Experimento 1, Introducción al trabajo de laboratorio.

LABORATORIO DE TÉCNICAS BÁSICAS, 1000025, I-10

EXPERIMENTO

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INTRODUCCIÓN AL TRABAJO DE LABORATORIO

1. INTRODUCIÓN El laboratorio de química es un espacio para la experimentación, la creatividad y la investigación, que puede convertirse en un lugar peligroso en la medida que las personas que trabajan en él desconozcan ciertas normas básicas referentes al manejo de las sustancias, implementos de seguridad, los materiales y las técnicas que allí se utilizan. Esta primera práctica muestra la necesidad de tener conocimientos previos acerca de las actividades a desarrollar y que el trabajo de laboratorio se lleva a cabo de acuerdo con lineamientos de seguridad, prevención, sentido común y actitud responsable.

2. OBJETIVOS1 Identificar los lineamientos de seguridad, precauciones y actitudes a tener en cuenta en el laboratorio. Identificar y conocer los implementos de seguridad disponibles en el laboratorio y el espacio físico a ocupar. Reconocer la importancia de la identificación de las propiedades de las sustancias químicas a partir de los símbolos de seguridad, de los códigos R y S y la información contenida en las etiquetas de los reactivos, para su adecuada interpretación y manejo. Comprender la importancia de conocer las fichas de las sustancias químicas antes de realizar una práctica de laboratorio. Identificar material de uso común en el laboratorio. Aprender a pipetear.

3. ACTIVIDADES PRELABORATORIO Antes de realizar esta práctica, el estudiante debe:

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Consultar y consignar a en su cuaderno sobre: Clave de riesgo (Código R), código de seguridad (Código S) y número CAS. Definición y aplicabilidad de la frase “Buenas Prácticas de Laboratorio”. Leer con atención la información sobre seguridad en el laboratorio del libro C. A. Trujillo, J. E. Sánchez Rojas "Técnicas y Medidas Básicas en el Laboratorio de Química”, Universidad Nacional de Colombia, Unibiblos, 2007. Alistar en el cuaderno las tablas para recolección de datos primarios, (no debe recolectar información en las hojas de la guía de laboratorio, a menos de que así se indique).

4. MATERIALES DEL ESTUDIANTE Cada estudiante debe contar con los siguientes implementos de trabajo y seguridad: Guía de laboratorio. Cuaderno exclusivo para el laboratorio, para consignar en tinta todo lo relacionado con la asignatura. Se debe seguir según las instrucciones del libro C. A. Trujillo, J. E. Sánchez Rojas "Técnicas y Medidas Básicas en el Laboratorio de Química', Universidad Nacional de Colombia, Unibiblos, 2007. Blusa blanca de laboratorio que cubra hasta las rodillas, manga larga, de material poco inflamable (alto porcentaje de algodón). Gafas de seguridad de alta transparencia. Se debe tener en cuenta que serán usadas durante varias horas seguidas, por lo que deben ser cómodas. Se recomienda que cada estudiante tenga calculadora, regla, tijeras, toallas de papel.

5. MATERIALES QUE SUMINISTRÁ EL LABORATORIO Manuales para consulta sobre seguridad Recipientes con reactivos Brújula

6. ASPECTOS CONCEPTUALES La preparación de la ficha de seguridad de cada uno los reactivos a emplear, permite conocer los riesgos y precauciones que se deben tener en cuenta con las sustancias químicas. Al plantear y diseñar una práctica de laboratorio, es indispensable tener en cuenta los aspectos relacionados con precauciones, protección y seguridad. Además, es necesario contemplar la disposición final de los desechos generados. Las sustancias químicas están clasificadas de acuerdo con su naturaleza y peligrosidad. Algunas sustancias pueden pertenecer a más de un grupo. Las precauciones consideradas para su manejo están de acuerdo con la categoría en la que se encuentran. Por ejemplo, las sustancias inflamables se deben almacenar lejos de posibles chispas o de cualquier material corrosivo. 6.1 CLASIFICACIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS SEGÚN SU PELIGROSIDAD

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Existen diferentes clasificaciones con ligeras variaciones en los pictogramas y en las subdivisiones en las categorías. A continuación se presentan algunas de las más empleadas: CLASIFICACIÓN SEGÚN LA ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS (ONU)

Clase 1. EXPLOSIVOS Son sustancias sólidas o líquidas, o mezclas de ellas, que por sí mismas son capaces de reaccionar químicamente produciendo gases a tales temperaturas, presiones y velocidades que pueden ocasionar daños graves en los alrededores. Se consideran 6 subclases de acuerdo con la forma como una sustancia puede explotar. Subclase 1.1: corresponde a sustancias o artículos que ofrecen peligro de explosión en masa. Es decir, que afecta toda la carga en forma instantánea. Subclase 1.2: Sustancias o artículos que ofrecen peligro de proyección más no explosión en masa. Subclase 1.3: sustancias o artículos que ofrecen peligro de fuego y en menor grado proyección de partículas, o ambos, mas no peligro de explosión en masa. Subclase 1.4: Sustancias o artículos que no representan peligro significativo. Pueden entrar en ignición eventualmente. Subclase 1.5: Sustancias o artículos muy insensibles que ofrecen en condiciones especiales, peligro de explosión en masa. Subclase 1.6: Sustancias o artículos extremadamente insensibles que no tienen peligro de explosión en masa. Ejemplos de sustancias o artículos explosivos son: La Dinamita, el TNT, Pólvora negra, Nitroglicerina, Nitrato de pentaeritritol (pentonita). Clase 2. GASES Clase 2. GASES. Son sustancias que se encuentran totalmente en estado gaseoso a 20 ºC y una presión igual o superior a 101,3 Kpa. Existen gases: COMPRIMIDOS, que se encuentran totalmente en estado gaseoso al ser empacados o envasados para el transporte, a 20 ºC. Ej. Aire comprimido LICUADOS, que se encuentran parcialmente en estado líquido al ser empacados o envasados para el transporte a 20 ºC. Ej. GLP

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CRIOGÉNICOS, que se encuentran parcialmente en estado líquido al ser empacados o envasados para el transporte a muy bajas temperaturas. Ej. Nitrógeno criogénico

EN SOLUCIÓN, que se encuentran totalmente disueltos en un líquido al ser empacados o envasados para el transporte. Ej. Acetileno (en acetona) Con respecto al tipo de riesgo que ofrecen, los gases se clasifican en dos subdivisiones: Subclase 2.1: Gases Inflamables, pueden incendiarse fácilmente en el aire cuando se mezclan en proporciones inferiores o iguales al 13% en volumen. Ej. Gas Propano, Aerosoles. Subclase 2.2: Gases No-inflamables, no tóxicos; Pueden ser asfixiantes simples u oxidantes. Ej. Nitrógeno. Subclase 2.3: Gases Tóxicos; ocasionan peligros para la salud, son tóxicos o corrosivos. Ej. Cloro. Clase 3. LÍQUIDOS INFLAMABLES Clase 3. Líquidos Inflamables. Son líquidos o mezclas de ellos, que pueden contener sólidos en suspensión o solución, y que liberan vapores inflamables por debajo de 35 ºC (punto de inflamación). Por lo general son sustancias que se transportan a temperaturas superiores a su punto de inflamación, o que siendo explosivas se estabilizan diluyéndolas o suspendiéndolas en agua o en otro líquido. Ej. Gasolina, benceno y nitroglicerina en alcohol.

Clase 4. SÓLIDOS CON PELIGRO DE INCENDIO Clase 4. Sólidos con peligro de incendio. Constituyen cuatro subdivisiones: Subclase 4.1: Sólidos Inflamables. Son aquellos que bajo condiciones de transporte son combustibles o pueden contribuir al fuego por fricción. Ej. Fósforo.

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Subclase 4.2: Sólidos espontáneamente combustibles. Son aquellos que se calientan espontáneamente al contacto con el aire bajo condiciones normales. Ej. Hidrosulfito de sodio (NaHSO2 o Na2S2O4). Subclase 4.3: Sólidos que emiten gases inflamables al contacto con el agua. Son aquellos que reaccionan violentamente con el agua o que emiten gases que se pueden inflamar en cantidades peligrosas cuando entran en contacto con ella. Ej. Metales alcalinos como sodio, potasio.

Clase 5- OXIDANTES Y PERÓXIDOS ORGÁNICOS. Subclase 5.1: Sustancias oxidantes. Generalmente contienen oxígeno y causan la combustión o contribuyen a ella. Ej. Agua oxigenada (peróxido de hidrógeno); Nitrato de potasio.

Subclase 5.2: Peróxidos orgánicos. Sustancias de naturaleza orgánica estructuras bivalentes -O-O-, que generalmente son inestables y pueden descomposición explosiva, quemarse rápidamente, ser sensibles al impacto ser altamente reactivas con otras sustancias. Ej. Peróxido de benzoílo, peróxido.

que contienen favorecer una o la fricción o Metiletilcetona

Clase 6. SUSTANCIAS TÓXICAS E INFECCIOSAS El término tóxico puede relacionarse con "venenoso" y la clasificación para estas sustancias está dada de acuerdo con la DL501 oral, inhalatoria y dérmica. Existen dos subdivisiones:

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Dosis letal donde muere el 50% de la población.

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Subclase 6.1: Sustancias Tóxicas. Son líquidos o sólidos que pueden ocasionar daños graves a la salud o la muerte al ser ingeridos, inhalados o entrar en contacto con la piel. Ej. Cianuros, Sales de metales pesados.

Subclase 6.2: Materiales infecciosos. Son aquellos microorganismos que se reconocen como patógenos (bacterias, hongos, parásitos, virus e incluso híbridos o mutantes) que pueden ocasionar una enfermedad por infección a los animales o a las personas. Ej. Ántrax, VIH, E. Coli. Clase 7. MATERIALES RADIOACTIVOS. Son materiales que contienen radionúclidos y su peligrosidad depende de la cantidad de radiación que genere así como la clase de descomposición atómica que sufra. La contaminación por radioactividad empieza a ser considerada a partir de 0,4 Bq/cm2 para emisores beta y gama, o 0,04 Bq/cm2 para emisores alfa. Ej. Uranio, Torio 232, Yodo 125, Carbono 14.

Clase 8. SUSTANCIAS CORROSIVAS Corresponde a cualquier sustancia que por reacción química, puede causar daño severo o destrucción a toda superficie con la que entre en contacto incluyendo la piel, los tejidos, metales, textiles, etc. Causa entonces quemaduras graves y se aplica tanto a líquidos o sólidos que tocan las superficies como a gases y vapores que en cantidad suficiente provocan fuertes irritaciones de las mucosas. Ej. Ácidos y cáusticos.

Clase 9. SUSTANCIAS Y ARTÍCULOS PELIGROSOS MISCELÁNEOS Son materiales que no se encuentran incluidos en las clases anteriormente mencionadas y por tanto pueden ser transportados en condiciones que deben ser estudiadas de manera particular. Ej. Asbesto, fibra de vidrio, sílice. Dentro de este grupo se han incluido las sustancias que ocasionan de manera especial, contaminación ambiental por bioacumulación o por toxicidad a la vida acuática (polutantes marinos) o terrestre (contaminante ambiental). Ej. 1,2-Dibromoetano.

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CLASIFICACIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS SEGÚN LA DIRECTIVA EUROPEA Este sistema de identificación de peligros se utiliza principalmente en el almacenamiento de productos químicos dentro de laboratorios o bodegas para el etiquetado de frascos o contenedores; algunas empresas multinacionales de origen Europeo, lo deben usar de manera obligatoria también durante el transporte, pero no constituye un requerimiento legal en Colombia. Según este sistema, las sustancias se clasifican en ocho (8) grupos que son representados por sus respectivos pictogramas, todos en fondo naranja y una letra. Hay que tener en cuenta que un producto puede pertenecer a uno o a varios grupos. E SUSTANCIAS EXPLOSIVAS: Son sustancias y preparaciones que reaccionan exotérmicamente también sin oxígeno y que detonan, deflagran rápidamente o pueden explotar al calentar, por percusión, fricción o formación de chispas. Ej. Dinamita, ácido pícrico. O SUSTANCIAS COMBURENTES (OXIDANTES): Sustancias que en contacto con materiales combustibles, sobre todo por cesión de oxígeno, aumentan considerablemente el peligro de incendio y violencia del mismo. Los peróxidos orgánicos son combustibles y por tanto pueden arder espontáneamente. Ej. Peróxido de acetilo. F SUSTANCIAS FACILMENTE INFLAMABLES: Líquidos con punto de inflamación inferior a 21 ºC, pero no son altamente inflamables. Sustancias sólidas y preparaciones que por acción breve de una fuente de calor pueden inflamarse fácilmente y continuar quemando o permanecer incandescentes. Ej. Calcio, Etanol.

F+ SUSTANCIAS EXTREMADAMENTE INFLAMABLES: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 0 ºC y un punto de ebullición de máximo 35 ºC. Gases y mezclas de gases que a presión normal y temperatura usual son inflamables en el aire. Ej. Acetona, Cloretileno, propano.

TyT+ SUSTANCIAS TÓXICAS Y MUY TÓXICAS: La inhalación, la ingestión o la absorción cutánea en pequeña cantidad puede conducir a daños considerables para la salud con

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posibles consecuencias mortales o irreversibles. Posibles efectos cancerígenos, mutagénicos y tóxicos para la reproducción. Ej. Cresoles, óxido de etileno, cromo. C SUSTANCIAS CORROSIVAS: Sustancias que por contacto producen destrucción del tejido cutáneo en todo su espesor. Ej. Acido clorhídrico, Soda cáustica, hipoclorito de sodio.

Xn SUSTANCIAS NOCIVAS: Son aquellas que por inhalación, ingestión o absorción cutánea pueden provocar daños a la salud agudos o crónicos. Posibles sensibilizantes por inhalación. Ej. Eugenol, Estireno, Xileno.

Xi SUSTANCIAS IRRITANTES: Sin ser corrosivas pueden producir inflamaciones en la piel o las mucosas, por contacto breve, prolongado o repetido. Peligro de sensibilización por contacto. Ej. Etilhexilacrilato, carbonato de sodio, ácido clorhídrico 0.1N.

N PELIGROSO PARA EL MEDIO AMBIENTE: Sustancias que al ser liberadas al medio acuático o no acuático, pueden producir un daño del ecosistema por desequilibrio inmediato o posterior. Ej. Fenilhidracina, bromobenceno. CLASIFICACIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS SEGÚN LA NORMA NFPA 704 La NFPA (por su sigla en inglés, National Fire Protection Association), una entidad internacional voluntaria creada para promover la protección y prevención contra el fuego, es ampliamente conocida por sus estándares (National Fire Codes), a través de los cuales recomienda prácticas seguras desarrolladas por personal experto en el control de incendios. La norma NFPA 704 es el código que explica el diamante del fuego, utilizado para comunicar los peligros de los materiales peligrosos. Es importante tener en cuenta que el uso responsable de este diamante o rombo en la industria implica que todo el personal conozca tanto los criterios de clasificación como el significado de cada número sobre cada color. Así mismo, no es aconsejable clasificar los productos químicos por cuenta propia sin la completa seguridad con respecto al manejo de las variables involucradas. A continuación se presenta un breve resumen de los aspectos más importantes del diamante.

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La norma NFPA 704 pretende a través de un rombo seccionado en cuatro partes de diferentes colores, indicar los grados de peligrosidad de la sustancia a clasificar. El diagrama del rombo se presenta a continuación:

ROJO: Con este color se indican los riesgos a la inflamabilidad. AZUL: Con este color se indican los riesgos a la salud. AMARILLO: Con este color se indican los riesgos por reactividad (inestabilidad). BLANCO: En esta casilla se harán las indicaciones especiales para algunos productos. Como producto oxidante, corrosivo, reactivo con agua o radiactivo. Dentro de cada recuadro se indicaran los niveles de peligrosidad, los cuales se identifican con una escala numérica, así:

ROJO

AMARILLO

AZUL

BLANCO

Los símbolos especiales que pueden incluirse en el recuadro blanco son: OXI Agente oxidante ; COR Agente corrosivo

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Reacción violenta con el agua

Radioactividad

7. ACTIVIDADES EXPERIMENTALES El procedimiento puede ser llevado a cabo en cualquier orden, se puede optimizar el tiempo para realizar las actividades aprovechando la disponibilidad de los implementos para el uso de todos. 7.1 IDENTIFICACIÓN DEL INSTRUMENTAL BÁSICO. Verifique que los nombres asignados al material según el libro de Técnicas y Medidas Básicas en el Laboratorio de Química. 7.2 RECONOCIMIENTO DEL LUGAR DE TRABAJO Dibuje un mapa del laboratorio. Ubique lo siguiente: Vías de acceso y evacuación Extintores Lavaojos Duchas de seguridad Cabinas de extracción Botiquín 7.3 ASIGNACIÓN DE PICTOGRAMAS Consulte los manuales de seguridad disponibles y de acuerdo con la información de las sustancias dispuestas para tal fin, clasifíquela como: explosiva, comburente, inflamable, tóxica, radioactiva, irritante, nociva, corrosiva y/o dañina para el medio ambiente y asigne los pictogramas correspondientes. 7.4 ELABORACIÓN DE UNA FICHA DE SEGURIDAD E INTERPRETACIÓN DE LOS CÓDIGOS R Y S Con la información disponible en los manuales o carteles, elabore la ficha de seguridad para: __________________________(el profesor asignará la sustancia), según el modelo del numeral 8.1.4. Empleando los códigos R y S, identifique y registre los riesgos y precauciones que se deben tener en cuenta al manipular esta sustancia.

7.4

MANEJO DE LA BALANZA. En esta parte del laboratorio aprenderá por orientación directa de los profesores el manejo de la balanza. Va a pesar diferentes objetos, entre ellos un frasco con tapa.

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7.5

PIPETEAR Esta sección pretende que Ud. Aprenda a manejar la pipeta y el pipeteador. Lo primero que debe hacer es leer sobre este instrumento y su utilización en el libro de Técnicas y Medidas Básicas. Encontrará soluciones coloreadas y agua de la llave. La idea es que practique el uso del instrumento y cuando ya tenga confianza, para saber si lo está haciendo bien, descargue el contenido de la pipeta en el frasco que tiene tapa, lo pesa tapado y repite el procedimiento varias veces para verificar la reproducibilidad de las medidas. Si está pipeteando correctamente la masa debe ser reproducible por lo menos hasta la cuarta cifra significativa, (no necesariamente es la cuarta cifra decimal.)

8. RESULTADOS, DISCUSIÓN DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES 8.1 TABLAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS 8.1.1 MAPA DEL LABORATORIO

8.1.2 TABLA PARA LA ASIGNACIÓN DE PICTOGRAMAS SUSTANCIA

CLASIFICACIÓN

PICTOGRAMA

8.1.3 CONSULTA DE ETIQUETAS Reactivo 1

Reactivo 2

Reactivo 3

Nombre Marca comercial Contenido Fórmula química Estado físico

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Códigos R Códigos S Masa molar 8.1.4 ELABORACIÓN DE UNA FICHA DE SEGURIDAD RESUMIDA INFORMACIÓN GENERAL DEL COMPUESTO Nombre: Fórmula química: No. CAS: PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS Estado físico: Color: Densidad: Solubilidad:

Punto de fusión: Punto de ebullición: Punto de ignición:

RIESGOS PRECAUCIONES PROTECCIÓN PERSONAL MANEJO DE EMERGENCIAS MANEJO DE RESIDUOS

8.1.5 DATOS DE LA MEDIDA DEL VOLUMEN CON PIPETA Características de la pipeta: Anote marca, volumen nominal y tolerancia Características de la balanza: Marca, división mínima, capacidad máxima Masa del frasco desocupado

Masa del frasco con el líquido

Masa del líquido

Calcule: Promedio, desviación estándar, coeficiente de variación, incertidumbre con 95% de confianza. Juzgue la incertidumbre de sus medidas frente a la tolerancia del instrumento.

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9. PREGUNTAS DE REFLEXIÓN ¿Ha visto Ud. los pictogramas referentes a la clasificación de las sustancias químicas en su vida cotidiana? ¿Dónde? (por ej.: en la calle, camiones, recipientes, etc.) ¿Sobre qué peligros advierten? Mencione e ilustre, al menos, dos ejemplos. ¿En qué oficios o actividades de la gente en la ciudad, (industria, hospital, almacén), ha visto Usted el uso de los implementos de seguridad? ¿Se ha percatado de la necesidad de usarlos en algún lugar y las personas no lo hacen? Haga sus comentarios sobre, al menos, dos ejemplos. En los hogares, se emplean normalmente sustancias con propiedades químicas especiales, sobretodo como productos de aseo. Emplee la literatura pertinente y sus conocimientos sobre clasificación de las sustancias según su peligrosidad, para elaborar pictogramas para, al menos, dos frascos de su casa. Ilustre su trabajo en el informe de esta práctica. Consulte cuál es el contenido básico de un botiquín de primeros auxilios y la frecuencia con la que debe revisarse o cambiarse. ¿De qué clase son los extintores que encontró en el laboratorio? ¿Para qué tipos de incendio son convenientes? Cuando se consultan las fichas toxicológicas, es frecuente encontrar abreviaturas en inglés o en español que van acompañadas de cantidades de sustancias (con unidades como ppm, mg/kg, etc) ¿cuál es su significado y a qué hacen referencia? Consulte el significado de las abreviaturas: TLV-TWA, VLA-ED, TLV-STEL, VLA-EC, LD50, LD50/30, LD50/60. Averigüe qué aspectos están contemplados cuando las fichas toxicológicas mencionan los “VALORES LÍMITES PERMISIBLES AMBIENTALES”. Consulte cuál es la entidad encargada de atender emergencias por intoxicación o quemaduras con sustancias químicas en la ciudad de Bogotá. Reporte los números de contacto en su cuaderno. ¿Conocía antes una balanza tan sensible? ¿Por qué las balanzas deben protegerse de las corrientes de aire?

10. BIBLIOGRAFÍA 1. Farias C., D.M. (2007). Guías de Laboratorio para Fundamental I. Documento de Trabajo –

Departamento de Química – Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. 2. Peller, J.R. (1997). Exploring chemistry laboratory – Experiments in general, organic and biological chemistry. Prentice Hall, USA. pp. 1-3 3. www.suratep.com/cistema/articulos142 - Consultado 16-01-2009 BIBLIOGRAFĺA RECOMENDADA

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Toxic and hazardous chemical safety manual for handling and disposal with toxicity and hazard data. International technical Information Institute. Tokyo: International Technical Information Institute,1976. The Merck Index of chemicals and drugs, an encyclopedia for chemists. Merck, & Co. Inc. Rahway. USA. Rahway : N.J. USA, 1960 http://www.chemdat.de Trujillo, C.A.; Sánchez R., J.E. Técnicas y Medidas Básicas en el Laboratorio de Química. Universidad Nacional de Colombia. Unibiblos, Bogotá, Colombia. 2007

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