Informe de Laboratorio

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

INFORME

MARÍA JOSÉ MARTÍNEZ BARBOSA CHRISTIAN CAMILO ARBOLEDA ARCILA ROSSY MARCELA ORTIZ SALCEDO JOSE OCTAVIO GIRALDO QUINTERO OMAIRA ZARETH ORTIZ ACHAGUA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 22 DE SEPTIEMBRE DEL 2013 Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 2

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

INFORME LABORATORIO

Estudiantes: MARÍA JOSÉ MARTÍNEZ BARBOSA Código: 94100420877 CHRISTIAN CAMILO ARBOLEDA ARCILA Código: 95041311747 ROSSY MARCELA ORTIZ SALCEDO Código: 40327292 JOSE OCTAVIO QUINTERO GIRALDO Código: 17419900 OMAIRA ZARETH ORTIZ Código: 1122128522

Tutora: NIRA ESTHER DIAZ Química general

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 22 DE SEPTIEMBRE DEL 2013

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 3

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

INTRODUCCION

Este pre informe se realiza con el fin de tener conocimientos teóricos para la realización del laboratorio, y poder conocer las pautas que se llevaran a cabo, llegar con algún conocimiento de los materiales para hacer un uso apropiado ya que estos materiales son en vidrio y porcelana por lo que se debe manejar con cuidado, mediante una previa investigación podremos elegir el equipo adecuado para realizar actividades en el laboratorio.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 4

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

PRACTICA # 1

LAS NORMAS DE SEGURIDAD EN LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

1. Objetivos de la práctica General

Identificar y aplicar las normas de seguridad en las prácticas de laboratorio

Específicos

Conocer los símbolos de advertencia de peligro. Identificar las sustancias peligrosas. Saber las características y propiedades de las sustancias químicas a manipular en la práctica a desarrollar.

2. Marco teórico

Para el óptimo desarrollo de una práctica de laboratorio se requiere de diversos materiales, equipos y sustancias químicas, y del conocimiento previo para su apropiada manipulación. Por lo que se debe conocer las normas de seguridad a tener en cuenta en el uso que le da a los distintos materiales, equipos y sustancias.

MARCO TEORICO

Para poder efectuar operaciones concretas en el laboratorio se trabaja con aparatos elaborados con materiales diversos. El material de vidrio es el más utilizado en el laboratorio 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 electricidad. Frente a las ventajas existe un aspecto negativo, su fragilidad. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 5

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

En el laboratorio se emplean una variedad de implementos para la realización de las experiencias, algunos de ellos son denominados volumétricos, ya que se usan para medir volúmenes de fluidos, ya sean líquidos o gases, algunos se emplean para calentar, por lo que se emplean materiales refractarios para su elaboración. Otros materiales se emplean para soporte, que son elaborados de metal, plástico o madera. La seguridad, como sistema de trabajo, está tratada en multitud de textos legales, manuales, publicidad y bibliografía en general. Sin embargo, todo ello carece de sentido si la actitud individual, primera y la colectiva de cada laboratorio, después, no la asume como norma de conducta. Es evidente que cada laboratorio está sometido a determinados riesgos, unos de tipo general y otros específicos propios de la actividad desarrollada en los mismos. Nadie mejor que el personal de cada laboratorio conoce dichos riesgos y, lamentablemente, en ocasiones, lo padece. Por ello, consideramos que las normas de seguridad deben elaborarse en el propio laboratorio, sin bien, bajo criterios de orden general, basados en legislación al respecto y la bibliografía mencionada. Por pequeño que sea el riesgo potencial en cualquier laboratorio, es inconveniente que disponga de dos puertas de uso habitual, preferentemente situadas en sentido opuesto. Las redes de servicios, especialmente las de gas, electricidad y sus aparatos correspondientes, deben estar protegidas convenientemente, es decir, por encima del riesgo potencial del propio laboratorio.

3. Relación de la práctica 1 del laboratorio de Química con la Ing. Industrial

Para la formación profesional se requiere del desarrollo de prácticas de laboratorio para cumplir con los objetivos propuesto en el programa. Y en el campo de desarrollo profesional

el Ing. Industrial

para dar soluciones a

algunos de sus problemas a manejar, tiene que realizar pruebas en laboratorio por lo que requiere del conocimiento previo del as normas de seguridad del laboratorio. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 6

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

4. Diagrama de flujo de la Practica 1. Reconocimiento de materiales de laboratorio y normas de seguridad de trabajo de laboratorio.

Obtención de conocimiento previo

Clasificación de material

Determinación de principales normas de laboratorio

Formación de grupos de trabajo

Desarrollo de la tabla matriz

Obtención de conocimiento profundizado de las normas de laboratorio

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 7

Procedimiento

Reconocim iento de material

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

N°

INSTRUMENTO

TUBO DE ENSAYO

1

USO

En los laboratorios se utiliza para contener pequeñas muestras líquidas, y preparar soluciones.

Materiales de Sostenimiento

2

VASO DE PRECIPITADO

Para calentar sustancias o líquidos contenidos en el vaso se utiliza una rejilla de asbesto, ya que entrega una temperatura uniforme.

ESPECIFICACIONES

OBSERVACIONES

Consiste en un pequeño tubo de vidrio especial con una abertura en la zona superior, y en la zona inferior se encuentra cerrado y redondeado que resiste las temperaturas muy altas, sin embargo los cambios de temperatura muy radicales pueden provocar el rompimiento de tubo.

- Manipular el tubo mediante una pinza adecuada para evitar el contacto directo con la piel y el consiguiente riesgo de quemadura.

Tiene forma cilíndrica y posee un fondo plano, se encuentran en varias capacidades. Son de vidrio y de plástico. (posee un vidrio mucho más resistente denominado pírex) Posee componentes de Teflón y otros materiales resistentes a la corrosión Su capacidad varía desde el

- Si el vaso se encuentra caliente debe tomarse con guantes u otro material.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 8

- Disponer de una gradilla donde depositar el tubo de ensayo caliente. - Nunca taponar el tubo de ensayo a calentar.

- La preparación de reacciones y soluciones preparadas en el vaso de PP., nunca deben enfocarse hacia nuestro rostro o cuerpo.

IMAGEN

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

mililitro has el litro, o más. Materiales Volumétrico

MATRAZ DE ERLENMEYER

3 Materiales Volumétrico

Vidrio de Reloj y Cristalizador

4 Materiales Volumétrico

Frasco con Base redonda, la cual posee una estructura cónica en la zona del medio y Es utilizado en la zona superior se aprecia principalmente para una boca con cuello estrecho. la preparación de Se encuentran en distintas soluciones. capacidades.

Se utiliza en química para evaporar líquidos, pesar productos sólidos o como cubierta de vasos de precipitados, y contener sustancias parcialmente corrosivas.

- Nunca se debe experimentar con cambios de temperatura muy bruscos. Para calentar líquidos contenidos en el matraz, debe colocarse sobre una rejilla de asbesto bajo un trípode, también se puede utilizar un aro de metal en conjunto con soporte universal, o utilizar pinzas para buretas o agarraderas que funcionen como sostén del matraz.

Es una lámina de vidrio en forma circular cóncavaEs de tamaño medio y muy convexa. Se llama así por su delicado. parecido con el vidrio de los antiguos relojes de bolsillo.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 9

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

PIPETA

5

Se usan para medidas exactas, ya que están diseñadas para dispensar sólo un volumen y están calibradas para ese Volumen.

Materiales Volumétrico

BURETA

6

Se usan para ver cantidades variables de líquidos, y por ello están graduadas con pequeñas subdivisiones (dependiendo del volumen, de décimas de mililitro o menos). Su uso principal se da en volumetrías, debido a la necesidad

- Las pipetas astilladas y rotas se deben reemplazar ya que Las Pipetas son tubos de son peligrosas y pueden cristal o plástico afectar a la precisión de las abiertos por ambos lados, que Medidas. se usan para transferir cantidades precisas - NUNCA se debe pipetear con de líquido de la boca. Un recipiente a otro. Se usan normalmente para -La pipeta se debe sostener volúmenes entre por el tercio superior y evitar 1 y 100 mililitros Tocar nada con la punta.

Las buretas son tubos cortos, graduados, de diámetro interno uniforme, provistas de un grifo de cierre o llave de paso en su parte inferior llamado robinete.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 10

En el caso de usar llaves de vidrio, es recomendable no usar un lubricante para asegurar un buen cierre, debido a que arruinaría la sustancia a medir.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Materiales Volumétrico

LA PROBETA

7 Materiales Volumétrico

EMBUDO

8 Materiales de Separación

de medir con precisión volúmenes de líquido variables.

La probeta es un instrumento volumétrico, que permite medir volúmenes superiores y más rápidamente que las pipetas, aunque con menor precisión

Tubo de cristal alargado y graduado, cerrado por un extremo, usado como recipiente de líquidos o gases, el cual tiene como finalidad medir el volumen de los propios"

En un laboratorio se usa para la separación de dos líquidos inmiscibles, como el agua y el aceite. Estos embudos son caros, frágiles y no suelen tener en casa.

Recipiente de vidrio de forma cónica. Presenta un desagüe o salida del líquido a separar en la zona inferior, cuyo flujo puede ser maniobrado mediante el uso de una válvula. En la parte superior presenta una embocadura taponable por la que se procede a cargar su interior.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 11

La Probeta debe limpiarse antes de trabajar con ella. Se introduce el líquido a medir hasta la graduación que queramos. Si se pasó vuelque el líquido y repita nuevamente el paso anterior Se vierte el líquido completamente al recipiente destino. Es utilizado principalmente para separar líquidos inmiscibles, o insolubles (no se mezclan) que se separan, por diferencia de densidades y propiedades moleculares que poseen, la cual mediante un tiempo se apartan en dos o más fracciones dependiendo de la cantidad de productos contenidos al interior del

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

recipiente.

AMPOLLA DE DECANTACION

9 Materiales de Calentamiento

SOPORTE UNIVERSAL Materiales de Calentamiento

10

Este instrumento es Presenta un desagüe o salida utilizado del liquido a separar en la principalmente para zona inferior, cuyo flujo puede separar líquidos ser maniobrado mediante el inmiscibles , o uso de una válvula. En la parte insolubles (no se superior presenta una mezclan) que se embocadura taponable por la separan, por Recipiente de vidrio de forma que se procede a cargar su diferencia de cónica. interior. densidades y propiedades moleculares

Es una herramienta que se utiliza para realizar montajes con los materiales presentes en el laboratorio y obtener sistemas de medición o de diversas funciones.

Está formado por una base o pie en forma de semicírculo o de rectángulo, y desde el centro de uno de los lados, tiene una varilla cilíndrica que sirve para sujetar otros elementos a través de doble nueces

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 12

- Después de ser usado con altas temperaturas dejar enfriar. - Asegurarse que estén bien tensionadas las argollas

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

MECHERO, TRÍPODE Y REJILLA

11

Materiales de Calentamiento

TERMÓMETRO

Materiales de Calentamiento

Es un instrumento utilizado en laboratorios científicos para calentar o esterilizar muestras o reactivos químicos.

Es un utensilio que permite observar la temperatura que van alcanzando algunas sustancias que se están calentando

Es un tubo metálico que se destina para calentar distintos tipos de sustancias. Provee una transmisión muy rápida de calor intenso en el laboratorio

Es un quemador de gas del tipo de pre mezcla y la llama es el producto de la combustión de una mezcla de aire y gas.

- No se debe sacudir cuando Si la temperatura es un factor está caliente que afecte a la reacción permite controlar el incremento o decremento de la temperatura

12

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 13

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA PRACTICA 1 – RECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO Y NORMAS DE SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO PARTE 2 1. Determine las principales normas de trabajo en el laboratorio de química, preséntelas en un diagrama

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 14

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

2. Consulte los pictogramas usados para identificar la peligrosidad de las sustancias químicas. Preséntelos y explíquelos.

PICTOGRAMAS DE PELIGROSIDAD Pictogramas o representaciones impresas en fondo anaranjado, utilizados en rótulos o informaciones de productos químicos. Éstos sirven para advertir sobre la peligrosidad o riesgo de un producto. La etiqueta es, en general, la primera información que recibe el usuario y es la que permite identificar el producto en el momento de su utilización. Todo recipiente que contenga un producto químico peligroso debe llevar, obligatoriamente, una etiqueta bien visible en su envase que, redactada en el idioma oficial del Estado, contenga: a) Nombre de la sustancia o del preparado. Incluido, en el caso de los preparados y en función de la peligrosidad y de la concentración de los distintos componentes, el nombre de alguno(s) de ellos b) Nombre, dirección y teléfono del fabricante o importador. Es decir del responsable de su comercialización. Ahora se presenta una tabla con los símbolos de peligrosidad y su respectivo significado:

El Explosivo

O Comburente

F+ Extremadamente inflamable

Clasificación: Sustancias y preparaciones que reaccionan exotérmicamente también sin oxígeno y que detonan según condiciones de ensayo fijadas, pueden explotar al calentar bajo inclusión parcial. Precaución: Evitar el choque, Percusión, Fricción, formación de chispas, fuego y acción del calor. Clasificación: (Peróxidos orgánicos). Sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, producen reacción fuertemente exotérmica. Precaución: Evitar todo contacto con sustancias combustibles. Peligro de inflamación: Pueden favorecer los incendios comenzados y dificultar su extinción. Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 0ºC y un punto de ebullición de máximo de 35ºC. Gases y mezclas de gases, que a presión normal y a temperatura usual son inflamables en el aire. Precaución: Mantener lejos de llamas abiertas, chispas y fuentes de calor.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 15

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

F Fácilmente inflamable

Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 21ºC, pero que NO son altamente inflamables. Sustancias sólidas y preparaciones que por acción breve de una fuente de inflamación pueden inflamarse fácilmente y luego pueden continuar quemándose ó permanecer incandescentes. Precaución: Mantener lejos de llamas abiertas, chispas y fuentes de calor.

T+ Muy Tóxico

Clasificación: La inhalación y la ingestión o absorción cutánea en MUY pequeña cantidad, pueden conducir a daños de considerable magnitud para la salud, posiblemente con consecuencias mortales. Precaución: Evitar cualquier contacto con el cuerpo humano, en caso de malestar consultar inmediatamente al médico!

T Tóxico

C Corrosivo

Xi Irritante

N Peligro para el medio ambiente

Clasificación: La inhalación y la ingestión o absorción cutánea en pequeña cantidad, pueden conducir a daños para la salud de magnitud considerable, eventualmente con consecuencias mortales. Precaución: evitar cualquier contacto con el cuerpo humano. En caso de malestar consultar inmediatamente al médico. En caso de manipulación de estas sustancias deben establecerse procedimientos especiales! Clasificación: Sustancias y preparaciones que reaccionan exotérmicamente también sin oxígeno y que detonan según condiciones de ensayo fijadas, pueden explotar al calentar bajo inclusión parcial. Precaución: Evitar el choque, Percusión, Fricción, formación de chispas, fuego y acción del calor. Clasificación: Sin ser corrosivas, pueden producir inflamaciones en caso de contacto breve, prolongado o repetido con la piel o en mucosas. Peligro de sensibilización en caso de contacto con la piel. Clasificación con R43. Precaución: Evitar el contacto con ojos y piel; no inhalar vapores. Clasificación: En el caso de ser liberado en el medio acuático y no acuático puede producirse un daño del ecosistema por cambio del equilibrio natur al, inmediatamente o con posterioridad. Ciertas sustancias o sus productos de transformación pueden alterar simultáneamente diversos compartimentos. Precaución: Según sea el potencial de peligro, no dejar que alcancen la canalización, en el suelo o el medio ambiente! Observar las prescripciones de eliminación de residuos especiales.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 16

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

1. 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. Riesgos específicos atribuidos a las sustancias peligrosas R1. Explosivo en estado seco R10. Inflamable R23. Tóxico por inhalación R38. Irrita la piel Frases S. Consejos de prudencia relativos a las sustancias peligrosas S3. Consérvese en lugar fresco S22. No respirar el polvo S29. No tirar los residuos por el desagüe S50. No mezclar con (especificar producto)

FRASES DE RIESGO Y SEGURIDAD (Frases R y S) Al etiquetar los recipientes que contienen sustancias químicas es indispensable registrar las características de cada sustancia relacionadas con los riesgos y manejo seguro para evitar daños al ser humano y al ambiente. Las Frases R y S forman parte de la información que debe constar en las etiquetas de los productos químicos. Son oraciones estandarizadas para indicar el riesgo que conlleva la manipulación de sustancias peligrosas e informar acerca de cómo usarlas de manera segura. Cada frase va acompañada de un número que la identifica. Se dividen en dos grupos: Frases R: Riesgos Específicos Indican los riesgos específicos al utilizar, transportar y eliminar sustancias. Ejemplo: Fácilmente inflamable (R 11) Nocivo en contacto con la piel (R 21) Frases S: Consejos de prudencia Indican las conductas a seguir para trabajar de manera segura. Ejemplo:

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 17

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Etiqueta para un reactivo líquido

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 18

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

4. En un diccionario de reactivos y productos químicos (o en la web) busque 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.  ÁCIDO SULFÚRICO

C - Corrosivo Es una sustancia química oxidante que produce oxígeno al mezclarse con otras químicas o al calentarse. Esta producción de oxígeno hace que un material se encienda más fácilmente y que se queme más rápidamente.

CARACTERÍSTICAS DEL ACIDO SULFÚRICO El ácido sulfúrico es un líquido viscoso, de densidad 1,83 g/ml, transparente e incoloro cuando se encuentra en estado puro, y de color marrón cuando contiene impurezas. Es un ácido fuerte que, cuando se calienta por encima de 30ºC desprende vapores y por encima de 200ºC emite trióxido de azufre. En frío reacciona con todos los metales y en caliente su reactividad se intensifica. Tiene gran afinidad por el agua y es por esta razón que extrae el agua de las materias orgánicas, carbonizándolas. Por la acción corrosiva sobre los metales, el ácido sulfúrico genera hidrógeno molecular, gas altamente inflamable y explosivo. PRIMEROS AUXILIOS En caso de que el ácido haya caído sobre la piel o los ojos se deberán lavar las partes afectadas haciendo uso de las regaderas de seguridad, fuentes lavaojos o garrafones que contienen solución de bicarbonato de sodio, y retirar al paciente del área contaminada. Se deberá llamar inmediatamente al médico, explicándole con exactitud lo sucedido. Contacto con la piel y membranas mucosas: Las personas que hayan tenido contacto con el ácido sulfúrico deberán meterse a las regaderas de seguridad para lavar las partes afectadas con agua en abundancia, retirándoles la ropa lo más rápido posible. Como complemento de este primer auxilio puede utilizarse jabón para lavar las partes afectadas. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 19

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Las partes quemadas recibirán posteriormente un tratamiento médico similar al empleado en el tratamiento de quemaduras térmicas. Contacto con los ojos: Si el ácido sulfúrico entra en contacto con los ojos, se les deberá irrigar de inmediato con agua en abundancia, por lo menos durante 15 minutos. Los párpados deberán mantenerse abiertos durante la irrigación, para asegurar el contacto del agua con los tejidos de la región. Acuda o llame inmediatamente al médico, de preferencia al especialista. Si después de la irrigación continúan las molestias, se necesitara una segunda irrigación de 15 minutos más. También se podrán aplicar 2 o 3 gotas de un anestésico líquido protegiéndolos después con un parche. No aplicar aceites ni ungüentos oleosos. Ingestión: Si accidentalmente una persona llegara a ingerir ácido sulfúrico deberá darse a tomar inmediatamente grandes cantidades de agua, con el objeto de reducir la concentración, y una vez hecho esto, puede darse a tomar leche de magnesia o agua de cal para neutralizar el ácido. No debe provocarse el vómito ni hacer lavado de estómago. Deberá recibir atención médica inmediata. Inhalación: Las personas que inhalen niebla de ácido deberán ser trasladadas a zonas no contaminadas; debe llamarse inmediatamente al médico, quién los mantendrá en observación durante un tiempo suficiente, por si llegara a presentarse una reacción pulmonar. Si se dispone de los medios necesarios, una persona capacitada o un médico, pueden suministrar oxígeno al paciente. La administración de oxígeno es más efectiva si la respiración se hace contra una presión positiva de 6 cm. de agua. Esto se puede lograr usando una manguera de hule conectada a la válvula de salida de una máscara facial y sumergida a una profundidad de no más de 6 cm. debajo de la superficie del agua en un recipiente adecuado. La presión de exhalación deberá ser ajustada de acuerdo con la tolerancia del paciente, variando la profundidad de la punta de la manguera debajo de la superficie del agua. La inhalación del oxígeno deberá continuar el tiempo necesario para mantener el color normal de la piel de las membranas mucosas. En caso de exposición grave, el paciente deberá respirar oxigeno bajo presión positiva de exhalación por un periodo de media hora cada hora, durante por lo menos 3 horas; si el paciente no respira, deberá aplicarse un método artificial para reanudar la respiración. Cualquier droga o tratamiento de shock deberá ser administrado únicamente por el médico. "Jamás debe intentarse administrar algo por la boca a un paciente inconsciente". CONTROL DE RIESGOS En las áreas donde se maneja o se almacena ácido sulfúrico deberán existir, convenientemente distribuidas, regaderas de seguridad, fuentes de agua para lavado de ojos o red de tubería de agua potable para irrigación de los ojos o para lavar cualquier parte del cuerpo que haya sido salpicada. El agua que se Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 20

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

emplea en la alimentación de estas regaderas y fuentes lava ojos, deberá ser de preferencia tibia y las regaderas deberán suministrar agua en abundancia a una presión moderada habiendo una válvula de acción rápida y que una vez operada queda abierta. La localizaci6n de estos dispositivos deberá ser estratégica para permitir un rápido y fácil acceso.  BROMURO DE METILO

T+ - Muy tóxico El compuesto químico bromuro de metilo o bromo metano, es un compuesto orgánico halogenado con la fórmula química CH3Br. Es un gas incoloro, con suave aroma a cloroformo, ininflamable. Sus propiedades químicas son bastante similares a las del cloro metano. CARACTERISTICAS DEL BROMURO DE METILO En la clasificación química, el bromuro de metilo (CH3Br) es un alquilo halogenado que a temperatura ambiente es gaseoso, incoloro, inodoro, sin sabor y tres veces más pesado que el aire. Es un fungicida/herbicida/insecticida altamente tóxico y el segundo en importancia entre los usados más ampliamente en el mundo. Es un producto químico versátil: es penetrante y efectivo bajo un amplio rango de temperaturas y su acción biosida es segura, además de airearse en forma rápida. PRIMEROS AUXILIOS Si alguna persona ha sido expuesta al fumigante, debe ser alejada inmediatamente del área contaminada y avisar a todo el personal. Téngase en cuenta que la aparición de los síntomas puede ser retrasada. Si el fumigante líquido se derrama sobre la piel o la ropa, debe cambiarse inmediatamente la ropa contaminada y lavarse suavemente la piel con abundante agua y jabón. No usar paños abrasivos o cepillos; lavarse también bajo las uñas de las manos y de los pies. La piel contaminada debe también enjuagarse mediante fricciones de alcohol.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 21

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

La ropa contaminada no debe volverse a usar hasta que haya sido cuidadosamente aireada, lavada y secada. El bromuro de metilo líquido que evapore entre la ropa y la piel produce vapores peligrosos y quemaduras.  NITROGLICERINA

E - Explosivo Es un compuesto orgánico, que se obtiene mezclando ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico y glicerina. Su fórmula molecular es C3H5N3O9. El resultado es altamente explosivo. Es un líquido a temperatura ambiente, lo cual lo hace altamente sensible a cualquier movimiento, haciendo muy difícil su manipulación, aunque se puede conseguir una estabilidad relativa añadiéndole algunas sustancias, como el aluminio. CARACTERISTICAS DE LA NITROGLICERINA La nitroglicerina es un líquido oleoso. Se trata de un éster del ácido nítrico y de un alcohol alifático. Usos a) Como explosivo b) Para el tratamiento de la crisis anginosa C.M.P.: 0,05 ppm (0,5 mg/m3) TLV-TWA: 0,05 ppm (ACGIH) PRIMEROS AUXILIOS Proporcionar a la víctima: En caso de inhalación: Aire limpio, reposo y proporcionar asistencia médica. En caso de contacto de la piel: Quitar las ropas contaminadas, aclarar y lavar la piel con agua y jabón y proporcionar asistencia médica. En caso de contacto de los ojos: Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad) y proporcionar asistencia médica. En caso de una ingestión: Enjuagar la boca y proporcionar asistencia médica.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 22

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA PRÁCTICA No. 2 – MEDICIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ESTADOS SÓLIDO Y LÍQUIDO 1. Objetivos de la práctica General Medir el volumen, la masa y calcular la densidad de algunos líquidos Específicos Conocer la medición de volúmenes y pesadas. Adquirir destrezas en volúmenes y de pesos. Diferenciar propiedades físicas generales y específicas.

2. Marco teórico L a materia se presenta en diferentes estados, dos de los más comunes es en estado sólido y en estado líquido, donde en cada uno presenta características y propiedades diferentes. Propiedades que pueden ser observadas y medibles sin alterar su estado, conocidas como magnitudes. Las propiedades físicas de la materia son aquellas que pueden medirse y observarse sin que se afecten la naturaleza o composición originales de las sustancias, porque sus estructuras moleculares no cambian durante la medición. Toda propiedad que se puede medir es una magnitud. Las magnitudes que se miden directamente con un patrón de referencia se denominan fundamentales, y las que se miden a partir de las fundamentales se llaman derivadas. El volumen y la masa son propiedades físicas generales, que no son características de un material porque varían con la cantidad de materia. Estas propiedades no nos permiten diferenciar un material de otro. La densidad e una propiedad física específica que es propia de cada sustancia “En algunos aparatos el líquido se mide adicionándolo en el interior de este, mientras que en otros como en el caso de las pipetas el liquido se mide llenándolo mediante succión (o vacío) con peras de caucho. Al medir un líquido con el uso de pipetas se debe tener la precaución de que la punta inferior quede muy por debajo de la superficie del líquido, ya que de lo contrario absorberá aire, el cual impulsara el liquido hasta hacer contacto con la boca o con la pera de caucho.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 23

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Cuando se mide un líquido, la superficie de este generalmente adopta una curvatura denominada menisco, para efectos de una buena medición la parte inferior del menisco debe quedar tangente a la señal de referencia. EL ESTADO SÓLIDO Características de los sólidos cristalinos En el estado sólido, las moléculas, átomos o iones que componen la sustancia considerada están unidas entre sí por fuerzas relativamente intensas, formando un todo compacto. La mayor proximidad entre sus partículas constituyentes es una característica de los sólidos y permite que entren en juego las fuerzas de enlace que ordenan el conjunto, dando lugar a una red cristalina. En ella las partículas ocupan posiciones definidas y sus movimientos se limitan a vibraciones en torno a los vértices de la red en donde se hallan situadas. Por esta razón las sustancias sólidas poseen forma y volumen propios. La mayor parte de los sólidos presentes en la naturaleza son cristalinos aun cuando en ocasiones esa estructura ordenada no se refleje en una forma geométrico regular apreciable a simple vista. Ello es debido a que con frecuencia están formados por un conjunto de pequeños cristales orientados de diferentes maneras, en una estructura policristalina. Los componentes elementales de una red cristalina pueden ser átomos, moléculas o iones, de ahí que no se pueda hablar en general de la molécula de un cristal, sino más bien de un retículo elemental o celdilla unidad, que se repite una y otra vez en una estructura periódica o red cristalina. Las propiedades físicas de los sólidos, tales como temperatura de fusión, capacidad para conducir la corriente, resistencia a la deformación, dureza, etc., dependen de las características de las fuerzas de enlace que unen las entidades elementales. Así, los sólidos iónicos, como las sales, son duros y a la vez frágiles, con puntos de fusión altos. Aunque son malos conductores de la electricidad sus disoluciones, sin embargo, presentan una conductividad elevada. Los sólidos formados por moléculas apolares, como el Cl2, el H2 o el CO2, son blandos como corresponde a la debilidad de las fuerzas de interacción entre ellas (fuerzas de Van der Waals). Presentan un punto de fusión bajo lo que indica que sólo a bajas temperaturas, las débiles fuerzas ordenadores del enlace pueden predominar sobre el efecto disgregador del calor. Su conductividad eléctrica es extremadamente baja como corresponde a la ausencia de cargas libres. Los sólidos formados por moléculas polares, como el agua, presentan características intermedias entre ambos tipos de sólidos, los iónicos y los apolares. Las características del enlace metálico con un gas de electrones externos compartidos hace que los sólidos metálicos sean buenos conductores Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 24

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

de la electricidad y del calor, y dúctiles y maleables, aunque con elevados puntos de fusión. Un tipo de sólido de propiedades extremas lo constituyen los sólidos covalentes; están formados por una red tridimensional de enlaces atómicos fuertes que dan lugar a propiedades tales como elevados puntos de fusión, escasa conductividad y extraordinaria dureza. El diamante, que es carbono puro cristalizado, constituye un ejemplo de este tipo de sólidos. Todos los sólidos cristalinos presentan una estructura periódica, por lo que un electrón genérico que se viese sometido a la influencia de la red cristalina poseería una energía potencial que variaría también de una forma periódica en las tres direcciones del espacio. Esta situación se traduce, de acuerdo con la mecánica cuántica, en que cada uno de los niveles de energía que correspondería a un átomo aislado se desdobla tanto más cuanto mayor es el número N de átomos constitutivos de la red, dando lugar a una serie de niveles prácticamente contiguos que en conjunto constituyen una banda de energía. El número máximo de electrones que pueden ocupar una banda determinada viene limitado por el principio de exclusión de Pauli que indica que en cada nivel atómico se pueden acomodar, a lo más, dos electrones y siempre que sus espines respectivos sean opuestos; por tal motivo en una cualquiera de las bandas correspondientes a una red cristalina formada por N átomos iguales, podrán acomodarse como máximo 2N electrones. Las bandas de energía en un sólido cristalino desempeñan el mismo papel que los niveles electrónicos de un átomo aislado e incluso se representan de la misma manera mediante las letras s, p, d, f, etc.; por tanto, la energía de un electrón en un sólido sólo puede tomar valores comprendidos en alguna de las múltiples bandas de energía del sólido. En algunos tipos de sólidos las bandas pueden solaparse y en otros, sin embargo, los correspondientes diagramas de energía aparecen separados por espacios intermedios que representan valores de la energía que no pueden poseer los electrones; por ello se les denomina bandas prohibidas. La teoría de bandas permite explicar con una excelente aproximación el fenómeno de la conducción eléctrica en los sólidos. En algunos sólidos, la última banda no está ocupada completamente, lo que permite a los electrones de esa banda ganar energía por la acción de un campo eléctrico externo y desplazarse por la red. La mayor parte de los metales presentan, no obstante, bandas superiores incompletas que se superponen entre sí permitiendo, asimismo, la movilidad de los electrones que son excitados por un campo eléctrico. Este movimiento de cargas en el seno de la red cristalina constituye una corriente eléctrica. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 25

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Una gran mayoría tanto de sólidos iónicos como de covalentes, son malos conductores de la electricidad (aisladores). En ellos la banda más alta conteniendo electrones (banda de valencia) está completamente llena. Ello supone, de acuerdo con el principio de exclusión de Pauli, que los electrones no pueden ganar energía y saltar de un nivel a otro dentro de la banda, lo que equivale a restringir su movilidad al entorno de su núcleo atómico. Además la siguiente banda vacía (banda de conducción) está lo suficientemente separada de aquélla como para que la banda prohibida no pueda ser salvada por la acción de un campo eléctrico ordinario. Tal circunstancia explica su reducida conductividad eléctrica. Existen algunos sólidos como el silicio y el germanio que tienen una estructura de bandas semejante a la de los aisladores. Sin embargo, en ellos la banda prohibida que separa la de valencia, completamente llena, y la de conducción, completamente vacía, es estrecha, de modo que es posible excitar los electrones más altos de la banda de valencia y transferidos a la de conducción. En tal caso se puede hablar tanto de una conducción por los electrones de la banda superior, como de conducción por los huecos que se generan en la banda inferior y que se comportan como cargas positivas. Se trata de sólidos semiconductores. El hecho de que su banda prohibida sea estrecha permite bombear electrones a la banda de conducción sin más que elevar suficientemente la temperatura. Los semiconductores constituyen los materiales sólidos clave en la fabricación de dispositivos electrónicos. Sus propiedades, mejoradas y aprovechadas gracias a la investigación básica y aplicada, no sólo han constituido un elemento clave en el desarrollo de la informática, la instrumentación científica de alto nivel y las telecomunicaciones, sino también en el diseño de aparatos electrodomésticos y de uso habitual. LIQUIDO Un líquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas chocan miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo, eluden el movimientolibre, además de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas. Además de esto, los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, y por otra parte al estado sólido de un liquido (congelado) se Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 26

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados del agua (liquido universal), sólido, gaseoso y liquido. COMPRESIÓN Y EXPANSIÓN A los líquidos se les considera incomprensibles debido que dentro de ellos existen fuerzas extremas que entre sus moléculas las cuales se atraen, por otra parte cuando a un liquido se le aplica una presión su volumen no se ve afectado en gran cantidad, ya que sus moléculas tienen poco espacio entre si; por otra parte si aplicamos un cambio de temperatura a un líquido su volumen no sufrirá cambios considerables. Cabe señalar que cuando las moléculas de un líquido están en continuo aumento de movimiento es por causa del aumento de alguna temperatura que esté experimentando el mismo lo cual inclina al liquido a aumentar la distancia de sus moléculas, a pesar de esto las fuerzas de atracción que existen en el líquido se oponen a ese distanciamiento de sus moléculas. DIFUSIÓN Al realizar la mezcla de dos líquidos, las moléculas de uno de ellos se difunde en todas las moléculas del otro liquido a mucho menor velocidad, cosa que en los gases no sucede. Sí deseamos ver la difusión de dos líquidos, se puede observar dejando caer una pequeña cantidad de tinta (china) en un poco de agua. Debido a que las moléculas en ambos líquidos están muy cerca, cada molécula conlleva una inmensidad de choques antes de alejarse, puede decirse que millones de choques. La distancia promedio que se genera en los choques se le llama trayectoria libre media y, en los gases es mas grande que en los líquidos, cabe señalar que esto sucede cuando las moléculas están bastantemente separadas. A pesar de lo que se menciona anteriormente hay constantes interrupciones en sus trayectorias moleculares, por lo que los líquidos se difunden mucho mas lentamente que los gases. FORMA Y VOLUMEN En un liquido, las fuerzas de atracción son suficientemente agudas para limitar a las moléculas en su movimiento dentro de un volumen definido, a pesar de esto las moléculas no pueden guardar un estado fijo, es decir que las moléculas del líquido no permanecen en una sola posición. De tal forma que las moléculas, dentro de los limites del volumen del liquido, tienen la libertad de moverse unas alrededor de otras, a causa de esto, permiten que fluyan los líquidos. Aún cuando, los líquidos poseen un volumen definido, pero, debido a su capacidad para fluir, su forma depende del contorno del recipiente que los contiene.

VISCOSIDAD Algunos líquidos, literalmente fluyen lentamente, mientras que otros fluyen con facilidad, la resistencia a fluir se conoce con el nombre de viscosidad. Si existe Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 27

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

una mayor viscosidad, el liquido fluye mas lentamente. Los líquidos como la maleza y el aceite de los motores son relativamente viscosos; el agua y los líquidos orgánicos como el tetracloruro de carbono no lo son. La viscosidad puede medirse tomando en cuenta el tiempo que transcurre cuando cierta cantidad de un liquido fluye a través de un delgado tubo, bajo la fuerza de la gravedad. En otro método, se utilizan esferas de acero que caen a través de un liquido y se mide la velocidad de caída. Las esferas mas lentamente en los líquidos mas viscosos. Si deseamos determinar las viscosidad con respecto al tiempo, es decir el volumen del líquido que fluye con respecto al tiempo tenemos:

........................ecuación 1 Donde:    

= Velocidad de flujo del liquido a lo largo de un tubo . r = Radio del tubo. L = Longitud (P1 - P2) = Diferencia de presión

A pesar de esto la determinación de las variables L y r es complicado, para esto empleamos un método de comparación entre un liquido de viscosidad desconocida y el agua como un liquido base, pero si consideramos que D P es en proporción a la densidad r tenemos el siguiente análisis.

.........................ecuación 2 Donde:  

m 1= Viscosidad del liquido desconocido. m  Viscosidad del agua.

TENSIÓN SUPERFICIAL En un liquido, cada molécula se desplaza siempre bajo influencia de sus moléculas vecinas. Una molécula cerca del centro del liquido, experimenta el efecto de que sus vecinas la atraen casi en la misma magnitud en todas direcciones. Sin embargo, una molécula en la superficie del liquido no esta completamente rodeado por otras y, como resultado, solo experimenta la atracción de aquellas moléculas que están por abajo y a los lados. Por lo tanto la tensión superficial actúa en un liquido perpendicular a cualquier línea de 1cm de longitud en la superficie del mismo. Para la tensión superficial tenemos lo siguiente: Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 28

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Donde:     

r = Radio del tubo capilar. h = Altura medida desde el nivel del líquido en el tubo de ensaye, hasta el nivel del líquido en el tubo capilar. g = Aceleración de la gravedad. q = Angulo de contacto en el liquido con las paredes del tubo capilar. g = Tensión superficial.

Para los líquidos que mojan el vidrio, su ángulo de contacto se supone a 0°, y sacando el (cos 0°) es 1, por lo que la ecuación anterior se reduce a:

Donde: 

D r = Es la diferencia de densidades que existe en el líquido y su vapor.

3. Relación de la práctica 2 del laboratorio de Química con la Ing. Industrial. En el ámbito de labor profesional el Ing. Industrial interactúa con la medición de las propiedades de la materia en sus diferentes estado, por lo que requiere de un saber teórico obtenido previamente para su optimo desarrollo laboral obteniendo así éxito en la solución de problemas. 4. Diagrama de flujo de la Práctica No 2 Medición de propiedades físicas de los estados sólidos y liquido.

Obtención de conocimiento previo

Procedimiento

Formación de grupos de trabajo

Parte I Líquidos.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 29

Parte II Sólido

Coloque 40mL de agua en una probeta graduada de 100mL. Registre el volumen de agua con precisión de 0,1mL

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Pese una probeta una balanza de precisión con aproximación a 0.01g Registre la masa pesada.

Pese la probeta con agua. Registre el peso. Deje la probeta en la balanza.

Repita el procedimiento incrementando el volumen en fracciones de 5mL cada vez hasta completar 25mL.

Agregue muestras del metal de tal forma que el volumen incremente en más de 2 mL. Repita el procedimiento hasta completar cuatro pesadas y sus respectivos cuatro volúmenes.

Repita el procedimiento anterior con el etanol y la glicerina.

Repita el procedimiento anterior para cada uno de los demás metales.

Desarrollo de la tabla de resultados experimentales.

Desarrolle la tabla de resultados. experimentales

Desarrollo de graficas Desarrolle las graficas.

Solucionar cuestionario

Conclusiones

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 30

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS 2 Probetas (25 y 100mL) 2 Pipetas (1 y 5mL) Vaso de precipitados 100mL Balanza Agua Etanol Glicerina ( u otro líquido más denso que el agua) Hierro Zinc Plomo Metales conocidos en piezas pequeñas PARTE I – LÍQUIDOS 1. Pese una probeta limpia y seca en una balanza de precisión con

aproximación a 0.01g Registre la masa pesada. 2. Añada 5mL de agua usando una de las pipetas y vuelva a pesar la probeta (teniendo cuidado de no derramar el líquido por la parte exterior de las paredes).

PRECAUCIÓN: Use siempre la misma pipeta para cada líquido con el fin de no contaminarlos entre sí. 3. 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. 4. Vacié y limpie la probeta. Repita el procedimiento anterior con el etanol y la glicerina. No olvide registrar cada uno de los pesos obtenidos. 5. Registre sus datos en una tabla como la siguiente para cada uno de los líquidos ensayados.

Resultados obtenidos experimentalmente para líquidos Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 31

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Liquido A G U A

Masa de la Probeta Vacía (g) 5 4 . 0 1 G

Masa de la Probeta + Liquido (g) 58.79 G 63.59 G 68.40 G 73.24 G 78.05 G

Masa del Liquido (g) 4.78 G 8.58 G 13.39 G 18.23 G 23.04 G

Volumen del Liquido (ML) 5 ML 5 ML 5 ML 5 ML 5 ML

Densidad Promedio E T A N O L

5 3 . 9 4 G

57.77 G 61.68 G 65.61 G 69.47 G 73.35 G

3.83 G 7.74 G 11.67 G 15.53 G 19.41 G

5 ML 5 ML 5 ML 5 ML 5 ML

Densidad Promedio G L I C E R I N A D E S C O N O C I D O

5 3 . 9 4 G

59.78 G 65.68 G 71.23 G 76.95 G 83.19 G

5.84 G 11.73 G 17.29 G 23.01 G 29.25 G

5 ML 5 ML 5 ML 5 ML 5 ML

Densidad Promedio 5 4 . 0 8 G

58.92 G 63.74 G 68.54 G 73.41 G 78.25 G

4.84 G 9.66 G 14.46 G 19.33 G 24.17 G

5 ML 5 ML 5 ML 5 ML 5 ML

Relación masa / Volumen (g/mL) (Densidad) 0.956 ρ 1.716 ρ 2.678 ρ 3.646 ρ 4.608 ρ 2.7208 ρ 0.766 ρ 1.548 ρ 2.334 ρ 3.106 ρ 3.882 ρ 2.3272 ρ 1.168 ρ 2.346 ρ 3.458 ρ 4.602 ρ 5.85 ρ 3.2848 ρ 0.968 ρ 1.932 ρ 2.892 ρ 3.866 ρ 4.834 ρ 2.8984 ρ

Densidad Promedio

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 32

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

RELACION MASA/ VOLUMEN 6

DENSIDAD

5 4

AGUA ETANOL

3

GLICERINA 2

DESCONOCIDO

1 0 1

2

3 MASA

4

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 33

5

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 34

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

6. Para cada líquido elabore en papel milimetrado una gráfica: volumen (mL) vs.

Masa (g) con el volumen en el eje de las X. Puede utilizar una sola gráfica para los tres líquidos, indicando una codificación (Ej. Color) para cada uno de ellos. 7. 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. 8. El tutor le entregará a cada grupo un líquido desconocido (uno de los utilizados en el experimento). Tome 5 mL del 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 cuál de los líquidos corresponde. PARTE II - SÓLIDOS Se medirá el volumen de varios sólidos irregulares por desplazamiento de un volumen de agua tomado previamente. 1. Coloque 40mL de agua en una probeta graduada de 100mL. Registre el volumen de agua con precisión de 0,1mL 2. Pese la probeta con agua. Registre el peso. Deje la probeta en la balanza. 3. 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 en la tabla 3, (figura 1). 4. Repita el procedimiento anterior para cada uno de los demás metales. 5. Registre sus datos en una tabla como la siguiente para cada uno de los sólidos ensayados:

PARTE 2 Resultados obtenidos experimentalmente para sólidos

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 35

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Sólido

Volumen del Agua (cm3)

40 cm3 P L O M O C O B R E

N I Q U E L

40 cm3

40 cm3

Masa Probeta + Agua (g)

Volumen Volume Agua + n del Metal Metal (cm3) (cm3)

Masa Probeta + Agua + Metal (g)

Masa Del Metal (g)

Masa Volumen (g/cm3) Densidad

1 4 6 . 0 6

42 cm3

2 cm3

169.21

22.2g

11.1ρ

44 cm3 46 cm3 48 cm3

2 cm3 2 cm3 2 cm3

185.05 209.81 220.30

38.99g 63.65g 74.24g

19.995ρ 31.825ρ 37.12ρ

1 4 6 . 0 6

1 4 6 . 0 6

42 cm3

Densidad Promedio 25.01 ρ Pendiente del grafico = (ΔY/ΔX) 2cm3 161.32 15.26g 7.63ρ

44 cm3 46 cm3 48 cm3

42 cm3

2cm3 2cm3 2cm3

168.67 193.92 206.24

22.61g 47.86g 60.18g

11.305ρ 23.93ρ 30.09ρ

Densidad Promedio 18.24ρ Pendiente del grafico = (ΔY/ΔX) 2cm3 166.96 20.9g 10.45ρ

44 cm3 46 cm3 48 cm3

2cm3 2cm3 2cm3

179.79 198.71 216.85

33.73g 52.65g 70.79

16.865ρ 26.325ρ 35.395ρ

Densidad Promedio 22.26ρ Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 36

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

D E S C O N O C I D O

40 cm3

1 4 6 . 0 6

42 cm3

Pendiente del grafico = (ΔY/ΔX) 2cm3 160.61 14.55g 7.275ρ

44 cm3 46 cm3 48 cm3

2cm3 2cm3 2cm3

179.70 202.82 238.06

33,64g 56.76g 92g

16.82ρ 28.38ρ 46ρ

Densidad Promedio 24,62ρ Pendiente del grafico = (ΔY/ΔX)

6. Grafique los resultados: volumen vs. masa, de la misma manera como hizo para los líquidos. Haga un gráfico para cada sólido. 7. 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. 8. El tutor le entregará a cada grupo un metal desconocido (uno de los utilizados en el experimento). Repita el procedimiento. Determine la densidad y compárela con la obtenida para algunos de los metales trabajados. 9. Grafique los resultados: volumen vs. Masa, de la misma manera como hizo para los líquidos. Haga un gráfico para cada sólido. 10. 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 11. El tutor le entregará a cada grupo un metal desconocido (uno de los utilizados en el experimento). Repita el procedimiento. Determine la densidad y compárela con la obtenida para algunos de los metales trabajados.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 37

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

RELACION MASA/VOLUMEN 50,000 45,000 40,000

DENSIDAD

35,000 30,000 PLOMO

25,000

COBRE

20,000

NIQUEL DESCONOCIDO

15,000 10,000 5,000 0,000 1

2

3 MASA

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 38

4

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CÁLCULOS 1. Busque las densidades teóricas de las sustancias trabajadas, compárelas con la densidad promedio obtenida en la tabla y con la densidad experimental obtenida en la gráfica (pendiente del gráfico), para cada una de las sustancias ensayadas (líquidos y sólidos). Aplique las fórmulas para hallar error absoluto y relativo. LIQUIDO/SOLIDO DENSIDADES TEORICAS DENSIDADES OBTENIDAS Agua 1 g/cm3 2.7208 ρ Glicerina 1.26g/cm3 3.2848 ρ Etanol 0,789g/cm 2.3272 ρ Cobre 8.9g/cm3 25,01 Plomo 11.3g/cm3 18.01 Níquel 8,9g/cm3 22,26 2. ¿Qué puede concluir de lo anterior, si se presenta una variación muy amplia entre los datos experimentales y los teóricos? R/. Que se deben utilizar los mismos elementos para medir las sustancias y que los resultados no sean alterados por las condiciones de medición ANÁLISIS DE RESULTADOS: Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los cálculos y de comparaciones con los datos teóricos. PREGUNTAS 1. ¿Qué representa la pendiente para cada línea de las gráficas? R/. La pendiente del grafico nos muestra la relación entre las dos variables, en nuestro caso nos da la densidad del líquido al cual le estamos haciendo el estudio.

2. ¿Qué valor será mejor para 10mL de cada líquido: la relación masa / volumen o el valor obtenido del gráfico? R/. Para nuestro concepto es mejor el dato obtenido de la relación Masa/volumen ya que lo estamos haciendo con instrumentos de medición tales como la balanza electrónica y creemos que nos daría un valor más exacto. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 39

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

3. ¿Cómo determinaría la relación masa / volumen de un sólido que flote en el agua? R/. Con el principio de Arquímedes, se puede colocar una especie de recipiente graduado donde se coloca el sólido que no se hunde sino flota, de todas formas habrá agua desplazada, esa cantidad de agua desplazada representa el peso del sólido, y si sabemos el volumen del solido pues implícitamente sabríamos su densidad: D=m/v Donde D= densidad del solido v = volumen del solido m = masa del solido La masa de agua desplazada es: m = D*v m = (1Kg/dm3) (volumen de agua desplazada) Sustituyendo m, la formula final sería esta: (1Kg/dm3)(vol. agua desplazada.) 4. Investigue sobre otras propiedades físicas específicas de la materia, nómbrelas. R/.Densidad La densidad es una propiedad específica de la materia que nos permite diferenciar unos materiales de otros. Mide, en cierto modo, lo concentrada que esta la masa de un cuerpo. Por ejemplo, el plomo tiene la densidad mayor que la madera. La densidad es la relación que existe entre la masa y el volumen de un cuerpo. Densidad = masa / volumen Punto de fusión Fusión es el proceso por el que una sustancia sólida al calentarse se convierte en líquido. Es el proceso inverso a la solidificación. Llamamos punto de fusión de una sustancia a la temperatura a la que se produce su fusión. Es una propiedad física característica de cada sustancia. Mientras el sólido cambia de estado sólido a estado líquido, la temperatura se mantiene constante. Elasticidad Es una propiedad que poseen algunos materiales o cuerpos por la que recuperan la forma cuando cesa la acción de la fuerza que los deformaba. Ejemplo: la goma. Brillo Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 40

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Es el aspecto que ofrece la superficie de un mineral al reflejar la luz. El brillo puede ser: Metálico: semejante al que tiene un metal. Adamantino: como el de los diamantes. Nacarado: parecido al del nácar de las perlas. Vítreo: como el del vidrio de las ventanas. La dureza Es la oposición que presentan los materiales a ser rayados. El vidrio y el diamante son materiales duros, pues es difícil rayarlos. El yeso, por el contrario, es un material más blando; se raya con facilidad Punto de Ebullición La ebullición comienza cuando al calentar un líquido aparecen burbujas de gas en toda su masa. Esto ocurre a una temperatura fija para cada sustancia. Llamamos Punto de ebullición de una sustancia a la temperatura a que se produce la ebullición de dicha sustancia. A nivel microscópico ocurre que casi todas las partículas tienen energía suficiente para escapar del líquido y liberarse en forma de gas. Resistencia Es la propiedad de ciertos materiales, como el acero, para soportar grandes esfuerzos. Dichos materiales se emplean para elaborar estructuras que deban soportar mucho peso (puentes, rascacielos,...)

PRACTICA No. 3 – LEY DE CHARLES 1. Objetivos de la práctica General Comprobar experimentalmente la ley de Charles Específicos · comprobar la relación directa entre volumen y temperatura · Observar el efecto del aumento de la temperatura sobre el volumen 2. Marco teórico En el año 1987, Jacques Charles observó la relación entre el volumen de un gas y su temperatura, en condiciones de presión constante. Encontró que cuando una muestra de gas se calienta, su volumen aumenta.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 41

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

En términos de la teoría cinética esto significa que al aumentar la temperatura, la velocidad de las moléculas aumenta y el volumen ocupado por el gas es mayor. La Ley de Charles se cumple si la temperatura se expresa en una escala absoluta. En resumen, la Ley de Charles enuncia la relación de proporcionalidad directa entre el volumen de una muestra de gas y su temperatura absoluta, si la presión permanece constante. El estudio de las relaciones entre presión (P), temperatura (T), volumen (V) se conoce como leyes de los gases. Ley de Boyle Que dice que a temperatura contante si la presión se duplica el volumen se reduce a la mitad, y si la presión, se reduce a la mitad el volumen se duplica. Ley de Charles: Dice que cuando la presión es constante el volumen directamente proporcional a la temperatura absoluta. Ley de Gay-Lussac: Donde si el volumen es constante la presión del gas es directamente proporcional a la temperatura. Ley combinada: Expresada por una ecuación presión y la temperatura.

que relaciona tres variables: el volumen, la

Ley de Dalton de las Presiones Parciales: Dice que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas Ley de Graham: Dice que la razón de las velocidades de difusión de dos gases es inversamente proporcional a la razón de las raíces cuadradas de las masas molares. Ley de Avogadro: A temperatura y presión constante el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles de un gas. 3. Relación de la práctica 3 del laboratorio de Química con la Ing. Industrial. Como futuros Ing. Industriales y ambientales durante el desarrollo de nuestro quehacer profesional se nos presentaran problemas a solucionar donde se evidencia la manipulación de gases ideales bajo condiciones determinadas, por Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 42

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

lo que me será de gran ayuda el conocimiento obtenido en esta práctica de la laboratorio.

1. Diagrama de flujo de la Práctica No 3. Ley de Charles

Obtención Conocimientos previos.

Desarrollo del procedimiento

Desarrollo de la tabla de datos experimentales

Desarrollar los cálculos

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

Llene una probeta de 100mL con agua 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.

Desarrollo de cuestionario

Analizar de resultados

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 43

Conclusiones

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA. Teoría sobre gases ideales y las leyes de los gases MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS Soporte universal Aro Malla de asbesto Vaso de precipitados de 250mL Vaso de precipitados de 500mL Termómetro de laboratorio. Mechero 2 Pinzas 2 Nueces Tubo con desprendimiento lateral Tapón de caucho para tubo de ensayo Manguera de caucho Probeta de 100mL Pipeta de 5mL

PROCEDIMIENTO. 1. Realice el siguiente montaje de la figura 2.

2. Llene en ¾ partes con agua el vaso de precipitados de 250 y a la mitad el de 500mL Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 44

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

3. Tape herméticamente el tubo de ensayo, verifique que no queden escapes en la manguera de lo contrario el experimento no tendrá resultados positivos 4. 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 5. Inicie el calentamiento, controle las variables: temperatura y volumen de aire en la probeta. 6. Complete la tabla 5, con los datos que recoja. 7. Finalice la experiencia cuando llegue a temperatura constante (punto de ebullición del agua).

Volumen de aire en la probeta

Temperatura lectura 1

7

26

ºC 62

2

8

30

70

303,15

3

9

35

79

4

10

40

5

11

47

6

12

55

°K 30 CM3

38 CM3

343,15

31 CM3

39 CM3

308,15

352,15

32 CM3

41 CM3

88

313,15

361,15

33 CM3

42 CM3

90

320,15

363,15

35 CM3

43 CM3

365,15

36 CM3

44 CM3

92

299,15

328,15

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 45

335,15

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

PRECAUCIÓN El termómetro solo debe tocar el líquido (agua), de lo contrario la lectura de la temperatura será errónea. CÁLCULOS 1. Construya en un gráfico que presente la relación temperatura absoluta (K) vs. Volumen (cm3), con los datos de temperatura en el eje de las X.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 46

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

R/.

VOLUMEN EN CM3

RELACION TEMPERATURA/VOLUMEN 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 273

283

293

303

313

323 333 343 GRADOS KELVIN

353

363

373

2. Calcule por extrapolación el volumen del gas a una temperatura de cero absoluto. R/. El volumen de gas es 0 lo que significa que la materia cambio de estado, porque físicamente las materias cambian de estado mas no desaparecen y químicamente si no hay materia no existe. ANÁLISIS DE RESULTADOS:

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 47

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los cálculos y de comparaciones con los datos teóricos. PREGUNTAS 1. ¿Por qué no se cumple la ley de Charles si la temperatura se expresa en (ºC)? R/. Porque la ley de Charles se aplica a sustancias en estado gaseoso, define la relación entre el volumen y la temperatura. Y uno de los primeros descubrimientos al trabajar con gases fue el concepto del cero absoluto que corresponde a 273º en la escala Kelvin. 2. ¿Existe el estado gaseoso en cero absoluto? Explique su respuesta R/. El cero absoluto se define como la temperatura a la cual no hay ningún tipo de movimiento dentro de las moléculas. Entonces no podrían existir los gases ya que son masas en constante movimiento, sin un volumen y forma definidas y en las moléculas que lo componen están en constante movimiento y colisionando unas con otras. Desafortunadamente no podemos alcanzar la temperatura del cero absoluto. Estamos impedidos por la tercera ley de la termodinámica. Sin embargo, en la práctica es el calor que entra desde el "mundo exterior" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas. Para bajas temperaturas, todas las capacidades caloríficas C tienden a cero por lo que para cualquier cantidad de calor Q, por pequeña que sea, que entre al sistema, se tendrá una variación importante en la temperatura pues dT=Q/C. Incluso los rayos cósmicos pueden producir una entrada importante de calor. 3. ¿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? R/. la temperatura de ebullición del laboratorio es de 90 °C, da diferente porque la presión atmosférica es menor a la del mar.

PRACTICA No. 4 SOLUCIONES OBJETIVO GENERAL Aprender a calcular y preparar soluciones y diluciones de diferentes concentraciones. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 48

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

OBJETIVOS ESPECIFICOS Comprender las diferentes formas de expresar las concentraciones y cómo calcularlas. Conocer el manejo de materiales volumétricos del laboratorio para la preparación de diferentes soluciones. Distinguir las diferentes formas de expresar las concentraciones. Aprender a realizar la preparación de soluciones de diferentes concentraciones. MARCO TEORICO Las 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. Los componentes de la solución se denominan soluto y solvente. Soluto es el componente que se disuelve. Solvente es el componente en el cual el soluto se disuelve. Las unidades de concentración expresan la relación de las cantidades de soluto y solvente que se tomaron para preparar la solución. Las principales unidades de concentración son: porcentaje en peso (o porcentaje en masa) % w/w; porcentaje en volumen, % v/v; porcentaje peso – volumen; % p/v; concentración molar o molaridad (M); concentración molal o molalidad (m) y concentración normal o normalidad (N). Correlación con la carrera que estudia el autor. En el campo de la ingeniería industrial y ambiental es de vital importancia tener conocimiento del manejo de soluciones químicas, visto que como ingeniera industrial requiero tener el conocimiento requerido para la transformación de materias primas a productos, en donde se evidencia la temática tratada en esta práctica. Diagrama de flujo de la Práctica No. 4 Obtener conocimientos previos

1. Preparación de una solución de NaCl en %p/p (peso/peso).

Formar grupos de trabajo

2. Preparación de una solución de NaCl en %p/v (peso-volumen)

Procedimiento

3. Preparación de una solución Molar de NaCl

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 49

Cálculos

4. Diluciones

Cuestionario

5. Determinar concentración de una solución salina

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

En un vaso de precipitados seco tome 10g de NaCl. Retírelo de la balanza y agregue 90 g de agua (90

Homogenice con un agitador de vidrio.

Registre sus observaciones

Calcular la masa de NaCl que se debe pesar.

En un vaso de precipitados seco de 100mL pese 5g de NaCl.

Pese en un vaso de precipitados la masa de NaCl necesaria para preparar 250 mL de una solución 2M de NaCl.

Retírelo de la balanza y agregue una cantidad de agua inferior a 50mL para disolver la sal.

Agregue agua de tal forma que se disuelva preliminarmen te la sal.

Traslade el contenido del vaso de precipitados a un balón aforado de 50mL

Traslade el contenido del vaso de precipitados a un balón aforado de 250 mLy complete a volumen con agua destilada

Complete con agua el volumen del balón aforado. Agite y tape la solución.

Registre sus observaciones

Registre sus observaciones

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 50

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.

Pesar la cáusala de porcelana

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.

Registre sus observaciones.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA. Cálculos para determinar concentración de una solución utilizando diferentes unidades. Cálculos para diluir una solución. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS Balón aforado de 50mL Balón aforado de 100mL Balón aforado de 250mL Vaso de precipitados de 200mL Vaso de precipitados de 100mL Embudo Frasco lavador Pipeta 5mL Pipeta 10mL Pipeteador Espátula Agitador de vidrio Balanza NaCl (sólido) PROCEDIMIENTO. 1. Preparación de una solución de NaCl en %p/p (peso/peso) El tutor indica el peso y la concentración de la solución que debe prepara cada grupo. Ejemplo. Preparar 100 g de una solución al 10% p/p En un vaso de precipitados seco tome 10g de NaCl. Retírelo de la balanza y agregue 90 g de agua (90 Ml). Homogenice con un agitador de vidrio. Registre sus observaciones. ¿Por qué 90 g de agua son igual a 90 Ml de agua? R/. Porque la densidad del agua destilada esta dada en 1g/ml, entonces un gramo de agua equivale a un ml de agua. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 51

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

2. Preparación de una solución de NaCl en %p/v (peso-volumen) El tutor indica el volumen y la concentración de la solución que debe prepara cada grupo. Ejemplo. Preparar 100 mL de una solución al 5% p/v En un vaso de precipitados seco de 100 mL 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 100 mL 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. Registre sus observaciones. R/.Al trasladar el agua sala al balón aforado de 100ml y después de haber completado los 100ml con el resto de agua y agitar observamos que el agua se tornó grasosa y después solo era una solución homogénea. Solución al 5% p/v. 3. Preparación de una solución Molar de NaCl El tutor indica el volumen y la concentración en Molaridad de la solución que debe prepara cada grupo. Ejemplo. Preparar 250 mL de una solución al 2M 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, en la misma forma que lo hizo en el apartado 2. Agite, tape el balón aforado y guarde la solución para las dos próximas experiencias. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 52

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Guarde la solución preparada. Realice los cálculos y registre sus observaciones. R/. Mol=masa total/masa molar

2M = 2mol/ 1000ml

Prepara 100 (2M)

x= 2mol x 100ml / 1000ml

0,2mol x (58,5g/ 1mol) = 11718g

x= 0,2mol

4. 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 Procedimiento: Tome el volumen calculado de la solución del punto tres con una pipeta y trasládelo al balón aforado correspondiente al volumen a preparar (indicado por su tutor). Complete con agua el volumen del balón, tape, agite y conserve la solución. Realice los cálculos y registre sus observaciones. R/. Disolución 100ml 0,03M C1 x V1 = C2 x V2 2M x V1 = 0,03M x 100ml V1= 1,5ml 5. Determinar concentración de una solución salina Tome una cápsula de porcelana limpia y seca, pésela con precisión de 0,01g. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 53

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

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. Registre sus observaciones. Nota: para la realización de los cálculos, debe determinar Peso de la cápsula vacía: 47,352 g Peso de la cápsula + 10 mL de la solución 2M : 57,670 g Peso de la solución (Los 10 mL): 72,025 g Peso de la cápsula + el soluto (el residuo después de la evaporación): 48,360 g Peso del soluto:1,008 g

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 54

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CÁLCULOS 1. Determine la cantidad teórica de soluto que debe obtener en el punto 5, realice los cálculos de error absoluto y relativo, al comparar con el valor experimental. R/. Peso molecular NaCl: 57,5 gr/mol Numero moles= Masa total de NaCl / Masa molecular Nacl Masa total de Nacl = Numero de moles X Masa molecular de Nacl Masa total de NaCl= 0,5 moles X 57,5 gr/mol. Masa total de NaCl= 28,75 gr 2. Calcule la concentración de la solución del numeral cinco y exprésela en %p/v, %p/p, ppm, g/L, molaridad (mol/L), molalidad (mol/Kg), normalidad (equi/L), y XSoluto, XSolvente. R. / 2M = 2g/L %p/p= 0,45/9,92 X 100= 4,53% p/p Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 55

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

%P/V= 0,45/10 X 100 = 4,5 % p/v Nmoles= 0,5 Molalidad (m) = 0,5 / 0,00992 = 50,40 Molal Molaridad (M) = 0,5 / 0,1 = 5 Molaridad PPM= 45 partes por millón Normalidad: 21,9 equivalentes /lt 3. Calcule la masa de NaCl necesaria para preparar 200mL de una solución 2.5M R/. Molar: 2,5 N(moles)= x V= 200ml, 0,2Lt Peso molecular= 57,5gr/mol n(moles) = Molar X Volumen solución n(moles)= 2,5M(moles/lt) X 0,2Lt= 0,5 moles Masa total Soluto = N(moles X Peso molecular Masa total Soluto= 0,5mol X 57,5gr/mol Masa total soluto= 28,75 gr esta es la masa que necesitamos para preparar 200ml de una solución al 2,5M 4. Calcule el volumen que se debe tomar de una solución 2.5M para preparar 100ml de una solución 1M R/. Es una regla de tres 100ml Xml Xml= 100ml X 2,5M / 1M Xml= 250ml De una solución con un volumen de 250ml a una concentración 2,5 M, se debe tomar 100 ml, para tener una concentración de 1M. ANÁLISIS DE RESULTADOS: Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los cálculos y de comparaciones con los datos teóricos. PREGUNTAS Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 56

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

1. ¿Cuándo 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? R/. No, para tener un volumen total es necesario saber la densidad de los dos líquidos (soluto y solvente).

2. ¿Se pueden expresar las concentraciones de soluciones de gases en concentraciones molares? Explique su respuesta R/.Si, porque tienes el dato del peso molecular del gas y la cantidad en moles que tienes, y el volumen del recipiente que los contiene. Lo mas recomendable es utilizar presiones pero si puedes utilizar concentraciones de acuerdo a la ley de los gases ideales. PV=nRT si pasamos dividiendo el volumen P=(n/v)RT si te fijas (n/v) es la concentración por tanto P=[ ]RT o [ ]= P/RT

PRACTICA No. 5 PROPIEDADES COLIGATIVAS OBJETIVO GENERAL Desarrollar habilidades de análisis, registro y procesamiento de datos experimentales. OBJTIVOS ESPSCIFICOS Conocer las propiedades coligativas de las soluciones. Saber determinar la masa molar de un soluto a partir de los datos recolectados durante la práctica. Comprobar algunas de las propiedades coligativas. MARCO TEÓRICO La Ecuación Química Una ecuación química es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan (llamadas reactivos o reactantes) y las sustancias que se obtienen (llamadas productos). También indican las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reacción. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 57

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Se utilizan para describir lo que sucede en una reacción química en sus estados inicial y final. En ella figuran dos miembros; en el primero, los símbolos o fórmulas de los reactivos y en el segundo los símbolos o fórmulas de los productos. Para separar ambos miembros se utiliza una flecha que generalmente se dirige hacia la derecha, indicando el sentido de la reacción. La ecuación química ayuda a visualizar los reactivos que son los que tendrán una reacción química y el producto, que es la sustancia que se obtiene de este proceso. Además se puede ubicar los símbolos químicos de cada uno de los elementos o compuestos que estén dentro de la ecuación y poder balancearlos con mayor facilidad y gran rapidez. Evidencias De La Existencia De Una Reacción Química Una reacción química se puede apreciar por varios factores: Cambio de color, cambio de temperatura y cambio de estado: Cambio de color EJ: Permanganato: En un tubo de ensayo limpio se pone MnSO4 que es incoloro al echar el permanganato se vuelve de color naranja y poco a poco se va decolorando. Cambio de temperatura Se puede producir un cambio en el que la temperatura aumente o decrezca. EJ: Mezclamos en un tubo de ensayo 5cm3 de H2O(l) y 15 gotas de H2SO4(aq)18 molar y agitamos, la temperatura asciende. Cambio de estado Se puede producir un cambio a sólido, líquido o gas. Las propiedades coligativas (del latín colligare = unir, ligar) de una disolución son aquéllas que dependen de la concentración de soluto y no de la naturaleza del mismo, y están relacionadas con las fuerzas de interacción o cohesión entre moléculas dependiendo de la cantidad de soluto presente, y en concreto con la presión de vapor que ejerce la fase de vapor sobre la fase líquida en un recipiente cerrado (línea de equilibrio de fases). Las cuatro propiedades coligativas son: Disminución de la presión de vapor Disminución del punto de congelación, o descenso crioscópico (del griego kryos = frío; skopein= examinar). Aumento del punto de ebullición, o aumento ebulloscópico. Presión osmótica

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 58

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Soluto - Solvente La adición de un soluto a un solvente disminuye la temperatura de fusión de éste. Para un dado solvente, la disminución del punto de fusión es directamente proporcional a la concentración de partículas disueltas en él. Para el naftaleno, la relación existente entre el descenso de la temperatura de fusión y la molalidad de la solución es 6,9° Kg/mol, valor que representa la constante crioscópica (Kf). En este experimento se determinará la masa molecular del azufre (soluto) disuelto en naftaleno (solvente), determinando la temperatura de fusión de una solución que contiene masas conocidas de ambos constituyentes. A partir del punto de fusión observado y conociendo el punto de fusión del solvente puro y la constante crioscópica de éste, es posible determinar la masa molecular del soluto. Por lo tanto, para determinar masas moleculares mediante la disminución del punto de congelación del solvente, es necesario primero "calibrar" éste, midiendo su constante crioscópica. Para ello, se prepara una solución con masas conocidas de un soluto conocido y el solvente elegido y se determina la temperatura de fusión de la solución. En este trabajo práctico se empleará azufre como soluto de masa molecular conocida y naftaleno como solvente. Determinación de la masa molar a partir del descenso del punto de solidificación El agregado de un soluto a un solvente, en general, desciende el punto de solidificación (o cristalización) del solvente. Si T0f (temperatura en K o ºC) es el punto de solidificación del solvente puro, y Tf (temperatura en K o ºC) es el punto de solidificación de la solución, entonces la variación de las temperaturas ΔTf es: El signo de ΔTf es siempre positivo. El hecho de que el punto de solidificación de la solución sea más bajo que el del solvente puro es en realidad una consecuencia más del descenso de la presión de vapor del solvente en la solución. Como con algunas limitaciones puede aceptarse que para estas soluciones el descenso del punto de solidificación ΔTf será proporcional al descenso relativo de la presión de vapor. En soluciones diluidas, puede aceptarse que la fracción molar del soluto es proporcional a la molalidad de la solución, en consecuencia: ΔTf = Kf m Donde m es la molalidad de la solución y Kf es la constante crioscópica molal. De la ecuación anterior se deduce que el significado físico de Kf es equivalente al descenso del punto de solidificación para una solución de molalidad igual a la unidad; como en general una solución de molalidad igual a 1 no sería lo suficientemente diluida como para que la ecuación fuese válida, Kf debe ser considerada como el descenso de solidificación para una solución de molalidad unitaria supuestamente ideal. Los valores de Kf se hallan tabulados: para el agua es 1,86, para el benceno 5,12, para el alcanfor 40, etc. Cuanto mayor sea el valor numérico de Kf tanto mayor será el salto del ΔTf observado experimentalmente para una Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 59

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

determinada molalidad; de allí que presenten particular interés aquellos solventes de elevado Kf. Para el naftaleno, que es el solvente a utilizarse en esta experiencia, el Kf equivale a 7,0 °C/m, donde m es la molalidad. Correlación con la carrera que estudia el autor. Uno de los sectores donde un ingeniero industrial desarrolla su labor es en el de transformación de materias primas a productos y para poder llevar a cabo sus funciones con éxito debe tener un buen conocimiento de las propiedades coligativas de las soluciones químicas a la hora de su manipulación.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 60

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA  

Definición de solución y componentes de una solución Propiedades colorativas de las soluciones

MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS Balón de fondo plano de 100 ml Pipeta volumétrica de 1 ml Matraz aforado de 100 ml Balanza digital Termómetro electrónico Plancha de calentamiento. Espátula. Beaker de 100 ml Agitador. Cronómetro. PROCEDIMIENTO. Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica.  

Definición de solución y componentes de una solución Propiedades coligativas de las soluciones

Procedimiento: Realice los respectivos cálculos para la preparación de 5 soluciones acuosas de sacarosa con las siguientes concentraciones y volumen: Solución 1: 0,2 M y 100ml Solución 2: 0,4 M y 100ml Solución 3: 0,6 M y 100ml Solución 4: 0,8 M y 100ml Solución 5: 1,0 M y 100ml 1. Según la orientación del tutor cada grupo colaborativo preparará una de las soluciones para las cuales realizó los anteriores cálculos. Siga el protocolo establecido en la práctica 4 Soluciones para su preparación. 2. Uno de los grupos de laboratorio rotulará, con la palabra control, un balón de fondo plano y dispondrá en él 100ml de agua del grifo. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 61

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

3. Los demás grupos rotularán el balón de fondo plano y dispondrán en él la solución que han preparado. 4. Conecte la plancha de calentamiento y ajústela a una temperatura cercana a los 150 oC. 5. Prepare su cronómetro y póngalo a correr al dar inicio al calentamiento de la solución a cargo de su grupo. 6. Registre el tiempo en minutos que la solución a su cargo necesito para alcanzar la ebullición. 7. Determine la temperatura de ebullición de la solución. 8. El grupo al cual se le encargó la muestra control realizará igual procedimiento determinando tiempo en minutos que la muestra a su cargo necesito para alcanzar la ebullición. 9. Determine la temperatura de ebullición de la muestra control. Registre los datos generados en la experiencia en tablas como las siguientes A. Temperatura solución Agua - Sacarosa (°C) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Tiempo (s)

Temperatura Agua (°C)

120

30

30

30

30

30

30

240

35

37

37

37

37

38

360

45

45

48

44

46

47

480

65

60

55

62

64

60

600

75

71

60

72

75

70

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 62

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

B. Concentración Molar

W (g) Sacarosa

AGUA

20 ml

Tiempo total en llegar a Ebullición (s) 8 minutos

Temperatura Ebullición (oc)

0,2

20 ml

10 minutos

71 °C

0,4

20 ml

9 minutos

60 °C

0,6

20 ml

8 minutos

72 °C

0,8

20 ml

7 minutos

75 °C

1,0

20 ml

6 minutos

70 °C

75 °C

CÁLCULOS

I. Determinar la masa molar de la Sacarosa. 1. En primera instancia se mide el punto de ebullición del solvente (Agua) puro. Luego, se disuelve una determinada masa de Sacarosa en una determinada cantidad de Agua. 2. Experimentalmente se mide el punto de ebullición de la solución formada. 3. Sabiendo que la constante ebulloscopia del agua Ke es 0.52ºC/m, a partir del valor experimental hallado para ΔTe se calculará m (molalidad). Por definición, molalidad es: m = moles de soluto / Kg de solvente, Sí. g2 = masa de soluto (sacarosa). g1 = masa de solvente (agua). M2 = masa molar del soluto (sacarosa). La anterior igualdad se puede expresar como sigue: m = 1000 x g2 g1 x M2

Despejando M2, queda M2 = (1000 x g2) / (m x g1) Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 63

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Dado que g2, g1 y m se conocen, se puede calcular M2 (masa molar del soluto) Masa de agua (g1) Masa de sacarosa (g2) Temperatura de ebullición del agua (T0e) Temperatura de ebullición de la solución (Te) Aumento del punto de ebullición ΔTe = (T0e – Te) Molalidad de la solución m = (ΔTe / Ke) Masa molar de la sacarosa = 1000 x g2 / m x g1 = Error absoluto = Error relativo porcentual = (Error absoluto) x 100 =

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 64

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

II. Gráficas 1. Grafique las curvas de calentamiento del Agua y de la solución (temperatura vs. tiempo). T (eje Y), t (eje X) Las dos curvas en la misma gráfica utilizando diferente color.

RELACION TEMPERATURA/TIEMPO 80 70

TEMPERATURA

60 50

AGUA 0,2

40

0,4 0,6

30

0,8 1,0

20 10 0 120

240

360

TIEMPO EN SEGUNDOS Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 65

480

600

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

2. Grafique Temperatura de ebullición en °C vs Concentración de la solución en M.

TEMPERATURA EN °C

RELACION TEMPERATURA DE EBULLICION VS CONCENTRACION DE LA MISMA 80 70 60 50 40 30 20 10 0 AGUA

0,2

0,4

0,6

0,8

1

CONCENTRACION EN MOL 3. Tiempo en segundos vs Concentración de la solución en M.

RELACION TIEPO VS CONCENTRACION

CONCENTRACION EN MOL

1

0,8 0,6 0,4 0,2 AGUA 0

100

200

300 TIEMPO EN SEGUNDOS

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 66

400

500

600

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ANÁLISIS DE RESULTADOS: Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los cálculos, de las gráficas y de comparación con los datos teóricos. PREGUNTAS 1. Mencionar otro método similar al empleado en la práctica que permita determinar la masa molar de un soluto en solución diluida. Ampliar y explicar. R/. 1. Armar el aparato necesario para la experiencia, y considerar que la escala deltermómetro comprendida en el rango de 70-100°C, quede ¡perfectamente visible! 2. Pesar aproximadamente 5 g de naftaleno con una aproximación 0,1 g. Verter consumo cuidado la masa de naftaleno en el tubo. 3. 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 enel interior del tubo) . 4. Luego de observar la fusión, retirar el tubo del baño y dejar que el naftaleno seenfríe gradualmente, mientras se agita continuamente. 5. Leer la temperatura cada 15 segundos, comenzando alrededor de los 85°C. 6. Observar el inicio de la cristalización y medir la temperatura a los intervalospreestablecidos, hasta que el naftaleno solidifique. 7. Colocar nuevamente el mechero bajo el vaso de precipitados y ajustar la llama demanera tal que conserve la temperatura del baño María caliente 8. Pesar aproximadamente 0,5 g de azufre finamente pulverizado (la presencia departículas grandes dificulta la disolución posterior del azufre). 9. Cuando el naftaleno este completamente fundido, quitar con precaución el conjuntotapón - termómetro - agitador, y cuidadosamente verter todo el azufre en el naftalenofundido. 10. Colocar nuevamente el conjunto tapón termómetro - agitador y agitarvigorosamente hasta que el azufre se haya disuelto. Esta operación se realiza rápida yfácilmente si el azufre usado está finamente pulverizado, de lo contrario, puederesultar dificultosa. 11. Una vez lograda la disolución del azufre por completo, retirar el tubo del baño. Conagitación continua medir la temperatura, a partir de 83°C, a intervalos de 15 segundoshasta que aparezcan los primeros cristales de naftaleno y que la solución quedetotalmente solidificada. 2. Resolver el siguiente ejercicio.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 67

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

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. R/. 2,76 °C/m M=moles de soluto/Kg de solución Kg solución=750grx1Kg/1000gr Kg solución=0,75kg Masa molar etanol/46,07g/mol M=moles de soluto/kg de soluto M=0,3256/O,75=0,4341m ATf=kfxm=8,4-7,2=kfx0,4341 Kf=2,7643°c kg/mol 3. Resolver el siguiente ejercicio. ¿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? R/. 100,64°C ATb solvente-ATb solución=kbxm AT solvente-100=0,512x125 ATb solvente=100,64°c/m 4. Resolver el siguiente ejercicio. Calcular la masa molecular de un soluto desconocido, a partir de los siguientes datos:    

Solución que contiene 0.85 g de un soluto desconocido en 100 g de Benceno. Punto de solidificación de la anterior solución = 5.16ºC Punto de fusión del benceno puro= 5.5ºC Constante Crioscópica del benceno = 5.12ºC-Kg/mol

R/. 128.8g/mol PRACTICA No. 6 CARACTERIZACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES. MEDICIONES DE pH OBJETIVO GENERAL Caracterizar soluciones como ácidas o básicas utilizando un indicador ácidobásico, estimando su pH. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 68

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

OBJETIVOS ESPECIFICOS Aplicar los conocimientos sobre pH y sobre ácido y base. Aprender a diferencias los ácidos y bases utilizando diferente soluciones indicadoras, equipos y materiales. Saber la diferencia entre soluciones básicas y ácidas y asociarlas con los electrolitos fuertes y débiles. Adquirir habilidad de análisis e interpretación de diferentes tipos de ácidos y bases MARCO TEÓRICO La teoría de Brönsted - Lowry define los ácidos como las sustancias que donan iones hidronios, H30+ (protones) y las bases como las sustancias que reciben iones hidronios. De esta manera, solo existe el ácido, si la base está presente y viceversa. La ecuación general para una reacción ácido – base, se puede escribir así: Ácido I Base II Ácido II Base I En esta ecuación A- es la base conjugada de HA. Por otro lado H30+ es el ácido conjugado de H2O. Los ácidos y bases se clasifican en fuertes y débiles. Los ácidos y bases fuertes son aquellas sustancias que se disocian (ionizan) totalmente. Para los ácidos fuertes, la concentración de iones hidronios es muy grande. Los ácidos y bases débiles son las sustancias que en soluciones acuosas se disocian (ionizan) parcialmente. Para los ácidos débiles la concentración de iones hidronios (H3O+) es muy pequeña. Un ácido de Brönsted-Lowry donará iones hidronios (H3O+) a cualquier base cuyo ácido conjugado sea más débil que el ácido donante. Se define el pH como el logaritmo decimal negativo de la concentración de los iones hidronios. pH = -

Un indicador ácido-básico es un ácido débil que cambia de color cuando pierde iones hidronios. Para medir el valor exacto del pH de una solución o producto, se utiliza un pHmetro. Un indicador ácido-básico es un ácido débil que cambia de color cuando pierde iones hidronios. Por ejemplo, la fenolftaleína, que representaremos como HPhth, es un indicador que cambia de incolora (en medio ácido) a rosado intenso (en medio básico). HPhth + OH- + H2O Incoloro Rosado Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 69

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

En una solución neutra las dos formas de la fenolftaleína HPhth (incolora) y Phth- (rosada) se encuentran en equilibrio y predomina la incolora. El pH en el cual un indicador cambia de color depende de su fuerza ácida. En esta experiencia se pretende observar el comportamiento de los ácidos, bases, y productos caseros, utilizando una serie de indicadores. El cambio de color será la evidencia de la presencia de un medio ácido o básico. Para medir el valor exacto del pH de una solución o producto, se utiliza un pH-metro. Relación pH y pOH

El pOH=-log[OH-] La escala de pH comienza en 0 y termina en 14; la escala de pOH es inversa, cuando pH =0, pOH =14 cuando pH=14, pOH=0, y cuando pH = 7, pOH =7 Relación entre pH, pOH y pKw: Kw = [H][OH], se aplica logaritmo: logKw = log ([H][OH]) = log [H] + log [OH], se multiplca por -1 y se obtiene: -log Kw = - (log [H]) + (- log[OH]) si pKw = -logKw, entonces: pKw = pH + pOH Dado que pKw= -log (1x10^-14), entonces: pH + pOH = 14 Neutralización La neutralización es la reacción entre un ácido y una base. Ejemplo: HCl (ac) + NaOH (ac) ---------> NaCl (s) + H2O (l) (una sal + agua) MEDICIÓN DEL pH EN EL LABORATORIO. 1. La forma más rápida, económica y sencilla es utilizar un indicador ácidobase: sustancia colorida que en un valor de pH determinado cambia Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 70

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

súbitamente de color. Es una sustancia ácida o ásica, que presenta diferente estructura electrónica dándole un color característico. Por ejemplo: OHHIn (color1)

In (color2) H+

Existen muchas sustancias que pueden ser usadas como indicadores ácidobase y todas tienen un valor particular de pH en el que cambian de color o viran. El indicador universal, es una mezcla de sustancias colorantes que viran de color en diferentes valores de pH y es el mismo en el que están impregnadas las tiras de papel de pH. Cambia de color con acidez creciente desde el violeta, pasando por el verde (Neutra), el amarillo hasta el rojo. Las mediciones son sencillas y rápidas, pero con baja precisión, normalmente ± 1 y cambia de color según la siguiente escala: pH

PbI2 + 2CH3COOK (ioduro de plomo + acetato de potasio) El PbI2 es insoluble y forma un precipitado. Reacción 3 1. En un tubo de ensayo tomar 2mL de agua, luego agregue 0.5g de acetato de plomo, agite. Observe el color de la solución. 2. En otro tubo de ensayo prepare, siguiendo la misma técnica, una solución de yoduro de potasio. Tome 2mL de agua, luego agregue 0.5 de yoduro de potasio. Observe el color de la solución. 3. Vierta el contenido de ambos tubos en un vaso de precipitados de 50mL 4. Observe y registre sus observaciones (CH3COO)2Pb + KI R/.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 91

?

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

1. En un tubo de ensayo pusimos 2mL de agua (H2O), luego agregamos 0.5g de acetato de plomo (CH3COO)2Pb, agitamos. Observamos que al mezclar el acetato de plomo con el agua la solución se trona de un color opaco sin ningún tipo de precipitado. Ecuación: (CH3COO)2Pb + H2O  Pb(CH3COO)2 * 3H2O Trihidrato 2. En otro tubo de ensayo preparamos, siguiendo la misma técnica, una solución de yoduro de potasio. Tomamos 2mL de agua (H 2O), luego agregamos 0.5 g de yoduro de potasio (KI). Observamos que al mezclar el yoduro de potasio con el agua la solución se trona de un color opaco sin ningún tipo de precipitado. Ecuación: KI + H2O  KOH + HI 3. A continuación vertimos el contenido de ambos tubos en un vaso de precipitados de 50mL Realizándose la reacción representada en la ecuación: (CH3COO)2Pb Acetato de plomo

+ +

2K+1I-1

Yoduro de potasio

 

2(CH3COO)K+4 + Pb+2I-12

Acetato de potasio + Yoduro de plomo

5. Observaciones: Inicialmente las dos soluciones previas Acetato de plomo ((CH3COO)2Pb+H2O) y Yoduro de potasio (KI + H2O) presentan una coloración opaca, pero al mezclar las dos soluciones el contenido del vaso se torna de color amarillo encendido al producirse Acetato de potasio + Yoduro de plomo 2(CH3COO)K + PbI2; aquí se observa un intercambio entre el plomo (Pb) y el potasio (K). Dando como resultado la siguiente ecuación ya balanceada: (CH3COO)2Pb + 2KI  2(CH3COO)K + PbI2

Reacción 4 1. En un vaso de precipitados de 100 mLcolocar de 5mL de una solución de sulfato de cobre Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 92

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

2. Acidular la solución con 6 gotas de ácido sulfúrico concentrado 3. Adicionar al vaso una granalla o una lámina de zinc 4. Deje reposar 5. Observe y registre sus observaciones CuSO4 + Zn + H2SO4 --

?

R/.

1. En un vaso de precipitados de 100 mL colocamos 2mL de una solución de sulfato de cobre (CuSO4) 2. Acidulamos la solución con 3 gotas de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) 3. Adicionamos al vaso una granalla o una lámina de zinc Obteniendo la siguiente Ecuación: Cu+2 S+6 O-24

+ H+12S+6 O-24 + Zn0  Zn-2(SO4)-12

Sulfato de cobre

+

Ácido sulfúrico

Cinc



Sulfato de zinc

+ Cu0 + +

H02

Cobre

+

Hidrógeno

4. Luego dejamos reposar por varios minutos

5. Observaciones: Inicialmente cuando se agrega al sulfato de cobre (CuSO4) las 3 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) no se observa ninguna reacción aparente, ecepto por el cambio de color de la solución que pasa de ser azulosa a transparente, al adicionar la lamina de cinc (Zn) esta empieza a generar una efervescencia dentro de la solución y la lamina de cinc comienza a tomar u color café has que al paso de los minutos es de color negro. Se aprecia un desprendimiento de un gas el cual corresponde al hidrógeno (H) que es liberado ante la presencia del cinc (Zn). La solución al cabo de unos minutos cambia de tonalidad transparente inicial a turbia ambarina, debido a la presencia del cobre (Cu) el cual es liberado del sulfato de cobre (CuSO4) pero queda mezclado en la solución.

Dando como resultado la siguiente ecuación ya balanceada: Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 93

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Cu+2 S+6 O-24 Sulfato de cobre(l)

+ H+12S+6 O-24 + Zn0  Zn-2(SO4)-12 +

Ácido sulfúrico(l)

Cinc(s)



+ Cu0 +

Sulfato de zinc(l)

+

H02

Cobre(l)

+

Hidrógeno (g)

 En esta reacción hay transferencia de electrones, lo cual la establece como una reacción electrolítica. Reacción 5 1. En un tubo de ensayo coloque una pequeña cantidad de óxido de mercurio, observe el color de la muestra. 2. Caliente fuertemente en la llama del mechero el tubo con la muestra. Al mismo tiempo acerque una astilla de madera con un punto de ignición, a la boca del tubo. Observe lo que ocurre. 3. Vierta el residuo en una cápsula de porcelana. Observe cuidadosamente las paredes del tubo y el residuo. 4. Registre sus observaciones. R/.

5. Observaciones: Inicialmente cuando se agrega al sulfato de cobre (CuSO4) las 3 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) no se observa ninguna reacción aparente, ecepto por el cambio de color de la solución que pasa de ser azulosa a transparente, al adicionar la lamina de cinc (Zn) esta empieza a generar una efervescencia dentro de la solución y la lamina de cinc comienza a tomar u color café has que al paso de los minutos es de color negro. Se aprecia un desprendimiento de un gas el cual corresponde al hidrógeno (H) que es liberado ante la presencia del cinc (Zn). La solución al cabo de unos minutos cambia de tonalidad transparente inicial a turbia ambarina, debido a la presencia del cobre (Cu) el cual es liberado del sulfato de cobre (CuSO4) pero queda mezclado en la solución. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 94

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Dando como resultado la siguiente ecuación ya balanceada: Cu+2 S+6 O-24 Sulfato de cobre(l)

+ H+12S+6 O-24 + Zn0  Zn-2(SO4)-12 +

Ácido sulfúrico(l)

Cinc(s)



+ Cu0 +

Sulfato de zinc(l)

+

H02

Cobre(l)

+

Hidrógeno (g)

 En esta reacción hay transferencia de electrones, lo cual la establece como una reacción electrolítica. RESULTADOS 1. Identifique cada una de las anteriores reacciones (clasifíquelas según su tipo). R/. REACCION 1 Por las características de las sustancias utilizadas la reacción se clasifica como Composición o síntesis: En esta reacción dos o más sustancias se unen para formar un solo producto y a la vez Reacción exotérmica: Cuando ocurre esta reacción se produce calor REACCION 3 Por las características de las sustancias utilizadas la reacción se clasifica como Sin transferencia de electrones (doble desplazamiento): Ocurre una redistribución de los elementos para formar otros compuestos. No hay pérdida ni ganancia de electrones. REACCION 4 Por las características de las sustancias utilizadas la reacción se clasifica como Con transferencia de electrones (Oxido-reducción): Hay cambio en el número de oxidación de algunos átomos en los reactivos con respecto a los productos. Como lo sucedido en las reacciones de síntesis, descomposición, desplazamiento

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 95

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

2. Escriba las ecuaciones químicas de cada reacción. R/. REACCION 1 Ca+2 O-2 + H+1 2 O-2 ---- ∆ + Ca+2(OH)-12 Oxido de calcio Agua Hidróxido de calcio REACCION 3 (CH3COO)2Pb

+

2KI

Acetato de plomo

+



2(CH3COO)K + PbI2

Yoduro de potasio



Acetato de potasio + Yoduro de plomo

REACCION 4 CuSO4 Sulfato de cobre(l)

+

H2SO4 +

Zn 

+

Ácido sulfúrico(l)

Cinc(s)

Zn(SO4)2 

+ Cu +

Sulfato de zinc(l)

Cobre(l)

H2 +

Hidrógeno (g)

ANÁLISIS DE RESULTADOS: Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los cálculos y de comparaciones con los datos teóricos. PREGUNTAS    

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 (oxido de calcio )

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 96

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CaO + H2O ------________ (hidróxido de calcio )

B. 4 K + O2 ----  __________ (oxido de potasio) ________ + H2O ----  2 _______ (hidróxido de Potasio C. Cl2 + O2 -------  2Cl2O (óxido hipocloroso) 2Cl2O + _____ --------  HClO (ácido hipocloroso) D. HCl + NaOH --------  NaCl + H2O E. emparejar las siguientes reacciones con su correspondiente tipo de reacción H2O → H2 + O2 ____________________

Reacción de síntesis o Combinación

H2SO4 + Cu → CuSO4 + H2__________

Reacción de intercambio o Doble desplazamiento

NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3______

Reacción de descomposición

SO2 + O2 → SO3___________________

Reacción de intercambio o doble Desplazamiento

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 97

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

PRACTICA No. 8. ESTEQUIOMETRIA - REACTIVO LÍMITE OBJETIVO GENERAL Determinar las relaciones estequiométricas molares de los reactantes de una reacción química, estableciendo con esto el reactivo limitante de la misma.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Aprender a balancear una ecuación química Saber capaz de 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. Conocer el significado de Reactivo Limitante de una reacción química Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 98

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Aprender a identificar, interpretar y argumentar sobre reactivo límite y reactivo en exceso en una reacción química. MARCO TEÓRICO En un cambio químico los reactantes reaccionan en relaciones estequiométricas molares. Es por esto que cuando la cantidad molar de uno de los reactantes se agota la reacción no prosigue. Esta sustancia se conoce con el nombre de reactivo límite o limitante. Las cantidades de los demás reactantes se encuentran en exceso. Las evidencias de ocurrencia de una reacción química son: formación de gases; cambios de color, formación de precipitados, cambios de pH; calentamiento o enfriamiento. La palabra estequiometria deriva del griego stoicheion y metron. La primera significa “elemento” y la segunda “medir”. Esta parte de la química estudia las relaciones cuantitativas entre los reactantes y productos de una reacción química. La base para los cálculos estequiométricos son las leyes ponderales: La estequiometria permite calcular: Las cantidades de reactantes necesarias para producir una cantidad deseada de producto. La cantidad de productos a partir de masas dadas de reactantes. El rendimiento de una reacción química. Una ecuación química balanceada nos proporciona información acerca de las cantidades de las partículas (átomos, moléculas y otros) expresadas en moles, masas, volúmenes, etc. Pero lo más importante de la ecuación balanceada es la posibilidad que nos brinda de calcular las cantidades de los reactantes y de los productos involucrados en una reacción química. Si se conoce la cantidad de sustancias (número de moles) de un compuesto, se puede hallar el número de moles de otro compuesto en la reacción. En los cálculos estequiométricos se utiliza a menudo un esquema muy práctico que da la posibilidad de involucrar diversas magnitudes sin necesidad de recurrir a reglas matemáticas muy utilizadas en el estudio de la química. El esquema es el siguiente: Cantidad Cantidad Factores de Factores de Buscada = dada x conversión x REM* x conversión = Resultados

*REM: Relación estequiométrica molar de la ecuación balanceada. Pasos a seguir para realizar cálculos estequiométricos Balancear la ecuación química Calcular el peso molecular o fórmula de cada compuesto Convertir las masas a moles Usar la ecuación química para obtener los datos necesarios. Determinar la REM que va a utilizar Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 99

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Reconvertir las moles a masas si se requiere Reactivo límite o limitante En una reacción química las relaciones estequiométricas molares siempre son constantes, pero cuando ocurre una reacción química, los reactantes quizás no se encuentren en una relación estequiométrica exacta, sino que puede haber un exceso de uno o más de ellos. El reactante que no esté en exceso se consumirá en su totalidad y la reacción terminará en esos momentos. Es por eso que a este reactante se le conoce como reactivo límite o limitante. Los cálculos estequiométricos se realizarán a partir de este reactivo. Ecuaciones químicas N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) Receta microscópica: 1 molécula N2 + 3 moléculas H2  2 moléculas NH3 Receta macroscópica: 1 mol N2 + 3 mol H2  2 mol NH3 Ejemplo:

El reactivo límite es el hidrógeno RECURSOS A UTILIZAR EN LA PRÁCTICA (EQUIPOS / INSTRUMENTOS) MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS. 2 Pipetas (5 mL) Gradilla Na2C03 0.25 M 16 tubos de ensayo Pb(N03)2 0.25 M SEGURIDAD INDUSTRIAL Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 100

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Utilizar los implementos de seguridad y leer en carta de seguridad los riesgos y seguridad de los reactivos utilizados en el laboratorio. RECOMENDACIÓN Utilice una balanza digital si está disponible y revise la forma correcta de medir volúmenes en las probetas. CORRELACIÓN CON LA CARRERA QUE ESTUDIA EL AUTOR El ingeniero industrial desarrolla su labor profesional en distintos sectores donde requiere el conocimiento de la estequiometria. Diagrama de flujo del procedimiento de la practica

Conocimientos previos

Formación de grupos de trabajo

Procedimiento

No. 8

Realizar Cálculos

Medir las cantidades de soluciones según l tabla dada.

Mezclar, los contenidos de los tubos, según la numeración. Siempre en pares. Vierta el volumen mayor en el menor. Después de mezclar agitar unos segundos el tubo, sin colocar el dedo en la boca del tubo. Dejar reposar el tubo 10 minutos más.

Mida la altura del precipitado de carbonato de plomo PbCO3 en cada tubo. Registrar esa altura en mm en la tabla dada

Determinar el reactivo limitante.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 101

Desarrollo de cuestionario

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.  

Ecuación química Cálculos estequiométricos

MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS 2 Pipetas (10 mL) Gradilla 16 tubos de ensayo Pb(N03)2 0.25 M Na2C03 0.25 M PROCEDIMIENTO. 1. En tubos separados mida las cantidades de soluciones según la siguiente tabla: Tabla 9. Cantidades de reactivo por tubo

Tubo de ensayo

Volumen Pb(NO3)2 0.25M (mL)

1 2 3 4 5 6 7 8

0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 6.0 7.0 7.5

Volumen Na2CO3 0.25M (mL) 7.5 7.0 6.0 5.0 3.0 2.0 1.0 0.5

2. 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. 3. Mida la altura del precipitado de carbonato de plomo PbCO3 en cada tubo. Registre esta altura en mm. Complete la siguiente tabla: Tabla 10. Resultados experimentales práctica 8

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 102

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Volumen Pb(NO3)2 0.25M (mL)

Volumen Na2CO3 0.25M (mL)

Altura del precipita do (mm)

Moles de Pb(NO3) 2 0.25M

Moles de Na2CO3 0.25M

Moles de PbCO3 producid os

Reactivo Límite

0,5

7,5

3

0,000125

0,001875

0,000125

Pb(NO3)2

2

1,0

7,0

5

0,00025

0,00175

0,00025

Pb(NO3)2

3

2,0

6,0

6

0,0005

0,0015

0,0005

Pb(NO3)2

4

3,0

5,0

7

0,00075

0,00125

0,00075

Pb(NO3)2

5

5,0

3,0

15

0,00125

0,00075

0,0075

NaCO3

6

6,0

2,0

12

0,0015

0,0005

0,005

NaCO3

7

7,0

1,0

8

0,00175

0,00025

0,0025

NaCO3

8

7,5

0,5

7

0,001875

0,000125

0,00125

NaCO3

Tubo de ensay o 1

4. A partir de los resultados determine el reactivo limitante. R/ Con base en los datos obtenidos en el procedimiento para la reacción se obtuvo la siguiente información: Pb(NO3)2 +

Na2CO3

--

Nitrato de plomo + Carbonato de sodio ---

PbCO3 Carbonato de plomo

+

2NaNO3 + Nitrato de sodio

Por lo cual podemos afirmar que el producto de la reacción es el Carbonato de plomo PbCO3 y que a su vez podemos determinar al ractivo límite de la reacción mediante la siguiente relación. 1Mol de Pb(NO3)2 + 1 Mol de Na2CO3 --- 1Mol de PbCO3 + 2 Moles de NaNO3 Información que nos permite decir que el reactivo límite para los tubos 1 al 4 es el Pb(NO3)2 y del tubo 5 al 8 es el Na2CO3 como se establece en la tabla N°10. CÁLCULOS 1. Determine los moles de Pb (NO3)2 y Na2CO3 en cada tubo Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 103

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

R/Halamos la cantidad de gramos necesarios para realizar la solución solicitada de la siguiente manera: > Pb(NO3)2 0,25 M

Peso = 331,2 gr/mol ∕ 50 mL

50mL de agua = 50/1000 = 0,05L 0,25 M = X/ 0,05L  X= 0,25* 0,05 = 0,0125 Mol Pb(NO3)2 0,0125 x 331,2 = 4,14 gr de Pb(NO3)2 Esta solución es transparente. > Na2CO3 0,25 M

Peso = 106 gr/mol ∕ 0,05L

0,0125 x 106 = 1,325 gr de Na2CO3 Esta resulta ser una solución transparente pero de tipo viscoso. A partir de la relación: 50mL ------------- 0,0125 mol Pb(NO3)2 Vol. (mL) ------------- X Hallamos el número de moles para Pb(NO3)2 Tubo Volumen Relación: Moles de Pb(NO3)2 0.0125mol*Vol.(mL) de ensayo 0.25M 50mL Pb(NO3)2 (mL) 0.25M (mL) 1 0.5 0.0125*0.5 0.000125 50mL 2 1.0 0.0125*1.0 0.00025 50mL 3 2.0 0.0125*2.0 0.0005 50mL 4 3.0 0.0125*3.0 0.00075 50mL 5 5.0 0.0125*5.0 0.00125 50mL 6 6.0 0.0125*6.0 0.0015 50mL 7 7.0 0.0125*7.0 0.00175 50mL 8 7.5 0.0125*7.5 0.001875 50mL Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 104

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Hallamos el número de moles para Na2CO3 Tubo Volumen Relación: de Pb 0.0125mol*Vol.(mL) ensayo Na2CO3 50mL 0.25M (mL) 1 7.5 0.0125*7.5 50mL 2 7.0 0.0125*7.0 50mL 3 6.0 0.0125*6.0 50mL 4 5.0 0.0125*5.0 50mL 5 3.0 0.0125*3.0 50mL 6 2.0 0.0125*2.0 50mL 7 1.0 0.0125*1.0 50mL 8 0.5 0.0125*0.5 50mL

Moles de Na2CO3 0.25M (mL) 0.001875 0.00175 0.0015 0.00125 0.00075 0.0005 0.00025 0.000125

2. Dibuje una gráfica: altura del precipitado (eje y) de cada tubo contra el número de cada tubo (eje x)

Altura del precipitado (mm)

16

#Tubo Altura (X) Precipitado (mm) (Y) 1 3 2 5 3 6 4 7 5 15 6 12 7 8 8 7

14 12 10 8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

N° Tubo de Ensayo

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 105

6

7

8

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

3. Dibuje una segunda gráfica: altura del precipitado (eje y) contra el número de moles de Pb (NO3)2 y el correspondiente número de moles de Na2CO3 (eje x). Altura Preci piTado

3

0,0018 75 0,0017 5 0,0015 0,0012 5 0,0007 5 0,0005 0,0002 5 0,0001 25

3 5 6 7 15

16 14 Altura del precipitado en (mm)

# Moles de Na2CO

12 10 8 6 4 2

12 8

0 0,001875 0,00175 0,0015 0,00125 0,00075 0,0005 0,00025 0,000125 N° de moles de Na2CO3

7

Altura del precipitado (mm)

# Altura 16 Moles precip de itado 14 Pb(NO (mm) 12 3)2 0,0001 3 10 25 8 0,0002 5 5 6 0,0005 6 4 0,0007 7 5 2 0,0012 15 0 5 0,000125 0,00025 0,0005 0,00075 0,00125 0,0015 0,00175 0,001875 0,0015 12 N° de moles de Pb(NO3)2 0,0017 8 5 0,0018 7 75 Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 106

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ANÁLISIS DE RESULTADOS: Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los cálculos y de comparaciones con los datos teóricos. PREGUNTAS 1. ¿Qué propiedad de la reacción química controló la altura del precipitado del tubo 1 al 4? R/La propiedad que controlo la altura del precipitado es la Ley de la conservación de la masa, siendo el Nitrato de Plomo Pb(NO3)2 el reactivo limite en los tubos 1 al 4

2. ¿Cuál fue el factor que controló la altura del precipitado del tubo 5 al 8? R/El factor que controlo la altura fue la Ley de la conservación de la masa, siendo el carbonato de sodio Na2CO3 de los tubos 5 a 8 el reactivo limite 3. ¿Cuándo se mide la altura del precipitado que propiedad del precipitado se está midiendo? R/Al medir la altura del precipitado se esta midiendo la cantidad (Q) de masa (precipitada) presente de acuerdo a la reacción influenciada por el reactivo limite

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 107

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

PRACTICA No. 9. ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES QUE INVOLUCRAN GASES Y SOLUCIONES OBJETIVO GENERAL Generar CO2 a partir de una reacción, determinando la cantidad de gas que se puede obtener. OBJETIVOS ESPECIFIOS Conceptualizar cálculos estequiométricos en reacciones químicas que involucren gases y soluciones acuosas. Adquirir destreza para realizar cálculos estequiométricos. Obtener la habilidad para interpretar y expresar con claridad y precisión informaciones, datos y argumentaciones. MARCO TEÓRICO Pasos a seguir para realizar cálculos estequiométricos Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 108

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

· Balancear la ecuación química · Calcular el peso molecular o fórmula de cada compuesto · Convertir las masas a moles · Usar la ecuación química para obtener los datos necesarios. · Determinar la REM que va a utilizar · Reconvertir las moles a masas si se requiere. Rendimiento teórico: es la cantidad de producto que se obtiene si reacciona y se consume totalmente el reactivo límite. Rendimiento real es la cantidad de producto que se obtiene en la práctica. Rendimiento porcentual es la relación entre el rendimiento real y el teórico multiplicado por 100. Muchas reacciones químicas, involucran entre sus reactivos y productos, tanto soluciones, como gases. Conociendo la concentración de las soluciones y el volumen de los gases, podemos calcular el número de moles, o, al contrario, conociendo el número de moles (cantidad de sustancia) podemos calcular concentraciones, o volúmenes, aplicando las respectivas formulas. CORRELACION CON LA CARRERA QUE ESTUDIA EL AUTOR El ingeniero industrial desarrolla su labor profesional en distintos sectores lo que le exige tener un conocimiento amplio en todas las ciencias del saber y especializar tal conocimiento por lo que resulta muy importante el desarrollo de esta práctica de laboratorio. CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 

Cálculos que involucran gases y soluciones

MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS Probeta 250mL Tubo con desprendimiento lateral y manguera Tapón de caucho Pipeta 5mL Espátula Vaso de precipitados de 100mL Vaso de precipitados de 1L Balanza Carbonato de calcio (CaCO3) Acido clorhídrico (HCl)

PROCEDIMIENTO. Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 109

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

1. 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 (ver figura 4), colocar 1mL de una solución de ácido clorhídrico concentrado. 2. Tomar la temperatura y la presión ambiente del laboratorio en el que se realiza la experiencia (p.ej.: en Bogotá la presión es 560mmHg). 3. Verter sobre el tubo 0,1g de CaCO3, sin que este haga contacto con el HCl añadido antes de tapar herméticamente el tubo (puede colocar el carbonato dentro de un papel con el tubo ligeramente inclinado).

4. Tapar el tubo con un tapón herméticamente. 5. Dejar mezclar los reactivos. 6. 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. 7. Leer el volumen recogido de CO2 (para esto es necesario determinar el volumen inicial de aire contenido en la probeta). 8. Registre sus observaciones y resultados. 9. Repita el procedimiento variando la cantidad de CaCO3 que vierte, hágalo también con 0,2g y 0,3g por separado. CÁLCULOS Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 110

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ANÁLISIS DE RESULTADOS: Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los cálculos y de comparaciones con los datos teóricos. PREGUNTAS 1. ¿Por qué el gas se ubica en la parte superior de la probeta? R/AL hacer reaccionar un ácido diluido en recipiente se obtuvo un gas por desplazamiento de agua, es decir, el gas hizo una cierta presión sobre el agua, llevándola al exterior en este caso en la parte superior 2. ¿A qué hacen referencia las condiciones normales (CN) de un gas? R/ Condiciones Normales de Presión y Temperatura se refiere a que no necesitas una preparación especial en cuanto a presión y temperatura. La presión será la presión atmosférica normal del lugar en que te encuentres, y la temperatura es la temperatura de la habitación en que te encuentres, generalmente entre 20 y 25 grados centígrados. Se dice que un gas se encuentra en condiciones normales de presión y temperatura /( T.P,N ,) Cuando los valores de presión y temperatura son: Presión = 1 atm Temperatura = O°C = 273°K

=

760

mmHg

=

760

3. ¿Qué es volumen molar? R/Es la cantidad de volumen que ocupa un mol de un gas a condiciones normales de temperatura y presión la constante es 22.4 L/mol

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 111

torr

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

OPCIONAL Determinar la concentración de carbonato en una sustancia que lo contenga. 1. Averiguar que sustancias de su entorno contienen carbonato de calcio o de sodio 2. Llevar al laboratorio una de ellas para determinarle el porcentaje de pureza (en carbonato de sodio o calcio), utilizando el procedimiento anterior

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 112

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CONCLUSIONES  Con la elaboración de estas prácticas adquirimos y afianzamos los conocimientos que adquirimos durante la realización del curso química general.  Logramos 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.  Se obtuvo familiarizarse con la medición de volúmenes y pesadas  Comprobamos experimentalmente la relación de proporcionalidad directa entre el Volumen y la Temperatura absoluta  Comprendimos las diferentes formas de expresar las concentraciones y cómo calcularlas  Comprobamos la propiedad coligativas conocida como descenso crioscópico, que es: al adicionar un soluto no volátil a un solvente, su temperatura de congelación, disminuye  Se estableció la relación existente entre masa y volumen la cual se determinó como densidad.  De definió que la relación entre masa y volumen del agua es directamente proporcional, por otro lado la relación del alcohol varia.  Se determinó que el promedio de la densidad de los metales y respectivamente La pendiente de la gráfica son comparativas  Respecto a la ley de Charles pudimos determinar la relación entre el volumen comprimido de un gas y temperatura, esta se puede expresar directamente proporcional.  En la soluciones se identificaron los agentes solvente, soluto y solución su %P/P,%P/V y molaridad, y se realizaron los cálculos pertinentes  Por medio del papel universal se puede saber el PH de todo tipo de sustancias se están utilizando.  El PH de una sustancia puede estar entre 0 y 7 que se denomina ácidos fuertes o débiles; y entre 7 y 14 que se denomina bases fuertes o débiles.  Por medio de fórmulas universales se puede calcular el PH de una sustancia sin necesidad de utilizar los indicadores de PH y la utilización del papel universal, solo basta con saber la cantidad de moles y la constante de disociación.

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 113

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

BIBLIOGRAFIA

              

    

Guía Componente Práctico 201102 – Química General y rubrica de evaluación. http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle_Mariotte http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Charles_y_Gay_Lussac http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_general_de_los_gases http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_las_presiones_parciales http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INOR GANICA/soluciones.htm http//mural.uv.es/frehuc/20/labtar/crioscopia_FHG.pdf Normas de seguridad en el laboratorio. Recuperado de www.quimicaweb.net/ciencia/paginas/laboratorio/normas.html Imágenes de propiedades de la materia. Recuperado de www.google.com.co/imgres?imgurl=http://2bp.blogspot.com Propiedades físicas y química de la materia? Recuperado de www.es.answer.yahoo.com/quetion/index.qidwww.es.wikipedia.org/wiki/materia Ley de charles. Recuperado de www.cnequnam.mx/cursos_diplomados/leydecharles/htm www.es.wikipedia.org.ley_de_charles Normas de seguridadhttp://www.iespana.es/biolocos/ts/manual2.htm El siguiente link se obtuvo de entrar en google a Principio de Arquímedes, y luego hacer clic en densidad de un sólido:http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/aerometro/aerometro.h tm#Medida%20de%20la%20densidad%20de%20un%20sólido Sobre ley de Charles http://personal.telefonica.terra.es/web/jpc/gases/ley_charles.html Determinación del cero absoluto y una práctica de la ley de Gay Lussac http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/cero/cero.htm#La%20escal a%20Kelvin%20de%20temperaturas Preparación de soluciones http://www.juntadeandalucia.es/averroes/iesgaviota/fisiqui/practicasq/node8.ht ml http://usuarios.lycos.es/ifob/preparacion_de_disoluciones.htm Video sobre preparación de soluciones http://www.youtube.com/watch?v=ev3wTXmL-

Curso: QUIMICA GENERAL Grupo: 201102_1 114