEDICIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ESTADOS
SÓLIDO Y LÍQUIDO ..................................................................................... 35
2.1. MARCO TEORICO ............................................................................. 36
2.2. PROCEDIMIENTO PARTE 1. LÍQUIDOS ........................................... 38
2.2.1. Datos Experimentales para cálculos de densidad de líquidos ...... 40
2.2.2. Cálculos densidad de líquidos ...................................................... 40
2.2.3. Resultados densidad de líquidos .................................................. 40
2.2.4. Graficas densidad de los líquidos ................................................. 41
2.2.5. Análisis y discusión de resultados densidad de los líquidos. ........ 42
2.3. PROCEDIMIENTO PARTE 2. SÓLIDOS............................................. 43
2.3.1. Datos Experimentales para calculo de densidad de solidos. ........ 45
2.3.2. Cálculos densidad de sólidos ....................................................... 45
2.3.3. Resultados densidad de sólidos ................................................... 46
2.3.4. Graficas densidad de los sólidos .................................................. 46
2.3.5. Análisis y discusión de resultados densidad de los sólidos. ......... 47
2.4. CUESTIONARIO ................................................................................. 47
2.5. CONCLUSIÓN PRÁCTICA 2 .............................................................. 48
PRACTICA 3. LEY DE CHARLES .............................................................. 49
3.1. MARCO TEORICO ............................................................................. 50
3.2. PROCEDIMIENTO .............................................................................. 51
3.3. DATOS EXPERIMENTALES .............................................................. 52
3.4. CALCULOS......................................................................................... 52
3.5. RESULTADOS .................................................................................... 53
3.6. GRAFICAS.......................................................................................... 54
3.7. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS ..................................... 54
3.8. CUESTIONARIO ................................................................................. 55
3.9. CONCLUSIONES ............................................................................... 55
PRACTICA 4. SOLUCIONES ....................................................................... 56
4.1. MARCO TEORICO ............................................................................. 57
4.2. PROCEDIMIENTO .............................................................................. 58
4.3. DATOS EXPERIMENTALES .............................................................. 63
4.3.1. Preparación de una solución de NaCl en %p/p (peso/peso) ........ 63
4.3.2. Preparación de una solución de NaCl en %p/v (peso-volumen) .. 63
4.3.3. Preparación de una solución Molar de NaCl ................................ 63
4.3.4. Diluciones ..................................................................................... 63
4.3.5. Concentración de una solución salina .......................................... 63
4.4. CALCULOS......................................................................................... 64
4.5. RESULTADOS .................................................................................... 66
4.5.1. Preparación de una solución de NaCl en %p/p (peso/peso) ........ 66
4.5.2. Preparación de una solución de NaCl en %p/v (peso-volumen) .. 67
4.5.3. Preparación de una solución Molar de NaCl ................................ 67
4.5.4. Diluciones ..................................................................................... 67
4.5.5. Concentración de una solución salina .......................................... 68
4.6. ANALISIS Y DISCUSION DE DATOS ................................................. 68
4.7. CUESTIONARIO ................................................................................. 68
4.8. CONCLUSIONES ............................................................................... 69
PRACTICA 5. PROPIEDADES COLIGATIVAS .......................................... 70
5.1. MARCO TEORICO ............................................................................. 71
5.2. PROCEDIMIENTO .............................................................................. 72
5.3. DATOS EXPERIMENTALES .............................................................. 74
5.4. CÁLCULOS......................................................................................... 74
5.5. RESULTADOS .................................................................................... 77
5.6. GRAFICAS.......................................................................................... 77
5.7. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE DATOS ................................................. 78
5.8. CUESTIONARIO ................................................................................. 79
5.9. CONCLUSIONES ............................................................................... 80
PRACTICA 6. CARACTERIZACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES. MEDICIONES
DE PH ........................................................................................................... 81
6.1. MARCO TEORICO ............................................................................. 82
6.2. PROCEDIMIENTO .............................................................................. 83
6.3. DATOS EXPERIMENTALES .............................................................. 84
6.4. RESULTADOS .................................................................................... 84
6.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................. 85
6.6. CUESTIONARIO ................................................................................. 85
6.7. CONCLUSIONES ............................................................................... 87
PRACTICA 7. REACCIONES Y ECUACIONES QUÍMICAS ........................ 88
7.1. MARCO TEORICO ............................................................................. 89
7.2. PROCEDIMIENTO .............................................................................. 90
7.3. CALCULOS Y RESULTADOS ............................................................ 92
7.4. CUESTIONARIO ................................................................................. 94
7.5. CONCLUSIONES ............................................................................... 95
PRACTICA 8. ESTEQUIOMETRIA - REACTIVO LÍMITE ........................... 96
8.1. MARCO TEORICO ............................................................................. 97
8.2. PROCEDIMIENTO .............................................................................. 98
8.3. DATOS EXPERIMENTALES .............................................................. 99
8.4. RESULTADOS .................................................................................... 99
8.5. GRAFICAS........................................................................................ 100
8.6. ANALISIS DE RESULTADOS ........................................................... 100
8.7. CUESTIONARIO ............................................................................... 101
8.8. CONCLUSIONES ............................................................................. 101
PRACTICA 9. ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES QUE INVOLUCRAN
GASES Y SOLUCIONES ........................................................................... 102
9.1. MARCO TEORICO ........................................................................... 103
9.2. PROCEDIMIENTO ............................................................................ 104
9.3. DATOS EXPERIMENTALES ............................................................ 106
9.4. CALCULOS....................................................................................... 106
9.5. RESULTADOS .................................................................................. 106
9.6. CUESTIONARIO ............................................................................... 106
9.7. CONCLUSIONES ............................................................................. 107
REFERENCIAS .......................................................................................... 108
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Descripción material de laboratorio ................................................. 18
Tabla 2. Cálculos de densidad en líquidos................................................... 40
Tabla 3. Resultados obtenidos experimentalmente para líquidos ................. 40
Tabla 4. Cálculos de densidad de líquidos con distintos volúmenes ........... 42
Tabla 5. Cálculos de densidad en sólidos ..................................................... 45
Tabla 6. Resultados obtenidos experimentalmente para sólidos. ................. 46
Tabla 7. Datos iniciales para practica 3 ........................................................ 52
Tabla 8. Resultados practica 3 ...................................................................... 53
Tabla 9. Resultados practica 5. ..................................................................... 77
Tabla 10. Reacciones con soluciones estándar ............................................ 84
Tabla 11. Reacciones con soluciones caseras ............................................. 85
Tabla 12. Cantidades de reactivo por tubo ................................................... 99
Tabla 13. Resultados practica 8 .................................................................... 99
LISTA DE GRAFICOS
Pág. Grafico 1. Densidad del agua........................................................................ 41
Grafico 2. Densidad del Etanol ..................................................................... 41
Grafico 3. Densidad del ZINC ....................................................................... 46
Grafico 4. Densidad del ACERO ................................................................... 46
Grafico 5. Comparación Volumen vs. Temperatura (Ley de Charles) ........... 54
Grafico 6. Relación tiempo - masa ................................................................ 77
Grafico 7. Relación punto de ebullición – tiempo .......................................... 77
Grafico 8. Relación Punto de ebullición - Masa ............................................ 78
Grafico 9. Cantidad de precipitado en cada tubo ........................................ 100
Grafico 10. Relación moles de vs altura del precipitado ............................. 100
10
PRACTICA 1. RECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO
Y NORMAS DE SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO
Conocimiento de los materiales más utilizados y las normas de seguridad básicas para trabajar en un laboratorio químico. PROPÓSITO
El trabajo en el laboratorio es un componente importante del curso académico de química. Es por eso que se hace necesario no solo conocer los diversos equipos y materiales que se utilizan en un laboratorio de química, sino también las normas de seguridad y de manejo de los mismos. META
Identificar y aplicar las normas de seguridad de trabajo en el laboratorio de química, reconociendo a su vez los símbolos de peligrosidad usados para determinar las características de sustancias peligrosas. OBJETIVOS
Conocer los diversos materiales, implementos y equipos usados en el
Laboratorio de Química.
Aprender las reglas básicas de comportamiento y seguridad dentro de un laboratorio de Química.
11
1.1. LABORATORIO
Es
El laboratorio dispone de
En donde aspectos necesarios a controlar
Estas condiciones son
LABORATORIO
- Mínima resistencia al fuego de los materiales utilizados. - A qué va a dedicarse cada laboratorio. - Nº de laboratorios necesario. - Nº de personas que trabaja en cada laboratorio.
Cantidad de productos a almacenar, riesgos e incompatibilidades.
Todo proyecto de creación o reforma de un laboratorio, debe tratar de conjugar los aspectos de seguridad y funcionalidad con los económicos,
CONDICIONES
AMBIENTALES
DEFINICIÓN DE
ESPACIOS ORGANIZACION
El conjunto de personas, instalaciones, aparatos y materiales necesarios para obtener productos, realizar ensayos o análisis químicos,
físicos o microbiológicos.
En los laboratorios en necesario controlar el ambiente debido a la existencia generalizada de vapores o
microorganismos, en
ciertas ocasiones, muy
peligrosos para la salud.
* Varias mesas grandes de 2.5 a 3 m, separadas por pasillos laterales y centrales de 1.20 a 1.50 m que permiten a los operarios trabajar y moverse con fluidez. * Vitrina de gases y armarios para depositar productos y materiales. * Al menos una segunda puerta de salida, fuente lavaojos y ducha de seguridad. Avisador de incendios, extintores y botiquín de primeros auxilios.
Existe el riesgo de accidente
o enfermedad profesional.
- Ventilación adecuada. - Temperatura en torno a 18ºC. - Iluminación adecuada, natural o artificial pero clara. - La presión
Gas – Agua – Electricidad – Vacio – Aire a presión – Vitrinas de gases SERVICIOS
AUXILIARES
12
Pueden se en
Es
Es
MATERIAL DE LABORATORIO
El más utilizado porque presenta varias ventajas: resistencia a ser rayado, no es atacado por casi ningún reactivo, su transparencia permite ver lo que ocurre dentro, se lava fácilmente, es barato y no conduce la
electricidad.
VIDRIO
*Pyrex *Duran *Jena Vidrio de cuarzo
PLÁSTICO
Cada vez más usados en los laboratorios. La composición de los plásticos suelen ser polietileno (PE), polipropileno (PP) y politetrafluoroetileno o
teflón.
*Frascos lavadores *Tapones *Gomas refrigerantes *Peras de goma *Recipiente para producto químico.
Para poder efectuar operaciones concretas en el laboratorio se trabaja con aparatos elaborados con materiales diversos.
Los tipos de
vidrio son Por
ejemplo
*Varillas agitadoras. *Bureta *Pipeta *Matraz aforado *Gotero *Embudo *Vasos de precipitado *Matraz erlenmeyer *Probeta *Tubo de ensayo *Pesa sustancias *Vidrio reloj *Desecador *Matraz *Refrigerantes *Trompa de agua *Cristalizador *Mortero *Termómetro
*Kitasato Por ejemplo
13
METAL
PORCELANA
*Aros *Elevadores *Espátulas *Nuez y pinza *Soporte
*Trípode
*Cápsulas *Crisol *Embudo Buschner
Aquellos que transforman la
energía eléctrica en calor u
otros que facilitan los
cambios en los experimentos
químicos.
Aquellos que no están clasificados entre los generales, se usan para ayudar al proceso de práctica como elementos suplementarios.
El material que menos se usa en el laboratorio clínico, se utiliza cuando se necesitan materiales que resistan altas temperaturas, estos materiales suelen estar vidriados en el interior, para evitar que se adhieran partículas a su superficie, se utilizan sobre todo en el análisis gravimétrico
VARIOS
APARATOS
ELECTRICOS Y
AUTOMATICOS
Por ejemplo
Por ejemplo
Por ejemplo
*Gradillas *Escobillas *Rejillas *Triángulo *Soporte de secado ó escurridores
Es
Son
*Manta y placa *Mechero *Estufas *Balanzas *Horno mufla *Baño de arena
Son Por ejemplo
14
Se clasifican en
Los productos de uso más común son
Son
Por ejemplo Es PRODUCTOS QUIMICOS USADOS EN EL LABORATORIO
Se estudia ampliamente en otros temas sobre Seguridad e Higiene se estudia esta clasificación así como la normativa correspondiente (Reglamento sobre Notificación de Sustancias Nuevas y
Clasificación, Envasado y Etiquetado de Sustancias Peligrosas.
CORROSIVO
S
*Explosivos *Oxidantes *Inflamables *Tóxicos *Corrosivos
Productos que en contacto con la piel producen una acción destructiva. También destruyen los
metales y derivados.
Son muy agresivos.
*Radiactivos *Cancerígenos *Mutagénicos *Irritantes *Asfixiantes
Por
ejemplo
○Ácido acético (CH3COOH) ○Ácido clorhídrico (HCl) ○Ácido sulfúrico (H2SO4) ○Hidróxido amónico (NH4OH). ○Agua oxigenada (H2O2).
DISOLVENTES
INFLAMABLES
○Acetona (CH3COCH3).
15
Normas de
etiquetado de
productos
químicos
Todo producto químico, a excepción del agua, se incluye en la clasificación de productos tóxicos y peligrosos, que pueden dañar directa o indirectamente a personas o materiales y debe estar
correctamente etiquetado
En la etiqueta
aparece
○Nombre del producto, fórmula. ○ Concentración en % peso, volumen, etc. ○ Marca registrada por el fabricante. ○ Nº de referencia y lote. ○ Pictogramas de cualidades del producto (Tóxico, inflamable, corrosivo, etc. ○ Riesgos específicos del producto (frases R). ○ Consejos de prudencia (frases S). ○ Otras informaciones: densidad, peso molecular, % de impurezas, punto de
fusión o ebullición.
16
Estos son
Usar
ALMACENES
Permiten aislar los instrumentos de acción de vapores, derrames,
vibraciones, golpes y corrientes de aire.
Almacenes de
instrumental
Cuarto de
balanzas
Cuarto de
limpieza
Almacen de
productos
químicos
LIMPIEZA
La suciedad es enemiga inseparable del químico, acompaña cualquier operación que se realiza en el laboratorio. Es necesaria para que los experimentos salgan bien y evitar incidentes o
accidentes.
TECNICAS
♦ Solución detergente ♦ Disolventes orgánicos ♦ Disolventes ácidos ♦ Bases diluidas ♦ Mezcla crómica
17
1.1.2. Procedimiento Practica Laboratorio
MATERIAL DE
LABORATORIO
Examinar el material
suministrado
Investigación
Analizar examen
Si No
Clasificar material según categorías
Completar la matriz de acuerdo a
observaciones
FIN
18
1.1.3. Desarrollo Práctica Laboratorio
o Realizar una matriz en donde se especifica el uso y especificaciones de
cada elemente del laboratorio:
Tabla 1. Descripción material de laboratorio INSTRUMENTO USO ESPECIFICACIONES IMAGEN
1 Tubos de ensayo
Estos recipientes sirven para hacer experimentos o ensayos.
Los hay en varias medidas y aunque generalmente son de vidrio también los hay de plástico
2 Gradilla Utensilio que sirve para colocar tubos de ensayo.
Este utensilio facilita el manejo de los tubos de ensayo.
3 Balón sin base Un balón de destilación es parte del llamado material de vidrio.
Es un frasco de vidrio, de cuello largo y cuerpo esférico.
4 Balón con base
Es un recipiente que se utiliza para contener sustancias es una variación del matraz balón.
Es un frasco de vidrio, de cuello largo y cuerpo esférico
5 Soporte universal
Permite sostener varios recipientes.
Es un utensilio de hierro.
6 Pinza con Nuez Sirven para fijar a un soporte los montajes de laboratorio.
Hecha en metal
19
7 Varilla
Se utilizan para agitar o mover sustancias, es decir, facilitan la homogenización.
Están hechos de varilla de vidrio.
8 Cepillos para tubo de ensayo
Sirve para limpiar por dentro un tubo de ensayo.
9 Matraz Erlenmeyer
Es un recipiente que permite contener sustancias o calentarlas.
Hecha en vidrio resistente al calor.
10 Matraz aforado
Permite contener sustancias o calentarlas, tienen una marca grabada alrededor del cuello que indica cierto volumen de líquido que es el contenido a una temperatura concreta.
Es un recipiente con forma de pera, fondo plano y un cuello largo y delgado. Suelen fabricarse en materiales como vidrio, vidrio borosilicatado o polipropileno.
11 Vaso de precipitado (Becker)
Son utensilios que permiten calentar sustancias hasta obtener precipitados.
Hecho en vidrio resistente al calor.
12 Pipeta Son utensilios que permiten medir volúmenes.
Las hay en dos presentaciones: →Pipetas graduada →Pipeta volumétrica
13 Probeta Es un utensilio que permite medir volúmenes
Están hechas normalmente de vidrio pero también las hay de plástico. Así mismo las hay de diferentes tamaños (volúmenes).
14 Bureta
Es un utensilio que permite medir volúmenes, es muy útil cuando se realizan
20
neutralizaciones.
15 Gotero o cuenta gotas
Sirve para dosificar líquidos.
Es un tubo hueco terminado en su parte inferior en forma cónica y cerrada por la parte superior por una perilla o dedal de goma.
16 Mechero de bunsen
Es un utensilio metálico que permite calentar sustancias. Puede proporcionar una llama caliente (de hasta 1500 grados centígrados), constante y sin humo, por lo que se utiliza mucho en los laboratorios.
Está formado por un tubo vertical metálico, con una base, cerca de la cual tiene la entrada de gas, el tubo también presenta un orificio para la entrada de aire que se regula mediante un anillo que gira.
17 Hornilla eléctrica Se utiliza para calentar recipientes.
Aquel en que se produce calor por medio de la energía eléctrica. Puede ser de resistencia, de arco y de inducción.
18 Capsula de porcelana
Este utensilio está constituido por porcelana y permite calentar algunas sustancias o carbonizar elementos químicos, es un utensilio que soporta elevadas temperaturas.
Al usar la capsula de porcelana se debe tener en cuenta que esta no puede estar vencida, pues de lo contrario, podría llegar a estallar.
19 Trípode
Se utilizan para sostener materiales que van a ser sometidos a un calentamiento.
Son utensilios de hierro que presentan tres patas.
20 Tenazas Sirve para sujetar
Hechas en metal
21 Balanza normal Se utiliza para pesar todo tipo de solido.
Es un aparato basado en métodos mecánicos tiene una sensibilidad de una décima de gramo.
22 Espátula
Es un utensilio que permite tomar sustancias químicas con ayuda de este utensilio evitamos que los reactivos se
Su mango es de caucho y la hoja es de metal
21
contaminen.
23 Termómetro Sirve para medir temperatura.
Se fabrica de distintos tamaños, intervalos de temperatura y líquidos internos (mercurio y alcohol).
24 Malla de Asbesto
Se utilizan para calentar recipientes con mecheros y evitar calentar directamente los recipientes
Hecha en metal.
o Clasificar el material observado de acuerdo a las siguientes categorías:
CATEGORIA NOMBRE DEL MATERIAL
Material volumétrico (utilizados para medir volúmenes exactos)
→Matraz aforado →Pipeta →Probeta →Balón Aforado →Matraz Erlenmeyer →Vasos de precipitado →Gotero →Bureta
Material de calentamiento (que puede calentarse)
→Mechero de bunsen →Hornilla eléctrica →Capsula de porcelana →Trípode →Malla de asbesto →Tenazas
Material de sostenimiento
→Soporte universal →Trípode →Pinzas con nuez
Material de pesaje →Balanza
Otros usos (para medir temperatura, para medir
variables físicas, otros)
→Tubos de ensayo →Gradilla →Termómetro →Espátula →varilla
22
1.1.4. Conclusión Practica Laboratorio
Para poder efectuar operaciones concretas en el laboratorio se trabaja con materiales y equipos elaborados con materiales diversos. El vidrio, por sus propiedades, es el material más utilizado en el laboratorio, aunque cada vez se utilizan más otros materiales como por ejemplo el plástico. Varillas agitadoras de vidrio macizo, material aforado: buretas, pipetas y matraces aforados, embudos, tubos de ensayo, pesa sustancias, matraz o trompa de agua, son materiales que cualquier operario de laboratorio debe conocer y saber manejar.
23
1.2. NORMAS DE SEGURIDAD
Estas son
NORMAS DE SEGURIDAD DE
TRABAJO EN LABORATORIO
Para asegurar el bienestar de la integridad física e instalaciones, es necesario seguir ciertas normas que evitan situaciones peligrosas.
• Informe cualquier accidente, por pequeño que sea. • Si cae ácido en sus ojos, lávelos con suficiente agua durante 15 minutos. Luego enjuague con solución diluida de bicarbonato de sodio, seguido nuevamente con agua. • Si cae álcali en sus ojos, lávelos con suficiente agua durante 15 minutos. Luego enjuague con solución diluida de ácido bórico y finalice nuevamente con agua. •Si cae otra sustancia química en sus ojos, lávelos con agua corriente durante 15 minutos. Se recomienda la asistencia de un médico. •Si se derrama algún tipo de ácido en su piel, lave el área afectada con suficiente agua y aplique una pasta de bicarbonato de sodio durante unos minutos. Enjuague finalmente con agua. • Si se derrama algún tipo de base en su piel, lave el área afectada con suficiente agua y aplique una solución de ácido bórico durante unos minutos. Enjuague con
agua.
Primeros auxilios
• No fumar ni comer en el laboratorio. • Utilizar elementos de protección • Guardar objetos personales en un armario o taquilla y no dejarlos nunca sobre la mesa de trabajo. • No llevar bufandas, pañuelos largos ni prendas u objetos que dificulten la movilidad. • Procurar no andar de un lado para otro sin motivo y, sobre todo, no correr dentro del laboratorio. • Cabello recogido. • Tener siempre las manos limpias y secas. • No probar ni ingerir los productos. • Recuerde dónde está situado el botiquín. • Mantener el área de trabajo limpia y ordenada. • Lávese las manos con jabón después de tocar cualquier
producto químico.
Normas Generales
• No ponga en funcionamiento un circuito eléctrico sin que el profesor haya revisado la instalación. • No utilice ninguna herramienta o máquina sin conocer su uso, funcionamiento y normas de seguridad específicas. • Maneja con especial cuidado el material frágil, por ejemplo, el vidrio. • Informar al tutor del material roto o averiado. • Fíjese en los signos de peligrosidad que aparecen en los frascos de los productos químicos. • Evite el contacto con fuentes de calor. No manipules cerca de ellas sustancias inflamables. • Todos los productos inflamables deben almacenarse en un lugar adecuado y separados de los ácidos, las bases y los reactivos oxidantes. • Los ácidos y las bases fuertes han de manejarse con mucha precaución, ya que la mayoría son corrosivos.
Normas para manipular
instrumentos y productos
24
1.2.1 Procedimiento Practica Normas de Seguridad en el Laboratorio
NORMAS DE SEGURIDAD
Estudio a cerca de estas
Consulta los pictogramas.
Presentarlos y explicarlos
Indagar sobre las frases R y S. Escribir estas
frases de 3 reactivos
Consultar una sustancia peligrosa
usada en el laboratorio
Investigar como se realiza la disposición final que las
sustancias químicas
FIN
25
1.2.2. Desarrollo practica Normas de Seguridad
a). Consulte los pictogramas usados para identificar la peligrosidad de las sustancias químicas. Preséntelos y explíquelos La norma NFPA (National Fire Protection Association) 704 es el código que explica el diamante de peligro, utilizado como una convención de uso extendido que informa sobre las características de peligrosidad de un material o sustancia. El pictograma NFPA consiste en un rombo dividido en cuatro partes demarcadas con colores distintivos, donde cada uno de ellos tiene indicado el grado de peligrosidad mediante una numeración entre 0 y 4. Cada color proporciona información específica en las categorías de “Salud” (identificado a la izquierda, en color azul), “Inflamabilidad” (en la parte superior del rombo, en color rojo), “Reactividad” (a la derecha, en color amarillo) y, “Reactividad no usual con el agua” (en la parte inferior, en color blanco). Como se muestra en la siguiente figura.
Fuente: Norma NFPA 704
26
Existen reglamentos para la indicación de la peligrosidad, sea de sustancias o de preparados considerados como tales, se basa en la obligatoria inclusión en la etiqueta del envase de uno, dos o tres pictogramas de peligrosidad, según corresponda, acompañado de los números y textos de las frases R, de riesgos específicos y las S, de consejos de prudencia, relativos a la manipulación de productos peligrosos. La combinación de varias frases R o S, indica la concurrencia en un mismo producto de diversos riesgos y sus correspondientes consejos de prudencia. Descripción de los pictogramas de peligrosidad
Comburentes: Sustancias y preparados que en contacto con otros, particularmente con los inflamables, originan una reacción fuertemente exotérmica.
Fácilmente inflamables: Sustancias y preparados sólidos, susceptibles de inflamarse después de un breve contacto con una fuente de ignición y que continúan ardiendo o consumiéndose después de la eliminación de dicha fuente. Sustancias y preparados líquidos cuyo punto de inflamación sea inferior a 21 °C, pero que no sean extremadamente inflamables. Sustancias y preparados
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susceptibles de calentarse y, finalmente, inflamarse en contacto con el aire a la temperatura ambiente, sin aporte de energía. Sustancias y preparados que en contacto con el agua o el aire húmedo desprenden gases inflamables en cantidades peligrosas.
Tóxicos: Sustancias y preparados que por inhalación, ingestión o
penetración cutánea puedan entrañar riesgos graves, agudos o crónicos e incluso la muerte. Su criterio de clasificación se establece en el anexo V, parte l-A del Reglamento mencionado.
Nocivos: Sustancias y preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan entrañar riesgos de gravedad limitada.
Peligrosos para el medio ambiente: Sustancias y preparados cuya utilización presenta o puedan presentar riesgos inmediatos o diferidos para el medio ambiente.
Corrosivos: Sustancias y preparados que en contacto con los tejidos vivos puedan ejercer sobre ellos una acción destructiva. b). Indague sobre las frases R y frases S, ¿qué son? Escriba las frases S y R de tres reactivos que encuentre en el laboratorio. FRASES R Y S Las Frases de riesgo y de seguridad son unas oraciones estandarizadas por la Unión Europea para indicar el manejo básico de las sustancias peligrosas y reducir el riesgo que conlleva su manipulación. Se dividen en dos grupos; las frases R (Riesgo, “Risk” en inglés) y las frases S (Seguridad, “Security” en inglés) dependiendo de la naturaleza descriptiva de la frase. Las frases R son breves enunciados, expuestos en la etiqueta de envases que
contienen sustancias químicas, y que especifican de la naturaleza de los riesgos que puede presentar las sustancias químicas y preparados peligrosos. El contenido de cada una de las frases R no cambia, siempre es el mismo.
28
Las frases S son breves enunciados, expuestos en la etiqueta de envases que
contienen sustancias químicas, y que exponen consejos de seguridad a ser adoptados frente a los riesgos que pueda presentar la sustancia en cuestión. La etiqueta presente en un envase puede contener tanto frases R como frases S. El contenido de cada una de las frases S no cambia, siempre es el mismo. Estas frases difieren de las aplicadas en otros países, por ello Naciones Unidas realizó en el año 2002 un Sistema mundialmente armonizado de clasificación y etiquetado de productos químicos (“GHS”)
REACTIVOS EN EL LABORATORIO
NOMBRE PICTOGRAMA INDICADOR DE
PELIGRO FRASES R FRASES S
Reactivo de Millón
→R 26/27/28. Muy tóxico por inhalación, por ingestión yen contacto con la piel. →R 33. Peligro de efectos acumulativos. →R 36/38. Irrita los ojos y la piel.
S 26. En caso de contacto con los ojos, lávenlos inmediata y abundantemente con agua y acúdase a un médico. →S 45. En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico (si es posible, muéstrele la etiqueta). S 36/37. Usen indumentaria y guantes de protección adecuados.
Reactivo de Cobre II-Etilendiamina
R 43. Posibilidad de sensibilización en contacto con la piel. R 34. Provoca quemaduras.
S 36/37/39. Usen indumentaria y guantes adecuados y protección para los ojos/la cara. S 26. En caso de contacto con los ojos, lávenlos inmediata y abundantemente con agua y acúdase a un médico. S 9. Consérvese el recipiente en lugar bien ventilado. S 45. En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico (si es posible, muéstrele la etiqueta).
Reactivo de Nessler
R 23/24/25. Tóxico por inhalación, por ingestión y en contacto con la piel. R 33. Peligro de efectos acumulativos.
S 13. Manténgase lejos de alimentos, bebidas y piensos. S 28a. En caso de contacto con la piel, lávese inmediata y abundantemente con agua. S 45. En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico (si es posible, muéstrele la etiqueta).
29
c). Buscar una sustancia peligrosa usada en el laboratorio, identifique sus símbolos de peligrosidad, características de manejo, primeros auxilios en caso de accidente y otro tipo de información que considere relevante.
ROJO DE METILO solución 0,1% DC
1. Identificación del Producto
Identificación de la sustancia o del preparado
Denominación:
Rojo de Metilo solución 0,1%
Uso de la sustancia o preparado:
Para usos de laboratorio, análisis, investigación y química fina.
2. Identificación de Riesgos
Inflamable.
3. Composición/Información de Ingredientes
Solución hidroalcohólica
Etanol absoluto Z50%
CAS [64-17-5] Fórmula: CH3CH2OH M.=46,07
Número CE (EINECS): 200-578-6
Número de índice CE: 603-002-00-5
R: 11
Rojo de Metilo (C.I. 13020) 0,1%
CAS [493-52-7] Fórmula: C15H15N3O2 M.=269,31
Número CE (EINECS): 207-776-1
4. Medidas de Primeros Auxilios
Indicaciones generales:
En caso de pérdida del conocimiento nunca dar a beber ni provocar el vómito.
Inhalación:
Trasladar a la persona al aire libre. En caso de asfixia proceder a la respiración artificial. Contacto con la piel:
Lavar abundantemente con agua. Quitarse las ropas contaminadas.
Ojos:
30
Lavar con agua abundante manteniendo los párpados abiertos. Pedir atención médica.
Ingestión:
Provocar el vómito. No administrar eméticos. No administrar carbón animal. No beber leche. En caso de malestar, pedir atención médica.
5. Medidas para Combatir Incendios
Medios de extinción adecuados:
Agua. Dióxido de carbono (CO2). Espuma. Polvo seco.
Medios de extinción que NO deben utilizarse:
-----
Riesgos especiales:
Inflamable. Mantener alejado de fuentes de ignición. Los vapores son más pesados que el aire, por lo que pueden desplazarse a nivel del suelo. Puede formar mezclas explosivas con aire.
Equipos de protección:
-----
6. Medidas a tomar en caso de vertido accidental
Precauciones individuales:
No inhalar los vapores.
Precauciones para la protección del medio ambiente:
Prevenir la contaminación del suelo, aguas y desagües.
Métodos de recogida/limpieza:
Recoger con materiales absorbentes (Absorbente General Quantyka, Kieselguhr, etc.) o en su defecto arena o tierra secas y depositar en contenedores para residuos para su posterior eliminación de acuerdo con las normativas vigentes. Limpiar los restos con agua abundante.
7. Manejo y Almacenaje
Manipulación:
Sin indicaciones particulares.
Almacenamiento:
31
Recipientes bien cerrados. En local bien ventilado. Alejado de fuentes de ignición y calor. Temperatura ambiente.
8. Controles para Exposición/Protección Personal
Medidas técnicas de protección:
Asegurar una buena ventilación y renovación de aire del local.
Control límite de exposición:
VLA-ED: 1000 ppm ó 1910 mg/m3 (etanol)
Protección respiratoria:
En caso de formarse vapores/aerosoles, usar equipo respiratorio adecuado. Filtro A. Filtro P.
Protección de las manos:
Usar guantes apropiados ( neopreno, nitrilo, PVC)
Protección de los ojos:
Usar gafas apropiadas.
Medidas de higiene particulares:
Quitarse las ropas contaminadas. Lavarse las manos antes de las pausas y al finalizar el trabajo.
Controles de la exposición del medio ambiente:
Cumplir con la legislación local vigente sobre protección del medio ambiente.
El proveedor de los medios de protección debe especificar el tipo de protección que debe usarse para la manipulación del producto, indicando el tipo de material y, cuando proceda, el tiempo de penetración de dicho material, en relación con la cantidad y la duración de la exposición.
9. Propiedades Físicas y Químicas
Aspecto:
Líquido anaranjado.
Olor:
Etanólico
Densidad (20/4): 0,87
Solubilidad: Miscible con agua
32
10. Estabilidad y Reactividad
Condiciones que deben evitarse:
-----
Materias que deben evitarse:
-----
Productos de descomposición peligrosos:
-----
Información complementaria:
Los gases / vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire.
11. Información Toxicológica
Toxicidad aguda:
-----
Efectos peligrosos para la salud:
Atendiendo a los componentes del preparado, las características peligrosas probables son las siguientes:
Irritaciones en mucosas leves.
Por ingestión: Absorción, efectos en el sistema nervioso central, embriaguez, ansiedad, ataxia (trastornos de la coordinación motriz), parálisis respiratoria, narcosis.
12. Información Ecológica
Movilidad :
-----
Ecotoxicidad :
Daphnias CE0: 7800 mg/l; Peces CL50 >10000 mg/l
Degradabilidad :
Producto biodegradable.
Acumulación :
-----
Otros posibles efectos sobre el medio natural :
No deben esperarse interferencias en depuradoras si se usa adecuadamente. Manteniendo las condiciones adecuadas de manejo no cabe esperar problemas ecológicos.
Sustancia o preparado:
33
En America Latina no están establecidas pautas homogéneas para la eliminación de residuos químicos, los cuales tienen carácter de residuos especiales, quedando sujetos su tratamiento y eliminación a los reglamentos internos de cada país. Por tanto, en cada caso, procede contactar con la autoridad competente, o bien con los gestores legalmente autorizados para la eliminación de residuos.
Envases contaminados:
Los envases y embalajes contaminados de sustancias o preparados peligrosos, tendrán el mismo tratamiento que los propios productos contenidos.
14. Información para Transporte
Terrestre (ADR):
Denominación técnica: LÍQUIDO INFLAMABLE, N.E.P.
ONU 1993 Clase: 3 Grupo de embalaje: III
Marítimo (IMDG):
Denominación técnica: LÍQUIDO INFLAMABLE, N.E.P.
ONU 1993 Clase: 3 Grupo de embalaje: III
Aéreo (ICAO-IATA):
Denominación técnica: Líquido inflamable, n.e.p.
ONU 1993 Clase: 3 Grupo de embalaje: III
Instrucciones de embalaje: CAO 310 PAX 309
15. Información Regulatoria
Simbolo:
Indicaciones de peligro: Inflamable
Frases R: 10 Inflamable.
Frases S: 7-16 Manténgase el recipiente bien cerrado. Conservar alejado de toda llama o fuente de chispas - No fumar.
d). Disposición final de sustancias químicas peligrosas, con el fin de mitigar la
contaminación medio ambiental. Para llegar a esta disposición se debe primero clasificar los residuos de la manera adecuada, luego marcarlos con sus características peligrosas con los mencionados pigtogramas y almacenarlos según la norma. Para la disposición
34
final de estas sustancias existen empresas especializadas de procesarlas y quemarlas a altas temperaturas de tal manera que no genere afectaciones al medio ambiente y la salud.
El tratamiento en el punto de generación, en el laboratorio, de los residuos químicos peligrosos es consistente con el fin de minimizar los riesgos para la salud humana y para el medio ambiente. El tratamiento en el laboratorio reduce o elimina las características que hacen de un residuo químico, un residuo peligroso. Los pasos del tratamiento que están incluidos como parte del procedimiento de laboratorio no necesitan ser autorizados, pero a veces se requiere de la supervisión del especialista en manejo de residuos peligrosos.
1.2.3. Conclusiones Práctica Normas de Seguridad.
Sin duda alguna, el conocimiento acerca de las normas de seguridad dentro del laboratorio son de suma importancia, de esta manera se evitan accidentes y se tiene la información necesaria para actuar en caso en que se presente uno. El seguir las normas es responsabilidad de cada uno, esta comprometido no solo con si mismo, sino que también con las personas que lo rodean y con el medio ambiente.
35
PRACTICA 2. MEDICIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ESTADOS
SÓLIDO Y LÍQUIDO
Medir alguna propiedades físicas de materiales líquidos y sólidos PROPÓSITOS
Diferenciar propiedades físicas generales y específicas Adquirir destreza en medir volúmenes y hacer pesadas de diferentes
líquidos y sólidos y a partir de ellos determinar densidades. Aprender a realizar gráficos y a interpretarlos.
OBJETIVO GENERAL
Medir el volumen, la masa y calcular la densidad de algunos líquidos y sólidos.
METAS
Familiarizarse con la medición de volúmenes y pesadas
36
2.1. MARCO TEORICO
es propia de cada sustancia
PROPIEDADES FISICAS DE LA MATERIA
Aquellas que pueden medirse y observarse sin que se afecten la naturaleza o composición originales de las sustancias.
Son
si se puede medir en
Magnitud
Fundamentales Derivadas
Son Son
Aquellas que se miden directamente con un patrón referencia
Aquellas que se miden a partir de las fundamentales.
se clasifican en
Generales Especificas
Estas propiedades no nos permiten diferenciar un material de otro. No son características de un material porque varían con la cantidad de materia.
Son propias de cada
sustancia.
ejemplo
ejemplo
◙ Volumen ◙ Masa
◙ Densidad
37
MEDIDA DE LA DENSIDAD
Liquido
Conocida la masa del cuerpo y el volumen de la parte sumergida, podemos determinar la densidad del líquido.
Aerómetros o flotadores
Disponen de una escala graduada, que proporcionan mediante lectura directa la densidad del líquido. La superficie libre del líquido marca el valor de la densidad en la escala del aerómetro
Su fórmula es
sh=f x
Donde s es la densidad del cuerpo
sólido, S su sección, h su altura. f
es la densidad del fluido y x la parte
del sólido que está sumergido en el líquido.
En donde
Solido
Todo cuerpo sumergido en un
fluido, experimenta un empuje
vertical E, de igual magnitud pero
de sentido opuesto al peso del
fluido que desplaza dicho cuerpo.
La densidad es una magnitud que relaciona la masa que posee un cuerpo con el volumen que ocupa. La densidad de una sustancia no depende de la cantidad empleada en la mediación.
Ecuación general de densidad
m/v (g/cm³)
Donde es la densidad.
m es la masa v es el volumen. El resultado es expresado en gramos por centímetro cubico.
En donde
Cuando un cuerpo está suspendido en el fluido completamente sumergido pero sin tocar el fondo, las fuerzas sobre el cuerpo son:
La tensión del hilo T; el peso mg; el
empuje E=ρf·g·V, siendo ρf = 1.0
g/cm3 la densidad del líquido (agua)
El cuerpo está en equilibrio,
suspendido del hilo T=mg-ρf·g·V
La balanza electrónica mide la
fuerza F1=ρf·g·V
Cuando el cuerpo descansa en el fondo. La balanza electrónica mide el peso del cuerpo F2=mg=ρV·g
La densidad del sólido ρ es el cociente F2/F1, si el líquido es agua
ρf=1.0 g/cm3
38
2.2. PROCEDIMIENTO PARTE 1. LÍQUIDOS
DENSIDAD EN LIQUIDOS
Pese una probeta limpia y seca en una balanza de precisión con aprox.
a 0.01g. Registre la masa pesada
Añada 5mL de agua usando una de las pipetas y vuelva a pesar la probeta (teniendo cuidado de no derramar el liquido por la parte exterior de las paredes). PRECAUCIÓN: Use siempre la misma pipeta para cada líquido con el fin de no
contaminarlos entre sí
Repita el procedimiento incrementando el volumen en fracciones de 5mL cada vez hasta completar 25mL. Es necesario que a cada fracción de volumen añadido, el conjunto
sea pesado. El último peso será para el volumen de 25mL.
Vacié y limpie la probeta. Repita el procedimiento anterior con el etanol y la glicerina. No olvide registrar cada uno de los pesos obtenidos.
Registre sus datos en una tabla
como la siguiente para cada uno de
los líquidos ensayados.
39
Tome 5 ml un líquido en una probeta graduada.
Determine la densidad y compárela con la
obtenida para los líquidos que se trabajaron.
Grafique la relación 5mL vs. Masa, para ver a
cual de los líquidos corresponde.
Tome para cada líquido los valores de masa hallados a partir
de las gráficas para varios volúmenes y halle sus densidades
dividiendo la masa por el volumen correspondiente.
Finalmente, para cada líquido halle su densidad promedio
sumando las densidades (₫) halladas y dividiendo por el
número de densidades.
Para cada líquido elabore en papel milimetrado una gráfica: volumen (mi) vs. masa (g) con el volumen en el eje de las X.
FIN
40
2.2.1. Datos Experimentales para cálculos de densidad de líquidos
*Peso de la probeta limpia y seca: 41,9 g *Datos de pesos de probeta con agua: Masa de la
Probeta vacía (g)
Masa de la probeta + liquido (g)
Masa del líquido
(g)
41,9
46,8 4,9
51,7 9,8
56,6 14,7
61,5 19,6
66,4 24,5
*Datos de pesos de probeta con etanol:
Masa de la Probeta vacía (g)
Masa de la probeta + liquido (g)
Masa del líquido
(g)
41,9
46,0 4,1
49,8 7,9
53,6 11,7
57,6 15,7
61,6 19,7
2.2.2. Cálculos densidad de líquidos
Tabla 2. Cálculos de densidad en líquidos.
LIQ
UID
O Masa de
la Probeta
vacía (g)
Masa de la probeta +
liquido (g)
Masa del
líquido (g)
Volumen del
líquido (mL)
Relación masa /
volumen (g/mL)
(Densidad)
DENSIDAD PROMEDIO
(g/mL)
AG
UA
41,9
46,8 4,9 5 0,98
0,98
51,7 9,8 10 0,98
56,6 14,7 15 0,98
61,5 19,6 20 0,98
66,4 24,5 25 0,98
ET
AN
OL
41,9
46,0 4,1 5 0,82
0,79
49,8 7,9 10 0,79
53,6 11,7 15 0,78
57,6 15,7 20 0,79
61,6 19,7 25 0,79
FORMULA APLICADA → DENSIDAD = MASA / VOLUMEN 2.2.3. Resultados densidad de líquidos
Tabla 3. Resultados obtenidos experimentalmente para líquidos
LIQUIDO Densidad promedio (g/ml)
Agua 0.98
Etanol 0.79
41
2.2.4. Graficas densidad de los líquidos
De acuerdo a la tabla 2, se grafica el comportamiento de la densidad
teniendo en cuenta la masa vs el volumen. El grafico 1 muestra la densidad
del agua y el grafico 2 muestra la densidad del etanol.
Grafico 1. Densidad del agua
Grafico 2. Densidad del Etanol
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
5 10 15 20 25
Mas
a (g
)
Voluemen (ml)
DENSIDAD DEL AGUA
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
5 10 15 20 25
Mas
a (g
)
Voluemen (ml)
DENSIDAD DEL ETANOL
42
Tabla 4. Cálculos de densidad de líquidos con distintos volúmenes L
IQU
IDO
Masa de la
Probeta vacía
(g)
Masa de la probeta +
liquido (g)
Volumen del
líquido (mL)
Masa del líquido
(g)
Relación masa /
volumen (g/mL)
(Densidad)
DENSIDAD PROMEDIO
(g/mL)
AG
UA
41,9
46,8 30 4,9 0,16
0,35
51,7 35 9,8 0,28
56,6 40 14,7 0,37
61,5 45 19,6 0,44
66,4 50 24,5 0,49
ET
AN
OL
41,9
46,0 30 4,1 0,82
0,79
49,8 35 7,9 0,79
53,6 40 11,7 0,78
57,6 45 15,7 0,79
61,6 50 19,7 0,79
2.2.5. Análisis y discusión de resultados densidad de los líquidos.
Como primera medida se ha comprobado lo que en los textos se plantea que la densidad del agua es de 1 g/ml, según la practica dice que es de 0.98 g/ml solo hay 0.02g/m de diferencia. Si se presentara una diferencia muy amplia entre lo teórico y la práctica, quiere decir que muy seguramente el procedimiento de la práctica tubo algún error. También vemos que el agua es más densa que el etanol según tabla 2.
Por otro lado, en la primera práctica mencionada por la guía, (tabla2) se ha evidenciado que a medida que se adicionaba más cantidad de volumen a las probetas el comportamiento de la densidad era semejante en cada uno los líquidos. Así, en la grafica 1 y 2, las rectas son ascendentes en el eje x (volumen) y eje y (masa) pues tiene un comportamiento semejante
Mientras que en la tabla 4, al cambiar los volúmenes de cada liquido y se deja la misma masa, se evidencia que los resultados densidad en el agua no es constantes, se ve un poco mas de variación, y en etanol si se muestra constante. .
43
2.3. PROCEDIMIENTO PARTE 2. SÓLIDOS
Con la probeta en la balanza agregue muestras del metal (de cada
uno por separado) de tal forma que el volumen incremente en más
de 2 ml. Repita el procedimiento hasta completar cuatro pesadas y
sus respectivos cuatro volúmenes. Registre las masas y
volúmenes.
DENSIDAD EN SOLIDOS
Coloque 40mL de agua en una probeta
graduada de 100mL. Registre el volumen
de agua con precisión de 0,1mL
Pese la probeta con agua.
Registre el peso. Deje la probeta
en la balanza.
Repita el procedimiento anterior
para cada uno de los demás
metales.
Registre sus datos en una tabla
para cada uno de los sólidos
ensayados:
Grafique los resultados:
volumen vs. masa, haga un
gráfico para cada sólido.
44
El tutor le entregará a cada grupo un metal
desconocido. Repita el procedimiento.
Determine la densidad y compárela con la
obtenida para algunos de los metales
trabajados
Determine la pendiente de cada una de las
gráficas de los sólidos. Compare la
pendiente del gráfico de cada metal con la
densidad promedio hallada por la relación
masa / volumen
Grafique los resultados: volumen vs.
masa, de la misma manera como
hizo para los líquidos. Haga un
gráfico para cada sólido.
Determine la pendiente de cada una de las gráficas de los sólidos. Compare la pendiente del gráfico de cada metal con la densidad promedio hallada por la relación masa / volumen.
FIN
45
2.3.1. Datos Experimentales para calculo de densidad de sólidos.
*Datos de pesos de probeta con zinc:
Volumen del agua
(cm3)
Masa probeta + agua
(g)
Volumen agua + metal (cm3)
Masa probeta + agua + metal
(g)
40 82,3
0
42 91,1
45 109,8
48 125,5
51 143,6
*Datos de pesos de probeta con metal:
Volumen del agua
(cm3)
Masa probeta + agua
(g)
Volumen agua + metal (cm3)
Masa probeta + agua + metal
(g)
40 82,3
0
44 111,6
48 141,6
51 171,6
55 201,6
2.3.2. Cálculos densidad de sólidos Tabla 5. Cálculos de densidad en sólidos
SO
LID
O
Volumen del agua
(cm³)
Masa probeta + agua
(g)
Volumen agua + metal (cm³)
Volumen del
metal
(cm³)
Masa probeta + agua + metal
(g)
Masa del
metal (g)
Masa/ Volumen
(g/ cm³) Densidad
Densidad promedio
(g/ cm³)
ZIN
C
40 82,3
0
5,2
42 2 91,1 8,8 4,4
45 5 109,8 27,5 5,5
48 8 125,5 43,2 5,4
51 11 143,6 61,3 5,6
AC
ER
O
40 82,3
0
7,7
44 4 111,6 29,3 7,3
48 8 141,6 59,3 7,4
51 11 171,6 89,3 8,1
55 15 201,6 119,3 8,0
FORMULA APLICADA → DENSIDAD = MASA / VOLUMEN
46
2.3.3. Resultados densidad de sólidos
Tabla 6. Resultados obtenidos experimentalmente para sólidos.
SOLIDO Densidad promedio
(g/ cm³)
ZINC 5.2
ACERO 7.7
2.3.4. Graficas densidad de los sólidos
Grafico 3. Densidad del ZINC
Grafico 4. Densidad del ACERO
0
10
20
30
40
50
60
70
2 5 8 11
MA
SA (
g)
VOLUMEN (cm³)
DENSIDAD DEL ZINC
0
20
40
60
80
100
120
140
4 8 11 15
MA
SA (
g)
VOLUMEN (cm³)
DENSIDAD DEL ACERO
47
2.3.5. Análisis y discusión de resultados densidad de los sólidos.
El comportamiento de la grafica tanto en un en el zinc como en el acero son semejantes así que entre mayor sea el volumen mayor es la masa, y la densidad en ambos casos tiene poca variación a medida que se agrega masa. Por otro lado se evidencia que el acero es más denso que el zinc 2.4. CUESTIONARIO
a) ¿Qué representa la pendiente para cada línea de las gráficas?
Rta: Las pendientes en las graficas representan el comportamiento del
volumen vs la masa. b) ¿Qué valor será mejor para 10mL de cada líquido: la relación masa /
volumen o el valor obtenido del gráfico? Rta: Seria mejor la relación masa/volumen, pues este muestra el valor exacto de la densidad de manera numérica, mientras que en el grafico vemos solo el comportamiento de la masa y el volumen pero no se muestra el resultado. c) ¿Cómo determinaría la relación masa / volumen de un sólido que flote en
el agua? Rta: Tomar el recipiente y colocar una cantidad de agua medida, luego coger el la pieza solida y pesarla (dar su peso en gramos); luego meter la pieza solida en el recipiente con agua, revisar cuanto subió el agua (dar el la diferencia del volumen final menos el inicial, expresarlo en ml) y luego aplicar la formula: densidad = masa/volumen; así se puede determinar la densidad en un solido que flota. d) Investigue sobre otras propiedades físicas específicas de la materia, nómbrelas. Rta: Ductilidad, dureza, maleabilidad, tenacidad, viscosidad, elasticidad,
punto de fusión y punto de ebullición
48
2.5. CONCLUSIÓN PRÁCTICA 2
De manera teórica la densidad es una medida utilizada por la física y la química para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, se determina que en ambos procedimientos tanto en líquidos como en sólidos el comportamiento de la densidad tiene valores semejantes a medida que el volumen y masa aumentan. Las graficas reflejan líneas paralelas que indica lo mencionado anteriormente.
Se ha aprendido a medir la masa y volumen en líquidos y sólidos para determinar sus respectivas densidades.
49
PRACTICA 3. LEY DE CHARLES
PROPÓSITO Comprobar experimentalmente la ley de Charles
OBJETIVO GENERAL Observar el efecto del aumento de la temperatura sobre el volumen de un gas confinado en un recipiente, deduciendo la relación gráfica temperatura absoluta – volumen a partir de los datos obtenidos.
META Comprobar experimentalmente la relación de proporcionalidad directa entre el Volumen y la Temperatura absoluta.
50
3.1. MARCO TEORICO
LEY DE CHARLES
Consiste en la relación de
proporcionalidad directa entre el
volumen de una muestra de gas y su
temperatura absoluta, si la presión
permanece constante.
Su formula es
T2 V1 = T1 V2
T2 es la temperatura final (K) V1 es el volumen inicial (Litros) T1 es la temperatura inicial (K) V2 es el volumen final (Litros)
En donde
51
3.2. PROCEDIMIENTO
PRACTICA LEY DE CHALES
Realizar el montaje de la
figura correspondiente.
Llene en ¾ partes con agua el vaso
de precipitados de 250 y a la mitad el
de 500mL
Tape herméticamente el tubo de
ensayo, verifique que no queden
escapes en la manguera.
Llene una probeta de 100mL con agua
casi hasta su totalidad, inviértala sobre el
vaso de precipitados de 500mL, registre
la cantidad de aire atrapado
Inicie el calentamiento, controle
las variables: temperatura y
volumen de aire en la probeta.
Finalice la experiencia cuando
llegue a temperatura constante
(punto de ebullición del agua).
Complete la tabla, con
los datos que recoja.
FIN
52
3.3. DATOS EXPERIMENTALES
*Volumen de aire inicial en la probeta: 20 ml *Temperatura inicial: 17 ºC Tabla 7. Datos iniciales para practica 3
Lectura Temperatura Volumen de aire
en la probeta (ml) ºC
1 17 20
2 21 20,5
3 25 21
4 33 22
5 37 22,5
6 39 23
7 40 23,5
8 44 24
9 50 25
10 55 25,5
11 60 26
12 65 26,5
13 72 26,5
14 88 27
3.4. CALCULOS
a) Se utiliza la formula: K= ºC+273 Para calcular la temperatura en kelvin en cada una de las lecturas. b) Se convierte los datos del volumen teniendo en cuenta que 1 litro = 1000ml c) Se utiliza la formula de la ley de charles: T2 V1 = T1 V2, para realizar comparación entre la realidad y la teoría, teniendo en cuenta que según nuestro experimento los datos serian: V1: 0.020 L V2: 0.027 L T1 : 290 K T2: 361K
53
o Comparación 1:
V1: 0.020 L V2: 0.027 L T1 : 290 K T2: ?
Formula a utilizar: T2 = (T1 V2) / V1 Reemplazado formula T2 = (290K x 0.027L) / 0.020 L T2 = 391.5 K Resultado Real = 361K Diferencia entre lo real y lo teórico = 30.5 K
o Comparación 2: V1: 0.020 L V2: ? T1 : 290 K T2: 361K
Formula a utilizar: V2 = (T1 x V1) / T2 Reemplazado formula: V2 = (290K x 0.020 L) / 361 K V2 = 0.016 L Resultado Real = 0.027 L Diferencia entre lo real y lo teórico = 0.011 L = 10.9ml
3.5. RESULTADOS
Tabla 8. Resultados practica 3
Lectura Temperatura Volumen de aire
en la probeta (L) K
1 290 0,020
2 294 0,021
3 298 0,021
4 306 0,022
5 310 0,023
6 312 0,023
7 313 0,024
8 317 0,024
9 323 0,025
10 328 0,026
54
11 333 0,026
12 338 0,027
13 345 0,027
14 361 0,027
3.6. GRAFICAS
Grafico 5. Comparación Volumen vs. Temperatura (Ley de Charles)
3.7. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS
Según la grafica se evidencia que a medida que aumenta la temperatura el volumen también aumenta, se cumple la teoría de la ley de charles en donde se expresa que a presión constante una masa fija de una gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Según la comparación que se realizo en el numeral 3.4; se ve que los
resultados en la parte teórica vs la real no dan exactamente igual, para la
primera comparación la diferencia es de 30.5 K y en la segunda comparación
la diferencia es de 10.9 ml.
0
10
20
30
290 294 298 306 310 312 313 317 323 328 333 338 345 361
VO
LUM
EN (c
m³)
TEMPERATURA (K)
LEY DE CHARLES
55
3.8. CUESTIONARIO
a) ¿Por qué no se cumple la ley de Charles si la temperatura se expresa en (ºC)? Rta: Primero la unidad de temperatura del sistema internacional de medidas
es kelvin (K), segundo la formula de la ley de charles dice que la temperatura debe estar expresada en Kelvin, tercero las ley de charles asi como las demás leyes de los gases depende de la constante R (0.083(atm·L /mol · ºK), aquí vemos que la temperatura debe estar en Kelvin. b) ¿Existe el estado gaseoso en cero absoluto? Explique su respuesta Rta. No existe el estado gaseoso en cero absolutos, porque que si fuera cero absolutos seria estado solido; el hecho de que sea estado gaseoso implica que hay algo de energía en sus moléculas para que estas tengan movimiento a diferencia de lo que sucede en el estado solido. c). ¿Cuál es la temperatura de ebullición del agua en su laboratorio (a nivel del mar es 100ºC) ? Si le da diferente a 100ºC, a qué se debe? Rta: En el laboratorio la temperatura de ebullición fue 88ºC, esto se debe a que en Bogotá no estamos a nivel del mar, estamos mucho más arriba del nivel del mar y la presión es menor. 3.9. CONCLUSIONES
o Se demostró experimentalmente que cuando aumentamos la
temperatura del gas las moléculas del agua se mueven con mas rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente y habría una mayor número de choques de las moléculas a medida que avanza el tiempo de calentamiento, así, se producirá aumento de la presión en el recipiente y por ende aumenta el volumen, cumpliéndose así la ley de Charles.
56
PRACTICA 4. SOLUCIONES
PROPÓSITO Familiarizarse con la preparación de soluciones de diferentes concentraciones
OBJETIVO GENERAL Aprender a calcular y preparar soluciones y diluciones de diferentes concentraciones.
METAS Que el estudiante comprenda las diferentes formas de expresar las concentraciones y cómo calcularlas.
57
4.1. MARCO TEORICO
SOLUCIONES
Son mezclas homogéneas de dos o más
componentes. El ser homogéneas
significa que las propiedades físicas y
químicas son iguales en cualquier parte
de la solución.
Además
Cuando se observa una solución a
simple vista solo se distingue una fase,
sea líquida, sólida o gaseosa
Son
COMPONENTES
SOLVENTE
Es el componente
que se disuelve
Es el componente en el
cual el soluto se disuelve.
SOLUTO
El solvente es el
componente cuyo estado
de la materia es igual al
de la solución final.
UNIDADES DE CONCENTRACION
Expresan la relación de las cantidades
de soluto y solvente que se tomaron
para preparar la solución
→Porcentaje peso a peso (% m/m) →Porcentaje volumen-volumen (% v/v) →Porcentaje peso – volumen (% p/v) →Concentración molar o molaridad (M) →Concentración molal o molalidad (m) →Concentración normal o normalidad (N).
58
4.2. PROCEDIMIENTO
☺Preparación de una solución de NaCl en %p/p (peso/peso)
PORCENTAJE PESO-PESO
El tutor indica el peso y la
concentración de la solución que
debe prepara cada grupo.
En un vaso de precipitados
seco tome 10g de NaCl.
Retírelo de la balanza y agregue
90 g de agua (90 Ml).
Homogenizar con un
agitador de vidrio.
Registrar las observaciones
FIN
59
☺Preparación de una solución de NaCl en %p/v (peso-volumen)
PORCENTAJE PESO-VOLUMEN
El tutor indica el volumen y la
concentración de la solución que
debe prepara cada grupo.
En un vaso de precipitados seco de
100mL pese 5g de NaCl.
Retírelo de la balanza y agregue una cantidad de agua inferior a 50mL para disolver la sal.
Traslade el contenido del vaso de
precipitados a un balón aforado de 100mL
ayudándose con un embudo y enjuagando
con agua destilada y la ayuda de un frasco
lavador.
Complete con agua el volumen del balón aforado. Agite y tape la solución.
Registrar las observaciones
FIN
60
☺Preparación de una solución Molar de NaCl
CONCENTRACION MOLAR
El tutor indica el volumen y la
concentración en Molaridad de la
solución que debe prepara cada grupo.
Calcular la masa de NaCl que se
debe pesar.
Pese en un vaso de precipitados la masa
de NaCl necesaria para preparar 250 mL
de una solución 2M de NaCl.
Agregue agua de tal forma que se
disuelva preliminarmente la sal.
Traslade el contenido del vaso de
precipitados a un balón aforado de 250 mLy
complete a volumen con agua destilada.
Agite, tape el balón aforado y guarde la
solución para las dos próximas
experiencias.
Guarde la solución preparada
Realice los cálculos y registre sus
observaciones.
FIN
61
☺Diluciones
DILUCIONES
Calcule el volumen que se debe tomar de la solución anterior (punto 3) para preparar las siguientes soluciones y prepare alguna de las tres: 50mL - 0.5M
100mL - 0.2M 250mL – 0.1M
Tome el volumen calculado de la solución
del punto tres con una pipeta y trasládelo
al balón aforado correspondiente al
volumen a preparar
Complete con agua el volumen del
balón, tape, agite y conserve la solución.
Realice los cálculos y registre sus
observaciones.
Fin
62
☺Determinar concentración de una solución salina
SOLUCION SALINA
Tome una cápsula de porcelana limpia y
seca, pésela con precisión de 0,01g.
Tome una alícuota (volumen) de 10mL de
la solución del punto 3, viértala en una
cápsula de porcelana.
Pese la cápsula con la solución y
evapore en baño de María hasta
sequedad.
Deje enfriar y vuelva a pesar.
FIN
Registre sus observaciones.
63
4.3. DATOS EXPERIMENTALES
Se tienen los siguientes datos para cada una de las preparaciones requeridas: 4.3.1. Preparación de una solución de NaCl en %p/p (peso/peso)
Masa del soluto: ? g Masa de la solución: 100 g Porcentaje peso a peso: 10% 4.3.2. Preparación de una solución de NaCl en %p/v (peso-volumen) Masa del soluto: ? g Volumen de la solución: 100 ml Porcentaje peso - volumen: 5% 4.3.3. Preparación de una solución Molar de NaCl
n (moles soluto) = ? Volumen solución = 100 ml Molaridad = 2M Na = 23 g/mol Cl = 35.4 g/mol 4.3.4. Diluciones
Volumen = 50mL Molaridad = 0.5M 4.3.5. Concentración de una solución salina
Volumen = 10ml de la solución Molar de NaCl Peso de la cápsula vacía: 56.9 g Peso de la cápsula + 10 mL de la solución 2M: 67.4 g Peso de la cápsula + el soluto (el residuo después de la evaporación): 57.8 g
64
4.4. CALCULOS
a) Determine la cantidad teórica de soluto que debe obtener en el numeral
4.4.5.(concentración de una solución), realice los cálculos de error absoluto y relativo, al comparar con el valor experimental. 2M v = 10ml = 0.01L n = ? M =n/v n = M*v n = 2M * 0.01l n = 0.01 mol n = m/M NaCl = 58.4 g/mol m = n * M m = 0.01mol * 58.4 g/mol m = 1.2 g
Erro absoluto = valor real – valor medido = 0.9g – 1.2g = -0.3g
Error relativo = (error absoluto / valor teórico)*100 = -0.3g / 1.2g = -25%
b) Calcule la concentración de la solución del numeral 4.4.5. (concentración
de una solución) y exprésela en %p/v, %p/p, ppm, g/L, molaridad (mol/L),.
%p/v m (soluto) = 0.9g V (solución) = 10ml % p/v = ? % p/v = (m / v)*100 % p/v = (0.9 g / 10 ml)*100 % p/v = 9%
%p/p
65
m (soluto) = 0.9 g m (solución) = 10.5 g % p/p =? %p/p = (m/m)*100% %p/p = (0.9g / 10.5g) * 100 %p/p = 8.6%
ppm m (soluto) = 0.9 g = 900 mg v (solución) = 10 ml = 0.01L ppm =? ppm = m/v ppm = 900 mg / 0.01L ppm = 90.000
Molaridad (mol/L) →(M) m(soluto) = 0.9g v (solución) = 10 ml = 0.01L M NaCl = 58.45 g/mol M = ? M = n /v n = m/M n = 0.9g / 58.45 g/mol n = 0.015 mol M = 0.015 mol / 0.01L M = 1.53
c) Calcule la masa de NaCl necesaria para preparar 200mL de una solución 2.5M n(moles soluto) ? m (soluto) = ? v (solución) = 200 ml = 0.2L M NaCl = 58.45 g/mol
66
2.5M. M = n/v n = M * v n = 2.5M * 0.2L n = 0.5 mol n = m/M m = n * M m = 0.5 mol * 58.45 g/mol m = 29.2 g Rta: Se necesita 29.2g de NaCl para preparar 200mL de una solución 2.5M
d) Calcule el volumen que se debe tomar de una solución 2.5M para preparar 100ml de una solución 1M
Volumen * 2.5M = 100ml * 1M Volumen = (100ml*1M) / 2.5M Volumen = 40 ml
Rta: Se debe tomar 40 ml de una solución 2.5M para preparar 100ml de una
solución 1M 4.5. RESULTADOS
Al seguir los pasos en cada una de las preparaciones se obtuvo los siguientes resultados para cada una: 4.5.1. Preparación de una solución de NaCl en %p/p (peso/peso)
Masa del soluto: ? g Masa de la solución: 100 g Porcentaje peso a peso: 10% m(soluto) = (m solución * %) / 100% m(soluto) = (100g * 10%) / 100% m(soluto) = 10 g
Resultado = 10g
67
4.5.2. Preparación de una solución de NaCl en %p/v (peso-volumen)
Masa del soluto? g Volumen de la solución: 100 ml Porcentaje peso - volumen: 5% m(soluto) = (volumen de la solución * %) /100% m(soluto) = (100ml * 5%) / 100% m (soluto) = 5g Resultado = 5g 4.5.3. Preparación de una solución Molar de NaCl m(masa soluto) = ? Volumen solución = 100 ml Molaridad = 2M 100ml→0.1L 2M = n(moles soluto) / volumen solución n(moles soluto) = 2M * 0.1 L n(moles soluto) = 0.2 mol M(NaCl) = 23+35.4 = 58.4 g/mol n = m(masa soluto) / M(masa molar) m (masa soluto) = n * M m = 0.2 mol * 58.4 g/mol m = 11.69 g ≈ 11.7 g Resultado = 11.7g 4.5.4. Diluciones Volumen = 50mL Molaridad = 0.5M
Volumen * 2M = 50ml * 0.5M Volumen = (50ml*0.5M) / 2M Volumen = 12.5 ml
Resultado = 12.5 ml
68
4.5.5. Concentración de una solución salina
Volumen = 10ml de la solución Molar de NaCl para la realización de los cálculos, debe determinar Peso de la cápsula vacía: 56.9 g Peso de la cápsula + 10 mL de la solución 2M :67.4 g Peso de la solución (Los 10 mL): 10.5 g Peso de la cápsula + el soluto (el residuo después de la evaporación): 57.8 g Peso del soluto: 0.9 g Resultados Peso de la solución = 10.5g Peso del soluto = 0.9g 4.6. ANALISIS Y DISCUSION DE DATOS
Se acuerdo a los procedimientos, los resultados tiene un bajo rango de error referente a la fundamentación teórica, como por ejemplo en el punto de la concentración de una solución salina, el resultado da una diferencia de 0.3g entre lo real y la teoría, esto debió haber pasado porque en algún momento de realizar la mezcla de la solución se pudo haber dejado caer 0.3g de sal. 4.7. CUESTIONARIO a) ¿Cuando se prepara una solución, en donde el solvente y el soluto son líquidos, se puede considerar el volumen total de la solución como la suma de los volúmenes del soluto y solvente? Rta: Si Por ejemplo si tomáramos 50ml de A y 80 ml de B, el volumen total de la solución será 130 ml
b) ¿Se pueden expresar las concentraciones de soluciones de gases en concentraciones molares? Explique su respuesta Rta: No, para determinar cómo se pueden expresar lo primero que se tiene
en cuenta es: Para expresar la concentración de una solución debe indicarse la cantidad de soluto que contiene la solución en una determinada cantidad de solvente o
69
de...solución. Las expresiones de concentraciones de gases sólo pueden utilizarse para solutos y solventes líquidos y/o gaseosos, por ejemplo, soluciones de líquido en líquido (alcohol y agua) o soluciones gaseosas (oxígeno en el aire).
4.8. CONCLUSIONES
Se ha aprendido a calcular y preparar soluciones y diluciones de diferentes concentraciones.
Se entienden ahora los conceptos para expresar soluciones de diferentes concentraciones.
Se concluye que existe dos formas de expresar las concentraciones en unidades físicas y químicas.
70
PRACTICA 5. PROPIEDADES COLIGATIVAS
PROPOSITOS Medir la temperatura de congelación (fusión) de un solvente y la temperatura de congelación (fusión) de una solución hecha con el mismo solvente, para comprobar que al adicionar un soluto a un solvente, su temperatura de congelación (fusión) disminuye.
OBJETIVO GENERAL Aplicar una de las propiedades coligativas de las soluciones, el descenso crioscópico, para determinar la masa molar de un soluto
METAS Comprobar la propiedad coligativa conocida como descenso crioscópico, que es: al adicionar un soluto no volátil a un solvente, su temperatura de congelación, disminuye.
71
5.1. MARCO TEORICO
PROPIEDADES COLIGATIVAS DE
LAS SOLUCIONES
Son aquellas que sólo dependen del
número de partículas del soluto
disueltas y no de su naturaleza.
Son
→Aumento ebulloscópico. →Descenso crioscópico →Presión osmótica
→Descenso de la presión de vapor.
72
5.2. PROCEDIMIENTO
PROPIEDADES COLIGATIVAS
DE LAS SOLUCIONES
Arme el aparato necesario para la
experiencia. Considere que la escala del
termómetro comprendida en el rango de
70-100°C, quede perfectamente visible
Pesar aproximadamente 5g de naftaleno
con una aproximación 0,1 g. Verter con
sumo cuidado la masa de naftaleno en el
tubo
Colocar el tubo en un baño de agua caliente
hasta que el naftaleno funda totalmente
(controlar que el nivel de agua quede por
encima del nivel del naftaleno contenido en el
interior del tubo).
Luego de observar la fusión, retirar el tubo del
baño y dejar que el naftaleno se enfríe
gradualmente, mientras se agita
continuamente.
Leer la temperatura cada 15 segundos,
comenzando alrededor de los 85°C.
Observar el inicio de la cristalización y
medir la temperatura a los intervalos
preestablecidos, hasta que el naftaleno
solidifique.
Colocar nuevamente el mechero bajo el vaso
de precipitados y ajustar la llama de manera
tal que conserve la temperatura del baño
María caliente.
73
Fin
Pesar aproximadamente 0,5 g de azufre
finamente pulverizado (la presencia de
partículas grandes dificulta la disolución
posterior del azufre).
Cuando el naftaleno este completamente fundido,
quitar con precaución el conjunto tapón -
termómetro - agitador, y cuidadosamente verter
todo el azufre en el naftaleno fundido
Colocar nuevamente el conjunto tapón –
termómetro - agitador y agitar vigorosamente
hasta que el azufre se haya disuelto.
Una vez lograda la disolución del azufre por
completo, retirar el tubo del baño. Con agitación
continua medir la temperatura, a partir de 83°C, a
intervalos de 15 segundos hasta que aparezcan
los primeros cristales de naftaleno y que la
solución quede totalmente solidificada.
74
5.3. DATOS EXPERIMENTALES
→Tomar la cantidad de azúcar requerida en cada caso para mezclarlo en agua: CONCENTRACION DE
SACAROSA (gr)
a 0
b 0,75
c 1
d 1,25
e 1,5
f 1,75
g 2
→ Sacarosa = azúcar→ formula química = (C12H22O11) →500 ml de agua
→Constante ebulloscópico del agua Ke(H₂O) = 0.52 ºC kg/mol
→molalidad (m) = n(soluto) / masa (solvente)kg 5.4. CÁLCULOS
ΔTe = m Ke
Ke (H₂O) = 0.52 ºC kg/mol
Masa del solvente →500ml H₂O = 500g H₂O = 0.5 kg H₂O
a). masa del soluto = 0 g
PM(C12H22O11) = (12x12)+(1x22)+(16x11) = 342 g/mol n = m/M n = 0 g / 342 g/mol n = 0 mol m= n (soluto) / m (solvente) m = 0 mol / 0.5 kg m = 0 mol/kg ΔTe = m Ke
ΔTe = 0 mol/kg * 0.52 ºC kg/mol ΔTe = 0 ºC
75
b). masa del soluto = 0.75 g
PM(C12H22O11) = (12x12)+(1x22)+(16x11) = 342 g/mol n = m/M n = 0.75 g / 342 g/mol n = 0.0022 mol m= n (soluto) / m (solvente) m = 0.0022 mol / 0.5 kg m = 0.0044 mol/kg ΔTe = m Ke
ΔTe = 0.0044 mol/kg * 0.52 ºC kg/mol ΔTe = 0.0023 ºC
c). masa del soluto = 1 g PM(C12H22O11) = (12x12)+(1x22)+(16x11) = 342 g/mol n = m/M n = 1 g / 342 g/mol n = 0.0029 mol m= n (soluto) / m (solvente) m = 0.0029 mol / 0.5 kg m = 0.0058 mol/kg ΔTe = m Ke
ΔTe = 0.0058 mol/kg * 0.52 ºC kg/mol ΔTe = 0.0030 ºC d). masa del soluto = 1.25 g
PM(C12H22O11) = (12x12)+(1x22)+(16x11) = 342 g/mol n = m/M n = 1.25 g / 342 g/mol n = 0.0037 mol m= n (soluto) / m (solvente) m = 0.0037 mol / 0.5 kg m = 0.0073 mol/kg ΔTe = m Ke
ΔTe = 0.0073 mol/kg * 0.52 ºC kg/mol ΔTe = 0.0038 ºC
76
e). masa del soluto = 1.5 g
PM(C12H22O11) = (12x12)+(1x22)+(16x11) = 342 g/mol n = m/M n = 1.5 g / 342 g/mol n = 0.0044 mol m= n (soluto) / m (solvente) m = 0.0044 mol / 0.5 kg m = 0.0088 mol/kg ΔTe = m Ke
ΔTe = 0.0088 mol/kg * 0.52 ºC kg/mol ΔTe = 0.0046 ºC
f). masa del soluto = 1.75 g PM(C12H22O11) = (12x12)+(1x22)+(16x11) = 342 g/mol n = m/M n = 1.75 g / 342 g/mol n = 0.0051 mol m= n (soluto) / m (solvente) m = 0.0051 mol / 0.5 kg m = 0.0102 mol/kg ΔTe = m Ke
ΔTe = 0.0102 mol/kg * 0.52 ºC kg/mol ΔTe = 0.0053 ºC g). masa del soluto = 2 g PM(C12H22O11) = (12x12)+(1x22)+(16x11) = 342 g/mol n = m/M n = 2 g / 342 g/mol n = 0.0058 mol m= n (soluto) / m (solvente) m = 0.0058 mol / 0.5 kg m = 0.0117 mol/kg ΔTe = m Ke
ΔTe = 0.0117 mol/kg * 0.52 ºC kg/mol ΔTe = 0.0061 ºC
77
5.5. RESULTADOS
Tabla 9. Resultados practica 5.
AZUCAR (gr)
Punto de Ebullición
(ºC)
Tiempo (seg)
a 0 93 1.723
b 0,75 91,2 1.339
c 1 93,8 1.332
d 1,25 92 1.023
e 1,5 92 881
f 1,75 93 732
g 2 94 1.584
5.6. GRAFICAS Grafico 6. Relación tiempo - masa
Grafico 7. Relación punto de ebullición – tiempo
0 200 400 600 800
1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000
0 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2
TIE
MP
O (
seg)
MASA DEL SOLUTO (g)
RELACION TIEMPO-MASA
89
90
91
92
93
94
95
1.723 1.339 1.332 1.023 881 732 1.584
PU
NT
O D
E EB
ULL
ICIO
N
(ºC
)
TIEMPO (seg)
RELACION Pto EBULLICION - TIEMPO
78
Grafico 8. Relación Punto de ebullición - Masa
5.7. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE DATOS
Para realizar esta practica no se utilizo los elementos relacionados en la guía, por orden del tutor usamos agua y azúcar para la experiencia, resaltando el tema de aumento ebulloscópico, partiendo de esto se realizo el procedimiento, los cálculos registrados en el numeral 5.4. y se elaboro a partir del resultado las graficas del numeral 5.6. En el grafico 6 de relación tiempo- masa del soluto se evidencia que entre mas cantidad de masa de soluto tenga la solución, el agua se demora menos en alcanzar su punto de ebullición, pero en el ultimo punto en donde hay 2g de agua según la tabla se demoro 1.584 seg en hervir, aquí se puede pensar que el dato no se tomo bien y por ello la alteración en la recta. En el grafico 7 de relación punto de ebullición – tiempo, vemos que hay gran variación entre los primeros puntos y al final en los últimos 4 puntos ya hay algo de estabilidad, en donde el punto de ebullición aumenta mientras que el tiempo disminuye. En el grafico 8 de relación punto de ebullición- masa del soluto, hay algo de variación en los tres primeros puntos, mientras que en los últimos puntos se ve mas estable la recta, en donde se evidencia que entre mayor sea la cantidad de masa de soluto en la solución mayor es el punto de ebullición.
89,5 90
90,5 91
91,5 92
92,5 93
93,5 94
94,5
0 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2
PU
NTO
DE
EBU
LLIC
ION
(ºC
)
MASA DEL SOLUTO (g)
RELACION Pto EBULLICION - MASA
79
5.8. CUESTIONARIO a). Resolver los siguientes problemas
Cuando se disuelve 15,0 g de etanol (CH3CH2OH) en 750 g de ácido fórmico, el punto de congelamiento de la solución es 7,20°C. Sabiendo que el punto de congelamiento del ácido fórmico es 8,40°C, calcular Kc para el ácido fórmico.
Solución: Kc = ? molalidad = ? PM (CH3CH2OH) =46 g/mol m(solvent) = 750 g = 0.75 kg m(soluto) = 15g Tc (solvente) = 8.40 ºC Tc (solución) = 7.20ºC n(soluto) = m/M n = 15g / 46g/mol n = 0.326 mol m(molalidad) = n(soluto) / m(solvente) m = 0.326 mol / 0.75 Kg m = 0.435 mol/Kg ΔTc = Tc (solvente) – Tc (solución) ΔTc = 8.40ºC – 7.20ºC ΔTc = 1.2 ºC ΔTc = m Kc Kc = ΔTc / m Kc = 1.2ºC / 0.435 mol/kg Kc = 2.76 ºC Kg/mol Rta.
¿Cuál es el punto de ebullición normal de una solución de sacarosa C12H22O11, 1,25 m sabiendo que Ke del agua pura es 0,512 °C/mol?
Solución: m = 1.25 mol/kg
80
Ke = 0.512 ºC kg/mol Temperatura de ebullición del agua a 1 atm = 100ºC ΔTe = m Ke ΔTe = 1.25 mol/kg * 0.512 ºC kg/mol ΔTe = 0.64ºC ΔTe = 0.64ºC + 100ºC ΔTe = 100.64 ªC 5.9. CONCLUSIONES
Se ha aprendido a calcular el aumento ebulloscópico a partir de los datos obtenidos de la experiencia.
A partir de los datos obtenidos se analizan los resultados y por medio de graficas se resalta el hecho de que el punto de ebullición se alcanza más rápidamente cuando en una solución hay un alto contenido de soluto.
81
PRACTICA 6. CARACTERIZACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES. MEDICIONES DE PH
PROPOSITOS
Aplicar conocimientos sobre pH, sobre ácido y base y puedan diferenciarlos y determinarlos utilizando diferentes soluciones indicadoras, equipos y materiales.
OBJETIVO GENERAL Caracterizar soluciones como ácidas o básicas utilizando un indicador ácido-básico, estimando su pH.
METAS Comprender la diferencia entre soluciones ácidas y básicas y asociarlas con los electrolitos fuertes y débiles.
82
6.1. MARCO TEORICO
PH
El logaritmo decimal negativo de la
concentración de los iones hidronios.
Es
El pH en el cual un indicador cambia
de color depende de su fuerza ácida.
Las soluciones acuosas de ácidos
tienen un pH 7 y las soluciones básicas
un pH 7 y las soluciones neutras pH = 7
ACIDOS Y BASES
Aquellas sustancias que se disocian
(ionizan) totalmente. Para los ácidos
fuertes, la concentración de iones
hidronios es muy grande.
Se clasifican en
Debilites Fuertes
Las sustancias que en soluciones
acuosas se disocian (ionizan)
parcialmente. Para los ácidos débiles
la concentración de iones hidronios
(H3O+) es muy pequeña.
Son Son
CARACTERIZACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES. MEDICIONES DE PH
83
6.2. PROCEDIMIENTO
En cinco tubos de ensayos limpios y marcados
vierta por separado 2mL de cada una de las
siguientes soluciones: ácido clorhídrico 0.1 M;
ácido acético 0.1 M; amoniaco 0.1 M, hidróxido
de sodio 0,1; agua destilada
Agregue una gota de rojo de metilo a cada
uno de los 5 tubos de ensayo. Agite.
Registre el color final de la solución y
estime el pH de la solución.
Repite para nuevas muestras de
solución los procedimientos anteriores
para cada uno de los indicadores.
Utilice cada uno de los indicadores para
estimar el pH de cada una de las sustancias
de uso domiciliario
FIN
Compruebe el pH de todas las
soluciones utilizando el pH-metro
PRACTICA PH
84
6.3. DATOS EXPERIMENTALES
Materiales caseros:
- Jugo de limón - Vinagre - Aspirina - alka-seltzer - Antiácido (leche de Magnesia)
- Gaseosa - Jugo de Naranja - Hipoclorito de Sodio - Yogurt
Indicadores - Rojo de metilo
- Azul de bromotimol - Fenolftaleína - Azul de timol - Papel indicador universal
Soluciones Estándar - Ácido clorhídrico (HCl) 0,1 M
- Ácido acético (CH3C00H) 0,1 M - Amoniaco (NH3) 0.1 M - Hidróxido de sodio (Na0H) 0.1 M - Agua destilada
6.4. RESULTADOS
Tabla 10. Reacciones con soluciones estándar
SOLUCION
pH utilizando Indicador pH
Rojo de metilo
Fenolfta leína
Azul de Bromotimol
Azul de timol
Papel indicador universal
pHmetro
HCl Rosado Transparente Naranja Rojo 1 1,13
Ácido acético Rosado Transparente Amarillo Amarillo 5 2,62
Amoniaco Amarillo Fuxia Azul Azul 10 9,63
Hidróxido de sodio (NaOH)
Amarillo Fuxia Azul Azul 14 11,53
Agua (H₂O) Amarillo Transparente Verde Amarillo 6 7
85
Tabla 11. Reacciones con soluciones caseras
SOLUCION
pH utilizando Indicador pH
Rojo de metilo
Fenolfta leína
Azul de Bromotimol
Azul de timol
Papel indicador universal
pHmetro
Leche de Magnesia
Amarillo Fuxia Azul Azul 10 9,69
Jugo de Naranja
Rosado Transparente Amarillo Amarillo 5 2,69
Vinagre Rosado Transparente Amarillo Naranja 6 3,86
Jugo de limón Rosado Transparente Amarillo Naranja 4 2,57
Gaseosa Rosado Transparente Amarillo Amarillo 5 2,37
Alkaselter Naranja Transparente Verde Amarillo 9 5,75
Aspirina Naranja Transparente Verde Amarillo 6 5,38
Hipoclorito de Sodio
Amarillo Transparente Azul Amarillo 7-8 -
Yogurt Naranja Transparente Amarillo Amarillo 6 3,86
6.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Para determinar estos datos se debe tener en cuenta el significado de la base y ácido porque se les da el nombre, esto hace referencia a su pH Ácidos < 7 Bases > 7 soluciones neutras = 7, de este se determina cuáles son bases, ácidos o soluciones neutras. Según las soluciones de la tabla 10 el HCL es un ácido y el NaOH en una base. Mientras que el tabla 11 la gaseosa es el ácido de menor pH y la leche de magnesia es una base.
6.6. CUESTIONARIO
a) Explique la diferencia del valor del pH entre el ácido clorhídrico y el ácido
acético, entre el amoniaco y el hidróxido de sodio y entre las soluciones caseras. ¿Qué puede concluir? Rta:
La diferencia entre el ácido clorhídrico y el ácido acético es que le
primero es más ácido que el segundo, por lo tanto el primero es un ácido fuerte.
86
La diferencia entre el amoniaco y el hidróxido de sodio la diferencia entre estas dos base es que el hidróxido de sodio es una base más fuerte ya que su pH es más alto que la de la amoniaco.
La diferencia entre las soluciones caseras lo que diferencio es que solo una es base (leche de magnesia), las demás son ácidos, algunos masque otros como la gaseosa, el jugo de naranja y de limón.
Las conclusiones sobre esta actividad es que los ácidos entre menor se su pH, es mucho más ácido (ácido fuerte) mientras que en las bases sucede lo contrario, entre más alto sea su pH la base será más fuerte, además que gracias a la tutoría conocemos ahora como podemos combatir una acidez en nuestro organismo, utilizando bases como la leche de magnesia. b) De los reactivos registrados en la tabla (Reacciones con soluciones estándar) identifique los ácidos y bases fuertes, ¿por qué reciben ese nombre?
Clasificación de soluciones según PH
Ácidos < 7 Bases > 7 soluciones neutras = 7
Rta:
El ácido fuerte en la tabla es: el HCL ya que su pH es menor por lo tanto recibe este nombre ya que le pH al ser menor la solución es mucho más acida.
La base más fuerte en la tabla es: el hidróxido de sodio ya que por tener un pH más alto es una base más fuerte.
c) Clasifique las soluciones de la tabla (Reacciones con soluciones caseras)
en ácidos o bases fuertes débiles o neutras Según la tabla los ácidos más fuertes según su pH fueron: la gaseosa,
el jugo de limón y el jugo de naranja. Según la tabla solo resulto una base según su pH esta es la leche de
magnesia, esta base es un poco fuerte.
87
d) Calcule el pH de la solución de HCl 0,1 M (ácido fuerte)
pH= - log H⁺ = - log 0.1 = 1 Rta.
e) Calcule el pH de la solución 0,1M de ácido acético (Ka = 1,8x10-5) CH3 – COOH pH= - log H⁺ = - log 1, 8x10-5 = 4, 7 Rta.
f) Calcule el pH de la solución de NaOH 0.1 M (base fuerte) pOH= - log (OH ˉ) = - log (0, 1) = 1
pH= 14 – pOH= 14 – 1 = 13 Rta.
g) Calcule el pH de la solución de NH4OH 0.1 M (Ka = 1,75x 10-5)
NH4OH 4H⁺ + OHˉ
pH= - log H⁺ = - log (4 x 1.75x10-5) = 4.15 Rta.
6.7. CONCLUSIONES
Caracterizar soluciones como acidas o básicas para el trabajo diario al cual
nos enfrentamos en el campo laboral, y también nos sirve en nuestra vida
diaria para combatir males que nos aquejan, el calcular el pH nos servirá
para definir qué soluciones son acidas o básicas dependiendo del resultado
encontrado.
88
PRACTICA 7. REACCIONES Y ECUACIONES QUÍMICAS
PROPÓSITO
Reconocer cuando se produce una reacción química Escribir correctamente una ecuación química Observar diferentes clases de reacciones químicas
OBJETIVOS Reconocer las clasificaciones de las reacciones químicas. Observar y medir los posibles cambios de energía que se
producen con las reacciones químicas. Profundizar en los conceptos vistos en las tutorías teóricas a
cerca de reacciones químicas y balance de formulas químicas. META
Observar evidencias que indiquen que se realizó una reacción química.
Diferenciar los tipos de reacciones que se producen Adquirir habilidades de observación y análisis
89
7.1. MARCO TEORICO
REACCIONES QUIMICAS
El proceso de transformación de la materia,
por el cual unas sustancias (elementos o
compuestos) se transforman en otras
diferentes.
Es
Los reactantes deben romper sus
enlaces químicos y formar nuevos
enlaces en un orden diferente.
Sus partes son
En donde
Reactantes Producto
Para obtener
las sustancias finales
llamadas productos.
Se clasifica en
→Reacción endotérmica →Reacción exotérmica →Composición o síntesis →Descomposición o análisis →Desplazamiento →Doble desplazamiento →Neutralización (doble desplazamiento) →Combustiones de materiales orgánicos en presencia de oxígeno. →Con transferencia de electrones (Oxido-reducción) →Sin transferencia de electrones
(doble desplazamiento)
Ecuación Química
la representación simbólica de
una reacción química.
Es
Por ejemplo
2H2 + O2 → 2H2O
90
7.2. PROCEDIMIENTO
Anote la temperatura
ambiental
Coloque en un tubo de ensayo
oxido de calcio
(aproximadamente 1,0g)
Añada un 1mL de agua y
tome la temperatura
Agite con cuidado (evite
romper el termómetro)
FIN
Observe y registre sus
observaciones.
REACCION 1
Tome la temperatura ambiental
y la de la solución.
Coloque en un beaker de 100 ml 1,0g
de Hidróxido de Bario agregue 5mL
de H2O, agite con una varilla para
disolver el hidróxido.
Agregue 1,0g Nitrato de
Amonio agite.
Tome de nuevo la
temperatura.
FIN
Observe y registre sus
observaciones
REACCION 2
En otro tubo de ensayo prepare,
siguiendo la misma técnica, una
solución de yoduro de potasio.
En un tubo de ensayo tomar 2mL de
agua, luego agregue 0.5g de acetato
de plomo, agite. Observe el color de
la solución.
Vierta el contenido de ambos
tubos en un vaso de precipitados
de 50mL.
FIN
Observe y registre sus
observaciones
REACCION 3
. Tome 2mL de agua, luego agregue
0.5 de yoduro de potasio. Observe el
color de la solución.
91
Acidular la solución con 6 gotas
de ácido sulfúrico concentrado
En un vaso de precipitados de 100
mL colocar de 5mL de una solución
de sulfato de cobre
Deje reposar
FIN
Observe y registre sus
observaciones
REACCION 4
Adicionar al vaso una granalla
o una lámina de zinc
Al mismo tiempo acerque una astilla
de madera con un punto de ignición,
a la boca del tubo
En un tubo de ensayo coloque una
pequeña cantidad de óxido de mercurio,
observe el color de la muestra.
Observe lo que ocurre.
FIN
Registre sus observaciones
REACCION 5
Vierta el residuo en una cápsula de
porcelana. Observe cuidadosamente las
paredes del tubo y el residuo
92
7.3. CALCULOS Y RESULTADOS
Reacción 1
1. Temperatura ambiental 18,5 °C 2. Se colocó en un tubo de ensayo oxido de calcio (aproximadamente 1,0g) y un mililitro de agua 3. Añada un 1mL de agua y la temperatura obtenida fue: 22°C Ca+2O-2 + H+1
2O-2 Ca+2 (O-2H+1)2 NO ES UNA REACCION REDOX
Reacción 2
1. Se colocó en un beaker de 100 ml 1,0g de Hidróxido de Bario y se agregó 5mL de H2O. 2. temperatura ambiental 18.5 °c Temperatura de la solución. 19,5 ºC
BaO + H2O → Ba (OH)2
Ba (OH)2 + H2O --------> Ba+2 + 2 OH - 3. Se agregó 1,0g Nitrato de Amonio Reacción endotérmica del hidróxido de bario con el nitrato de amonio: Ba (OH) 2.8H2O + 2 NH4NO3 → Ba (NO3)2 + 2 NH3 + 10 H2O ∆H= 80,3 KJ La reacción es espontánea a pesar de ser endotérmica por el fuerte aumento de la entropía. La temperatura es de16 °C.
Reacción 3
a) Acetato de plomo = color blanco
balanceo de esta reacción = Ba (OH)₂ + 2 NH₄NO₃ → Ba(NO₃) +
2NH₄OH
b) Yoduro de potasio + agua = color blanco mezcla de a + b (yoduro de potasio se precipito y el yoduro de plomo es sobrenadante)
93
Esta reacción es de doble desplazamiento
Reacción 4
2ml H₂O + Sulfato de Cobre (el cobre es
azul) .+ 3 gotas de acido sulfúrico
adicionar una granalla (la granalla es color gris claro) La reacción de granalla + sulfato de cobre = desprende gas (hidrogeno) La solución se torna blanca, la granalla se vuelve de color rojizo
Reacción tipo oxido-reducción porque: Zinc → Sulfato de Zinc y Cobre →Zinc Desplazamiento sencillo
CuSO4 + Zn + H2SO4
CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu
Reacción 5
El dióxido de mercurio es de color naranja, en un tubo de ensayo se calienta y se acerca una astilla de madera, se puede observar que hay liberación de oxigeno por que las astilla se mantiene encendida el mercurio se evapora y queda en las paredes del tubo de ensayo de color gris oscuro metálico brillante. HgO (s) = Hg (s) + ½ O2 ∆Hdis= 160 kJ mol-1
Es una reaccion de descomposición Esta capacidad del Hg de absorber oxígeno del aire y regenerarlo de nuevo en forma pura, tuvo gran importancia en los primeros estudios que realizaron Lavoisier y Priestley y que condujeron al descubrimiento del O2 en 1774.
94
7.4. CUESTIONARIO
Cuando los metales reaccionan con oxígeno producen óxidos básicos y al reaccionar estos con agua se producen bases o Hidróxidos. Cuando reaccionan no – metales con Oxígeno se producen óxidos ácidos, al reaccionar estos con agua se producen ácidos. Cuando reacciona un ácido con una base se produce una sal. De acuerdo a la anterior información completar los espacios en las siguientes ecuaciones químicas, a). 2Ca + O2→2CaO (2)
CaO + H2O→ Ca+2 (O-2H+1)2
b). 4 K + O₂ → 2K₂O (s) (oxido de potasio)
2K₂O + H₂O → 2KOH (hidróxido de Potasio
c). 2Cl₂ + O₂ →2Cl₂O (óxido hipocloroso)
2Cl₂O +H2O_→ HClO (ácido hipocloroso)
d). HCl + NaOH →NaCl + H2O
e). Emparejar las siguientes reacciones con su correspondiente tipo de reacción H2O → H2 + O2 Reacción de desplazamiento H2SO4 + Cu → CuSO4 + H2 Reacción de Síntesis o combinación NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 Reacción de descomposición SO2 + O2 → SO3 Reacción de intercambio o doble
95
7.5. CONCLUSIONES
Una reacción química se puede representar simbólicamente con una ecuación química, debe cumplir con la ley de la conservación de la masa, de las cargas eléctricas y conservación de la energía.
Los cambios químicos van acompañados de cambios de energía
El cambio de energía depende de la cantidad de sustancia
En las reacciones química pueden haber o no transferencia de electrones
96
PRACTICA 8. ESTEQUIOMETRIA - REACTIVO LÍMITE
PROPOSITO Conceptualizar el significado de Reactivo Limitante de una reacción química.
OBJETIVO GENERAL Determinar las relaciones estequiométricas molares de los reactantes de una reacción química, estableciendo con esto el reactivo limitante de la misma.
META Aprender a balancear una ecuación química
Calcular el reactivo limitante en una reacción y la cantidad de producto resultante en un problema donde se dan datos de dos de los reactivos.
97
8.1. MARCO TEORICO
RECTIVO LÍMITE
El reactante que en una reacción química
no esta en exceso el cual se consumirá en
su totalidad y la reacción terminará en
esos momentos.
Se define como
Pureza de los Reactivos
Generalmente las sustancias que participan en una reacción química no se encuentran en
estado puro.
Los cálculos estequiometricos deben realizarse teniendo en cuenta, solamente la cantidad de la sustancia que se encuentra en
estado puro.
En este caso
Rendimiento de una reacción
Es la comparación que se realiza entre el rendimiento teórico y el rendimiento real.
Rendimiento Teórico
Aquel que se obtiene aplicando la ecuación.
Rendimiento Real
Aquel que se obtiene al realizar físicamente la reacción
El rendimiento porcentual se
calcula con la ecuación
Rendimiento porcentual = (rendimiento real / rendimiento teórico) x 100
98
8.2. PROCEDIMIENTO
En tubos separados mida las cantidades
de soluciones según la tabla ubicada en la
página 60 de la guía de laboratorio.
Mezcle, los contenidos de los tubos, según
la numeración. Siempre en pares. Vierta el
volumen mayor en el menor.
Después de mezclar agite unos
segundos el tubo, sin colocar el dedo en
la boca del tubo.
Deje reposar el tubo 10 minutos
más.
FIN
Mida la altura del precipitado de
carbonato de plomo PbCO3 en cada
tubo. Registre esta altura en mm.
REACTIVO LIMITE
Complete la tabla de la página 61
de la guía de laboratorio.
A partir de los resultados determinar
el reactivo limitante.
99
8.3. DATOS EXPERIMENTALES
Se tomaron las siguientes cantidades en cada tubo de ensayo para realizar la práctica: Tabla 12. Cantidades de reactivo por tubo
Tubo de ensayo
Volumen Pb(NO3)2
0.25M (mL)
Volumen Na2CO3
0.25M (mL)
1 0,5 7,6
2 1,0 7,0
3 2,0 6,0
4 3,0 5,0
5 5,0 3,0
6 6,0 2,0
7 7,0 1,0
8 7,5 0,5
8.4. RESULTADOS Tabla 13. Resultados practica 8
Tubo de ensayo
Volumen
Pb(NO₃)₂ 0.25M (mL)
Volumen
Na₂CO₃ 0.25M (mL)
Altura del precipitado
(mm)
Moles de
Pb(NO₃)₂ 0.25M
Moles de
Na₂CO₃ 0.25M
1 0,5 7,6 3,0 0,0015 0,072
2 1,0 7,0 4,0 0,0030 0,066
3 2,0 6,0 15,0 0,0060 0,057
4 3,0 5,0 18,0 0,0091 0,047
5 5,0 3,0 20,0 0,0151 0,028
6 6,0 2,0 19,0 0,0181 0,019
7 7,0 1,0 8,0 0,0211 0,009
8 7,5 0,5 7,0 0,0226 0,005
Pb (NO3) 2 (aq) + Na2CO3 (aq) ----> PbCO3 (s) + 2NaNO3 (aq)
100
8.5. GRAFICAS
Grafico 9. Cantidad de precipitado en cada tubo
Grafico 10. Relación moles de vs altura del precipitado
8.6. ANALISIS DE RESULTADOS
Entre mayor sea la cantidad de Pb(NO₃)₂ y menor la cantidad de Na₂CO₃ la
altura del precipitado es alta y entre mas alto sea la cantidad de Na₂CO₃ y
menor la cantidad de Pb(NO₃)₂ la altura del precipitado es baja.
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
1 2 3 4 5 6 7 8 ALT
UR
A D
EL P
REC
IPIT
AD
O (
mm
)
NUMERO DE TUBO
PRECIPITADO EN CADA TUBO
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
0,0015 0,0030 0,0060 0,0091 0,0151 0,0181 0,0211 0,0226
ALT
UR
A D
EL P
REC
IPIT
AD
O (
mm
)
MOLES DE Pb(NO₃)₂
RELACION MOLES DE Pb(NO₃)₂ - ALTURA DE PRECIPITADO
101
8.7. CUESTIONARIO
a). ¿Que propiedad de la reacción química controló la altura del precipitado
del tubo 1 al 4? Rta: Se forma una sal
b). ¿Cuando se mide la altura del precipitado que propiedad del precipitado
se esta midiendo? Rta: El volumen 8.8. CONCLUSIONES Se ha aprendido a determinar los reactivos límites de una reacción. Se ha aprendido a balancear ecuaciones Aprendimos a determinar las relaciones estequiométricas molares de
los reactantes de una reacción química, estableciendo con esto el reactivo limitante de la misma.
102
PRACTICA 9. ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES QUE INVOLUCRAN
GASES Y SOLUCIONES
PROPOSITO: Conceptualizar cálculos estequiometricos en reacciones químicas que involucren gases y soluciones acuosas.
OBJETIO GENERAL Generar CO2 a partir de una reacción, determinando la cantidad de gas que se puede obtener.
META Adquirir destreza para realizar cálculos estequiometricos
103
9.1. MARCO TEORICO
ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES QUE
INVOLUCRAN GASES Y SOLUCIONES
Muchas reacciones químicas, involucran
entre sus reactivos y productos, tanto
soluciones, como gases.
Para calcular
Conociendo la concentración de las
soluciones y el volumen de los gases,
podemos calcular el número de moles.
Conociendo el número de moles
(cantidad de sustancia) podemos
calcular concentraciones, o volúmenes.
104
9.2. PROCEDIMIENTO
En un tubo con desprendimiento lateral unido a una
manguera cuyo extremo va dentro de una probeta
llena de agua colocada boca abajo sobre la cubeta
también con agua, colocar 1mL de una solución de
ácido clorhídrico concentrado.
Tomar la temperatura y la presión
ambiente del laboratorio en el que se
realiza la experiencia.
Después de mezclar agite unos
segundos el tubo, sin colocar el dedo en
la boca del tubo.
Verter sobre el tubo 0,1g de CaCO3,
sin que este haga contacto con el HCl
añadido antes de tapar
herméticamente el tubo.
Mida la altura del precipitado de
carbonato de plomo PbCO3 en cada
tubo. Registre esta altura en mm.
ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES
QUE INVOLUCRAN GASES Y
SOLUCIONES
Tapar el tubo con un tapón
herméticamente.
Dejar mezclar los reactivos.
105
FIN
Una vez que empiece a desplazar el gas,
este se va recogiendo en la probeta, que
previamente se ha llenado con agua y
está invertida en la cubeta. El gas es
CO2.
Leer el volumen recogido de CO2 (para
esto es necesario determinar el volumen
inicial de aire contenido en la probeta).
Registre sus observaciones y resultados
106
9.3. DATOS EXPERIMENTALES
Temperatura ambiente 19ºC
Presión ambiental: 560 mmHg Volumen recogido de CO₂ : inicial = 26 ml y final = 56 ml
9.4. CALCULOS
N(co2)= PV RT N= 74660,32Pa*3X10-8 m3 = 0.00223 = 96X10-8 8.31 Pa*m3/mol*K * 292K 2426.52
9.5. RESULTADOS
Se recogieron 30 ml de CO₂ En condiciones de temperatura de 19 grados centígrados y 560 mm/mg a través de la ecuación de los gases ideales podemos determinar que se obtuvo 96X10-8 de moles de gas carbónico. Donde se relaciona la presión y la temperatura 9.6. CUESTIONARIO a). ¿Por qué el gas se ubica en la parte superior de la probeta?
Rta: El CO₂ es un gas de bajo peso molecular
. b). ¿A que hacen referencia las condiciones normales (CN) de un gas? Rta: Que debe estar a una temperatura de 0°C y presión absoluta de 100 Kpa c). ¿Qué es volumen molar?
107
Rta: Es el volumen ocupado por un mol de cualquier gas. El volumen molar
de un gas en condiciones normales de presión y temperatura es de 22,4 litros; esto quiere decir que un mol de un gas y un mol de otro gas ocuparan el mismo volumen en las mismas condiciones de presión y temperatura. 9.7. CONCLUSIONES
La molaridad es una característica química que se puede determinar a través de diferentes variables como son el volumen o el peso.
La Estequiometria estudia los cálculos de materiales consumidos y producidos en una reacción química
108
REFERENCIAS
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2010
ETTORRE. Ana María - Junio de 2011 “Soluciones”. Internet (http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/1_anio/quimigeral/Soluciones.pdf) EQUIPO DE PROFESORES DEL CENTRO DE DOCUMENTACION. “Laboratorio. Desarrollo de los temas”. Internet: (https://www.serina.es/empresas/cede_muestra/312/TEMA%20MUESTRA.pd
f)
--------. --------. “Frases R y S”. Marzo 22. 2008. Internet: (http://informandodeprl.wordpress.com/category/definiciones/)
NOLL E. D. “Medida de la densidad de un solido y un liquido”. Confronting the bouyant force. The Physics Teacher, Vol 40, January 2002, pp. 8-10. Internet: (http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/aerometro/aerometro.htm#Medida%20de%20la%20densidad%20de%20un%20sólido) --------, “Normas de seguridad en el laboratorio”. Internet:
(http://www.quimicaweb.net/ciencia/paginas/laboratorio/normas.html) PANREAC QUIMICA S.A. “Seguridad en laboratorios”. Internet:
(http://ciencias.unizar.es/aux/seguridadSalud/SegLabQuimicoPanreac.pdf) QUANTYKA, “Rojo De Metilo Solución 0,1% Dc”, Ficha De Seguridad. Internet: (Http://Www.Quantyka.Com.Mx/Catalogo/Hdsm/R/251618.Htm) UNIVERSIDAD de Concepción. Proyecto Fondef D97F1066. “Reglamento De Manejo De Residuos Peligrosos”. Diciembre de 1998. Internet: (http://www2.udec.cl/sqrt/reglamento/reglresiduos.html#_Toc431695718)
109
UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA. “Las "frases S" presentes en el etiquetado de un envase que contiene sustancias químicas”. Internet: (http://www.sprl.upv.es/IOP_SQ_06.htm#punto1)