Reporte de Practicas

Laboratorio de Química Aplicada

Profa. Ing. María del Roció Romero SánchezSecuencia 1IM23

Horario: Viernes 11:00-13:00 horas.

Alumno Boleta FirmaBarrón García

Yohana Rebeca 2015600200

Castro Vázquez Gustavo

2015600362

Cisneros Castellanos Inge

Daniela2015600417

Escuadra Landeros Luis Alejandro

2015602694

González León Ana Gabriela

2015600875

Práctica No. 1 Conocimiento y Manejo del Material del Laboratorio

Objetivo Principal

Identificar el material de laboratorio, por nombre, señalando el uso que se le puede dar.

Determinar la masa, el volumen, la densidad, la temperatura y la presión de algunos compuestos químicos aplicando los conceptos de incertidumbre, precisión y error

Objetivos Particulares

Identificar los materiales que permiten medir de manera más precisa el volumen de una solución.

Saber cómo manejar de manera correcta el material de laboratorio. Conocer las fórmulas necesarias para el desarrollo de las actividades.

Resumen

En esta práctica se conocerá el material que se usa en el laboratorio, así como su funcionamiento. Después de conocer su estructura y funcionamiento se realizaran diferentes experimentos y cálculos para obtener la masa, el volumen, la temperatura, la densidad y la presión de algunos compuestos químicos. Utilizando el manómetro para medir la presión manométrica; la probeta, pipeta y vaso de precipitado para medir el volumen; la balanza analítica y la balanza granataria para medir la masa, y el termómetro para medir temperatura. Al conocer todos estos valores, se podrán calcular otros valores como la presión absoluta y la densidad de una solución. Y esto nos servirá para tener un buen manejo de los materiales y aparatos que se usan en el laboratorio para prácticas futuras.

Introducción

Característica y uso de los materiales y equipo más común en el laboratorio

El instrumental de uso en el laboratorio se puede agrupar en: material (utensilios), y aparatos. Material se designa a cualquier instrumento sencillo como pinzas, probetas, pipetas, matraces, entre otros. Aparato es todo instrumento de construcción más elaborada.

MATERIALES

NOMBRE DIBUJO USO CLASIFICACION

Soporte universal

Utilizado como base o soporte

de otros utensilios

Materiales de sostén

Anillo de hierro

Se utiliza para sostener

recipientes que van a

calentarse a fuego lento

Material de sostén

Rejilla

Se utiliza para sostener

utensilios que se van a

someter a un calentamiento

Material de sostén

Gradilla

Son soportes para el tubo de

ensayo, embudo, etc.

Material de sostén

Pinzas para bureta

Tenazas separadas por

un soporte controlable por

llave de mariposa

Material de sostén

Pinzas de Lincoln

Permite sujetar dos buretas

Material de sostén

Pinzas Holder

Una sujeta al soporte

universal y otra a la pinza de

extensión.

Material de sostén

Pinzas de extensión

Se utiliza para sujetar

refrigerantes o condensadores

Material de sostén

Pinzas para tubo de ensayo

Se usan para sujetar tubos

de ensayo

Material de sostén

Matraz balón de fondo

plano

Recipiente de vidrio, de cuello largo y cuerpo

esférico. Fondo plano

Recipientes

Matraz balón

Recipiente de vidrio, de

cuerpo y cuello esférico

Recipientes

Matraz de dos bocas

Recipiente de vidrio, de cuerpo

esférico, con boca lateral

Recipientes

Probeta

Mide volúmenes en forma más o

menos exacta

Material volumétrico

Bureta

Mide volúmenes en

forma más exacta; también

se usa para titular

soluciones

Material volumétrico

Matraz aforado

Se utiliza para la preparación de soluciones

valoradas

Material volumétrico

Pipeta graduada o serológica

Mide volúmenes

exactos

Material volumétrico

Pipeta aforada o

volumétrica

Mide volúmenes

determinados

Material volumétrico

Embudos: sencillos y de

separación

Se puede utilizar para utensilios de

boca pequeña y/o para filtrar o

separar sustancias

Material de uso especifico

Mortero con mazo

Se utiliza para pulverizar

Material de uso especifico

Matraz Erlenmeyer

Se utiliza para hacer

titulaciones

Material de uso especifico

Vaso de precipitados

Utilizado para precipitaciones

Material de uso especifico

Vidrio de reloj

Se utiliza en cristalizaciones

en pequeña escala y para

pesar compuestos

solidos

Material de uso especifico

Tubo de ensayo

Se utiliza para hacer

pequeños ensayos

Material de uso especifico

MecheroSe utiliza para

calentar sustancias

Material de uso especifico

Termómetro de

laboratorio

Se utiliza para medir

temperatura

Material de uso especifico

Densímetro

Se utiliza para medir la

densidad y la concentración

de líquidos

Material de uso especifico

Viscosímetro de Ostwald

Se usa para determinar la viscosidad de

líquidos

Material de uso especifico

Química y Propiedades de la Materia

La Química es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así como sus transformaciones con intervención de la energía. A diferencia de la Física quien se ocupa de la energía y sus transformaciones. La Fisicoquímica abarca el estudio de las interacciones entre la materia y la energía, y explica los principios que rigen las transformaciones de la materia conocidas como reacciones químicas, mediante el estudio de las propiedades físicas de las substancias y del efecto de los cambios físicos sobre las reacciones.

La materia es todo aquello que ocupa lugar en el espacio y posee masa. Todos los sistemas materiales están formados por átomos y moléculas. Las moléculas son átomos unidos entre sí mediante enlaces químicos.

La química está estrechamente relacionada con las ciencias físicas, extendiéndose a varias disciplinas que vas desde la astronomía hasta la biología, entre las cuales se encuentra la Física, la Arqueología, la Biología, la Astronomía y la Medicina.

Entre las propiedades de la materia, se encuentran las propiedades particulares las cuales son las cualidades características de cada substancia con independencia de tamaño o forma de la muestra. Ejemplo, el azúcar y la sal son sólidos cristalinos blancos. El primero es de sabor dulce y se funde volviéndose marrón cuando se calienta en un cazo, puede arder en el fuego directo en contacto con el aire. La sal en cambio se puede calentar a altas temperaturas y no funde, desprendiendo un color amarillento al contacto del fuego directo.

También se encuentran las propiedades generales las cuales con las cualidades que no son característica de la substancia; ejemplo: El tamaño, la forma, la longitud, el peso y la temperatura. Entre estas propiedades, se encuentran las:

Propiedades Físicas: Son aquellas que pueden ser observadas sin cambiar la naturaleza de las substancias ejemplos: masa, densidad, color, olor, dureza, elasticidad, punto de fusión, punto de ebullición, entre otras.

Propiedades Químicas: Son aquellas que se refieren a la naturaleza intima de la substancia o a la manera de reaccionar con otra. Ejemplo: La combustión del azufre para producir anhídrido sulfuroso, la explosión producida al quemar hidrogeno, la combustión de un trozo de cinta de magnesio para producir óxido de magnesio.

Entre las propiedades físicas, podemos identificar a la Masa que es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, su unidad fundamental en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg) y en el Sistema Inglés es la libra (lb) .Para medir masas muy pequeñas, como la del átomo, se emplea la uma (u) que es la unidad atómica de masa cuya equivalencia es el gramo (g), que es una unidad de masa muy utilizada y se puede representar con múltiplos y submúltiplos.

Otra propiedad Física que podemos encontrar es el Peso que es la atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos hacia su centro, es decir, el efecto que tiene la gravedad terrestre sobre ellos.

El Volumen es el lugar o espacio que ocupa un cuerpo determinado. Existen cuerpos de muy diversos tamaños. Para expresar el volumen de un cuerpo se utiliza el metro cúbico (m³) y demás múltiplos y submúltiplos.

La Densidad es la relación entre la masa y el volumen de una substancia, o entre la masa de una substancia y la masa de un volumen igual de otra substancia tomada como patrón. En otras palabras, mientras más masa haya en el mismo volumen este tendrá más densidad. La densidad especifica es un numero adimensional que corresponde a la magnitud de la densidad expresada en gramos por centímetro cubico o en kilogramos por litro.

La Presión Manométrica y el Manómetro

Un dispositivo sencillo para medir la presión es el manómetro de tubo abierto. El extremo de un tubo en forma de U que contiene un líquido se abre a la atmósfera y el otro extremo se conecta a un sistema de presión desconocida, P. La diferencia en la presión P-P0 es igual a pgh. En consecuencia vemos que P=P0+pgh. La presión P es conocida como presión absoluta, en tanto que la diferencia P-P0 recibe el nombre de presión manométrica.

Una atmósfera (1atm) de presión se define como la presión equivalente de una columna de mercurio que mide exactamente 0.76000 m de altura a 0ºC, con g=9.80665 m/s2.

Sección de Material y reactivos

Material

Manómetro Garrafón Manguera Bureta Vaso de precipitado

Probeta Vidrio de Reloj Balanza granataria Balanza analítica Termómetro

Material Uso ImagenInstrumento de medición de presión

Manómetro Medición de presión de los fluidos

Instrumento de medición del volumen

BuretaMide V en forma más exacta; también se utiliza para titular

soluciones.

Probeta Mide V de forma más o menos exacta

Instrumento de materiales especificos

Vaso de Precipitado

Se utiliza para medir precipitaciones

Instrumento de medición de la masa

Vidrio de Reloj

Se utiliza en cristalizaciones en pequeña escala y para pesar

compuestos químicos.

Balanza Granataria

Se utiliza para medir masas más o menos exactas

Balanza Analítica

Se utiliza para medir masas mucho más exactas

Instrumento de medición de temperatura

Termómetro de vidrio

Se utiliza para medir la temperatura en ºC

ReactivosReactivo Imagen

Carbonato de calcio (CaCO3)

Cloruro de sodio(NaCl)

Desarrollo (Diagrama de Bloques)

Diagrama de Presión Manométrica

Ilustración 1Proceso de obtención de la Presión Manométrica

Diagrama de Volumen

Vidrio en forma de U con H2O,

conectado a un Garrafón

por una manguera

Bombear

Aire

El liquido se

desplaza

Medir Desplazamiento

Calcular la diferencia de

alturas del liquido en cada lado

Rep

etir

pro c

eso

Bombear nuevamente, hasta obtener una diferencia

de 40 cm

Calculos

Teniendo todos los

calculos de la diferencia de

alturas, se calcula la

atura en cm de Hg

(Presion Manometrica)

Obtener

Teniendo la altura en cm

de Hg (Presion

Manometrica) se calcula la

Presion Absoluta

Ilustración 2Proceso de medición del Volumen

Diagrama de Masa

Ilustración 3Proceso de medición de Masa

Diagrama de Densidad de los Líquidos

Medir 25 ml de Agua destilada en una

BuretaVaciar

25 ml en un vaso de Precipitado

Colocar30 ml de agua en un vaso de precipitados

calcular

En la probeta medir 25 ml. Calcular

Incertidumbre, % de error de cada

material

Calibrar la balanza granataria Obtener El peso del Vidrio de

Relojcolocar

2g de NaCl y 3g de CaCO3

Colocar la balanza Analitica

en modo taremedir

Peso del Vidrio de

Reloj

Seleccionar nuevamnte el

modo Tare (para que la balanza

pese solo la substancia

colocar2g de NaCl y 3g de CaCO3

Ilustración 4Densidad del Agua

Ilustración 5Densidad de una Solución

Cálculos y Resultados

Obtener el peso del Vaso de Precipitado

agregar 20 ml de H2O se mide

La masa del Vaso de presipitado

junto con el agua

Calcular

Masa de los 20 ml de H2O y su

densidad

Calentar el agua durante 3 min y

medir temperatura

Enfriar el agua durante 3 min y

medir temperatura

Obtener el peso del Vaso de Precipitado

agregar20 ml de

agua destilada

agregar3 gr de Cloruro

de Sodio

Medir

Volumen con la bureta, del

agua destilada junto con el

NaCl

vaciar

La solición en un matraz

aforado, para una mejor solución

Vaciar

Al vaso de precipitado y

tomar la tempretartura

calcular

Masa y densidad

Calentar el agua durante 3 min y

medir temperatura

Enfriar el agua durante 3 min y

medir temperatura

Análisis de Resultados

Experimento de Presión Manométrica.

Este experimento consistió en el cálculo de la presión manométrica y la presión absoluta por medio del experimento del manómetro. El cual consiste en aplicar aire a un líquido y medir el desplazamiento de este. Los cálculos que se realizaron, constan de una diferencia de alturas en el líquido de un lado del tubo y del otro. Se pretendió obtener una diferencia de alturas de 40 cm; y para ello se fueron realizando cálculos a partir de una altura de 35 cm. Y ya después de haber calculado varias diferencias de alturas, encontramos que con una altura de 53 cm-13 cm logramos obtener una diferencia de altura de 40 cm.

Experimento del Volumen.

Después de medir los 25ml de agua destilada en la bureta, aprendimos a manejar los materiales apropiadamente para tener seguridad y evitar desperdiciar la substancia de estudio o repetir el experimento. Así mismo, al vaciar la misma cantidad a los diferentes materiales (vaso de precipitados, probeta y pipeta) y realizar los cálculos de porcentaje de error y de incertidumbre se observa que la pipeta vario entre los datos obtenidos aunque es el porcentaje más bajo, le sigue la probeta con un 4% de error, al final el vaso de precipitado es el más propenso a tener error, ya que maneja cifra redondeadas.

Experimento de Masa

Al momento de medir las diferentes substancias en la balanza granataria y la balanza analítica, se pudo observar que el porcentaje de error o la diferencia de resultados es mínima, ya que se supo trabajar con las dos balanzas de manera correcta para así lograr obtener buenos resultados.

Experimento de Densidad de Líquidos.

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 3600

10

20

30

40

50

60

24 2529

3540

4550 47

41 38 35 33 3124 25 27

3135

4045

4137 35 32 31 29

Densidad de los LiquidosH2O Solucion

Segundos

Tem

pera

tura

En esta grafica se puede observar que el agua logro alcanzar una máxima de temperatura de 50°C en un tiempo de 3 minutos, a diferencia de la solución que su máxima fue de 45°C en el mismo tiempo. Esto se debe a que la densidad de la

solución (NaCl con agua destilada) es mayor que la del agua (H2O). Por lo tanto, mientras mayor sea la densidad de una solución su aumento de temperatura será más lento, al igual que su enfriamiento.

Conclusiones

En esta práctica conocimos los diversos materiales del laboratorio así como su uso; en los cuales podemos encontrar a los materiales de soporte que son todas las pinzas, la rejilla, el anillo y el soporte universal; los recipientes que son utilizados para contener substancias que son el Matraz aforado, matraz de dos bocas; los materiales volumétricos que se emplean para medir los volumen como la probeta, bureta, pipeta, piseta; y los materiales de uso específico como el embudo de Bunchner, mortero con mazo, vidrio de reloj, tubo de ensayo, mechero y termómetro, entre otros.

En el experimento de volumen, concluimos que la pipeta es el material más exacto al hacer los cálculos ya que tiene más cifras intermedias en la graduación del material, su porcentaje de error es muy bajo y su valor de incertidumbre se acerca mucho por debajo y por encima del valor aceptado, por lo que es el material más confiable.

Al momento de utilizar la balanza granataria se tiene que equilibrar a cero para que el peso obtenido sea preciso, observando que al momento de obtener una masa por medio de esta balanza existen factores como el aire, desequilibrio en la base que la sostiene podrían ser factores que ocasionen una alteración en la medición, concluyendo que la balanza digital es más precisa y tiene un menor porcentaje de error.

En esta práctica aprendimos a tener cuidado y a no equivocarnos al medir, a usar de manera correcta los materiales e identificamos cuál de los materiales es más preciso al momento de trabajar con él.

Cuestionario

1. Mencione la importancia de conocer el uso del material y del equipo de laboratorio describiendo los diferentes tipos de material y su uso.

R: Eso se encuentra en la Introducción, donde se hace la clasificación de los diferentes materiales que se usan en el laboratorio.

2. Determine las masas de carbonato de calcio y de cloruro de sodio, especificando la incertidumbre, la precisión, así como el porcentaje de desviación con respecto al valor obteniendo con la balanza electrónica.

R: Esta serie de cálculos los podemos encontrar en la sección de cálculos y resultados obtenidos, donde se determina la masa del Carbonato de Calcio y del

Cloruro de Sodio, obtenidos en la balanza granataria y la balanza analítica, asi como el porcentaje de desviación con respecto al valor obtenido.

3. Determine, en la medición del volumen del agua, la incertidumbre, la precisión, así como el porcentaje de desviación (error en la medición) de cada material utilizado, con respecto al volumen medido en la bureta.

R: Esta serie de cálculos los podemos encontrar en la sección de cálculos y resultados obtenidos, donde se determina el volumen del agua, la precisión, la incertidumbre, así como el porcentaje de desviación de cada material utilizado con respecto al volumen medido en la bureta.

4. Elabore una tabla de datos en donde se exprese el volumen determinado en las unidades indicadas.

R: Esta tabla se encuentra en la sección de cálculos y resultados.

5. Compare la densidad del agua, a temperatura ambiente, con la densidad de la solución del cloruro de sodio, también a temperatura ambiente.

R: Se puede encontrar en la sección de cálculos y resultados, a manera de una gráfica donde se ve el comportamiento del cambio de temperatura, así como los cálculos de obtención de densidad.

6. Construya una gráfica de temperatura contra tiempo que incluya el calentamiento del agua destilada y del calentamiento de la solución del cloruro de sodio. Interprete la gráfica

R: Esta gráfica se encuentra ubicada en la sección de Análisis de Resultados.

7. Calcule las presiones absolutas para el aire, a partir de las presiones manométricas, expresando los resultados en mm de Hg, atmosferas, lb/pulg2, Pa.

R: Estos caculos los podemos encontrar en la sección de cálculos y resultados.

8. Investigue tres equipos de uso industrial, incluyendo su ilustración, útiles en la medición de

a. Presión

Manómetro de presión absoluta

Manómetro de tubo en U

Manómetro de Pozo

b. Temperatura

Termómetro de Vidrio

Pirómetro

Termómetro bimetálico

c. Volumen

Matraz

Vaso de Precipitado

Pipeta

Glosario

Química: es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así como sus transformaciones con intervención de la energía. A diferencia de la Física quien se ocupa de la energía y sus transformaciones.

Materia: es todo aquello que ocupa lugar en el espacio y posee masa.

Masa: que es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, su unidad fundamental en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg) y en el Sistema Inglés es la libra (lb)

Peso: que es la atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos hacia su centro, es decir, el efecto que tiene la gravedad terrestre sobre ellos.

Volumen: es el lugar o espacio que ocupa un cuerpo determinado. Existen cuerpos de muy diversos tamaños.

Densidad: es la relación entre la masa y el volumen de una substancia, o entre la masa de una substancia y la masa de un volumen igual de otra substancia tomada como patrón.

Bibliografía

Chang R. Química 6ta edición. McGrawHill(1991). Pag. 1-22

Raymond A. Física Serway 4ta edición. McGrawHill Pag. 422-427g

Raymond A. Física Serway ed. McGrawHill. Pag. 332