Informe Laboratorio Balance Masico y Energetico en Prob. Ambientales

BALANCE MÁSICO Y ENERGÉTICO DE PROBLEMAS AMBIENTALES INFORME DE LABORATORIO TEMA 1, 2 y 3

PRESENTADO POR:

FAUSTO RIAÑO LONDOÑO CODIGO: 1.123.563.152 INGRID DAYANA TENORIO AREVALO CODIGO: 1.124.191.312 MAYRA ALEJANDRA ABRIL CODIGO: 1.121.905.432 KAREN JOHANA TOVAR CODIGO:1.123.512.738 YENIFER GUALTEROS FRANCO CODIGO:1.120.374.176

TUTOR DE LABORATORIO WILLIAN HERNANDEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y ADISTANCIA ECAPMA CEAD: ACACIAS INGENIERIA AMBIENTAL NOVIEMBRE 2016

INTRODUCCIÓN A través de esta actividad de busca identificar el componente práctico del curso, realizando un pre-informe de las prácticas a realizar de manera que tengamos un conocimiento previo de los procesos y procedimientos que se desarrollaran logrando un laboratorio más participativo y dinámico. Las prácticas a realizar son: TEMA 1. Balance de materia sin reacción química la cual realizaremos la practica a. mezcla de alcohol etílico con agua, TEMA 2. Balance de materia con reacción química, la cual realizaremos la practica a. reducción de permanganato de potasio y TEMA 3. Balance de energía, la cual realizaremos la práctica b. reacciones exotérmicas

OBJETIVO GENERAL Calcular y analizar los diferentes resultados obtenidos del desarrollo práctico en el laboratorio donde se trabajó sobre el balance de materia sin reacción química en la separación de mezclas, balance de materia con reacción química y balance de energía en reacciones exotérmicas.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Estudiar los cambios que ocurren en procesos de separación de mezclas sin reacciones químicas y verificar la ley de conservación de la materia. Caracterizar los reactivos y productos obtenidos Identificar la propiedades físicas de reactivos y productos de diferentes reacciones químicas. Estudiar los cambios que ocurren en procesos con consumo o generación de energía Identificar propiedades físicas de sustancias puras, Verificar la ley de la conservación de la energía.

MARCO TEÓRICO

TEMA 1 BALANCE DE MATERIA SIN REACCION QUIMICA Cambios que ocurren en procesos de separación de mezclas sin reacción química y verificar la ley de la conservación de la materia. Ya que en la química se basa en el estudio de la materia y sus propiedades, es preciso unificar formas de obtener valores comparables para las diferentes propiedades de la materia. Esto se ha logrado mediante el establecimiento de patrones internacionales. Los patrones internacionales corresponden a los del sistema métrico y el sistema internacional de medidas (S.I )

Densidad: La densidad es una propiedad física de las sustancias que relaciona su masa con el volumen, por lo tanto se considera una unidad derivad a. Se representa con la letra D Para determinar la densidad de un sólido o un líquido es necesario tener la masa y el volumen de este. Para este fin se utiliza la siguiente fórmula: D = M / V Generalmente las unidades de masa son gramos, sobre unidades de volumen (cm3, ml ) D = g / cm3

Volumen: El volumen es el espacio que ocupa una porción de materia. En el sistema internacional de medidas (S.I), la unidad del volumen es el metro cúbico (m3). En las prácticas el metro cúbico era demasiado para trabajar con líquidos, por esto se utiliza el litro, que es la unidad de patrón de volumen en el sistema métrico 1L = 1000 cm.3 1L = 1000 ml 1 cm. 3 = 1 ml

Masa: La masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo. Se ha establecido como estándar de referencia el kilogramo ( Kg. ), la unidad de masa de mayor uso en el estudio de la química es el gramo ( g. ), el cual equivale a una milésima parte del kilogramo 1 Kg. = 1000 g. 1 g. = 1000 mg.

Ley De La Conservación De La Materia En el año 1745, Mijaíl Lomonosov enunció la ley de conservación de la materia de la siguiente manera: En una reacción química ordinaria donde la masa permanece invariable, es decir, la masa presente en los reactivos es igual a la masa presente en los productos. En el mismo año, y de manera independiente, el químico Antoine Lavoisier propone que” la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma”. Es por esto que muchas veces la ley de conservación de la materia es conocida como ley de Lavoisier-Lomonosov. Estos científicos se referían a la materia másica. Más adelante se observó que en algunas reacciones nucleares existe una pequeña variación de masa. Sin embargo, esta variación se explica con la teoría de la relatividad de Einstein, que propone una equivalencia entre masa y energía. De esta manera, la variación de masa en algunas reacciones nucleares estaría complementada por una variación de energía, en el sentido contrario, de manera que si se observa una disminución de la masa, es que ésta se transformó en energía, y si la masa aumenta, es que la energía se transformó en masa. Teniendo en cuenta la ley de conservación de la materia, cuando escribimos una ecuación química, debemos ajustarla de manera que cumpla con esta ley. El número de átomos en los reactivos debe ser igual al número de átomos en los productos. El ajuste de la ecuación se logra colocando índices estequiométricos delante de cada molécula. El índice estequiométrico es un número multiplica a los átomos de la sustancia delante de la cual está colocado. Ejemplo la reacción química de formación de amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno. N2 + H2 ————-> NH3 Observamos que en los reactivos hay dos átomos de nitrógeno y dos átomos de hidrógeno, mientras que en los productos hay sólo un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno. Para que la ecuación química cumpla con la ley de conservación de la materia, tenemos que agregar coeficientes estequiométricos, de la siguiente manera: N2 + 3H2 ————-> 2NH3 Así logramos que el número de átomos sea el mismo en ambos lados de la ecuación. Estos significa que dos átomos o dos moles de nitrógeno reaccionarán con tres átomos o moles de hidrógeno para formar dos átomos o moles de amoníaco. Cuando el coeficiente estequiométrico es uno, no se escribe. Leyes estequiometrias Según la definición dada por Richter en el año 1792, la estequiometria es la ciencia que mide las relaciones entre las masas, o, dicho de otra manera, las proporciones cuantitativas en los elementos químicos implicados en una reacción. En las reacciones químicas, los reactivos se combinan para formar productos. En las sustancias que intervienen, la reacción sucede a nivel atómico, es decir que los átomos de los reactivos rompen sus enlaces y forman nuevos enlaces para formar productos, pero siempre se conservan. Esta es la ley estequiométrica de la conservación de las masas, que implica que el número de átomos en los reactivos es igual al número de átomos en los productos, y que la carga total también debe ser la misma, en reactivos y en productos. Mezclas: Una mezcla es una materia constituida por diversas moléculas. Las materias formadas por moléculas que son todas iguales, en cambio, reciben el nombre de sustancia químicamente pura o compuesto químico Separación De Mezclas: En la naturaleza, las sustancias se encuentran formando mezclas y compuestos que es necesario separar y purificar, para estudiar sus propiedades tanto físicas como químicas.

Los procedimientos físicos por los cuales se separan las mezclas se denominan métodos de separación, que son los siguientes: DECANTACIÓN FILTRACIÓN EVAPORACIÓN DESTILACIÓN CENTRIFUGACIÓN CRISTALIZACIÓN CROMATOGRAFÍA TEMA 2 BALANCE DE MATERIA CON REACCION QUIMICA Una reacción es el proceso por el cual dos o más sustancias puestas en contacto reaccionan entre sí o ejercen su actividad para formar una nueva sustancia, la misma que es representada mediante una ecuación química Sustancias Químicas: Las sustancias se pueden diferenciar una de otra por su estado a la misma temperatura y presión, es decir, pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. También se pueden caracterizar por sus propiedades físicas, como la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición y solubilidad en diferentes disolventes. Reactivos: Un reactivo químico es toda sustancia que interactuando con otra (también reactivo) en una reacción química da lugar a otras sustancias de propiedades, características y conformación distinta, denominadas productos de reacción o simplemente productos. Por tratarse de compuestos químicos, los reactivos se pueden clasificar según muchas variables: propiedades físico-químicas, reactividad en reacciones químicas, características del uso del reactivo. Ecuación Química: es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan (llamadas reactivos o reactantes) y las sustancias que se originan (llamadas productos). Reacción Química: es un proceso en el cual una sustancia (o sustancias) desaparece para formar una o más sustancias nuevas. Las ecuaciones químicas son el modo de representar a las reacciones químicas. Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida denominadas reactivas.

TIPOS DE REACCIONES QUIMICAS Combinación o síntesis: Se presentan cuando se unen dos o más sustancias para formar otra sustancia, cuyas moléculas son el resultado de una reagrupación de átomos de los reactivos. Es así que A +B → AB Descomposición: Ocurre cuando a partir de un compuesto se producen dos o más sustancias. AB → A + B Desplazamiento o sustitución: En estas reacciones, un elemento sustituye y libera a otro elemento presente en el compuesto. En este tipo se da que: A + BC → AC + B Intercambio o doble sustitución: Al reaccionar dos compuestos estos intercambian sus elementos y se producen dos nuevos compuestos. Se representa de esta manera: AB + CD → AC + BD Según el intercambio de calor: Según el intercambio de calor existen dos clases de reacciones las exotérmicas y las endotérmicas. Las exotérmicas presentan desprendimiento de calor Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o como calor. Las endotérmicas absorben el calor. 3O2 + ENERGÍA da lugar a 2O3 Reacción de combustión: La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose visualmente como fuego. En toda combustión existe un elemento que arde y otro que produce la combustión, generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. COMBUSTIBLE +O2 → H2O + CO2+ ENERGÍA.

TEMA 3 BALANCE DE ENERGIA El balance de energía al igual que el balance de materia es una derivación matemática de la "Ley de la conservación de la energía" (Primera Ley de La Termodinámica), es decir "La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma". El balance de energía es un principio físico fundamental al igual que la conservación de masa, que es aplicado para determinar las cantidades de energía que es intercambiada y acumulada dentro de un sistema. La velocidad a la que el calor se transmite depende directamente de dos variables.

INTERCAMBIO DE CALOR: la diferencia de temperatura entre los cuerpos calientes y fríos y superficie disponible para el intercambio de calor. Cambios que ocurren en procesos consumo o generación de energía. EBULLICION: Temperatura a la cual se produce la transición de la fase líquida a la gaseosa. En el caso de sustancias puras a una presión fija, el proceso de ebullición o de vaporización ocurre a una sola temperatura; conforme se añade calor la temperatura permanece constante hasta que todo el líquido ha hervido. TEMPERATURA: a las que se encuentran definirán el estado de agregación molecular (sólido, líquido o gaseoso) y una condición muy característica. Ley de Conservación de la Energía La energía no se puede crear ni destruir; se puede transformar de una forma a otra, pero la cantidad total de energía nunca cambia. Esto significa que no podemos crear energía, es decir, por ejemplo: podemos transformarla de energía cinética a energía potencial y viceversa. Reacción Exotérmica es cualquier reacción química que desprende energía, mientras tanto, llamamos reacción química o modificación química al proceso químico en el cual dos o más sustancias (los reactivos), por la acción de una variable energética devienen en otras sustancias denominadas productos; las sustancias pueden ser elementos, o en su defecto compuestos. Por ejemplo, el óxido de hierro es la reacción química resultante tras la reacción del oxígeno del aire con el hierro. La reacción exotérmica se da especialmente en aquellas reacciones de oxidación, que son las reacciones químicas en las cuales existe una transferencia electrónica entre los reactivos, dando paso a una modificación de los estados de oxidación de los mencionados con relación a los productos. O sea, para que se produzca una reacción de oxidación en el sistema en cuestión deberá haber un elemento que cede electrones y otro que los acepta.

MATERIALES Y REACTIVOS TEMA 1

TEMA 2

TEMA 3

PRÁCTICA (A)

PRACTICA (A)

PRACTICA (B)

Probeta de 50 ml y 100 ml Pipeta Gotero Balanza Reactivos Alcohol Etílico 70% Agua destilada

Vaso de precipitado 100 ml Pipeta Vidrio de reloj Balanza Calentador Cuchara espátula con lado Termómetro Papel absorbente Reactivos -Ácido sulfúrico 2% -Oxalato de sodio -Permanganato de potasio -Hidróxido de sodio

PRACTICA (C) Soporte para Destilación Probetas de 100 ml Pipeta Reactivos Acetona Alcohol Etílico 65%

PRACTICA (B) Tubos de ensayo (6) Pipeta Cuchara espátula con lado Balanza Vidrio reloj Mechero laboratorio Encendedor Pinza de madera Reactivos

Vaso de precipitado 100 ml Pipeta Termómetro

Reactivos Hidróxido de sodio Hidróxido de sodio solido Azul de metileno Ácido acético Fenolftaleína Ácido Sulfúrico

METODOLOGIA TEMA 1. Balance De Materia Sin Reacción Química Práctica a. Mezcla De Alcohol Etílico Con Agua El alcohol etílico o etanol es un compuesto químico orgánico que usualmente se extrae de la caña de azúcar y que, además de su uso para bebidas y aplicaciones industriales, en las últimas décadas ha sido utilizado como combustible en mezclas con la gasolina, las que se conocen como gasohol. Las propiedades del alcohol etílico o etanol son: Nombre: Etanol Formula: C2H5OH Punto de Fusión oC-93.9 Punto de Ebullición o C: 65 Densidad gm/l,20°C: 0.791 La solubilidad del etanol en agua o gasolina están estrechamente influenciada por la presencia de los grupos OH, ya que estos interactúan fácilmente con las moléculas del agua mediante la formación de puentes de hidrógenos. Los alcoholes menores es decir metanol, etanol y propanol, son completamente soluble en agua. Sin embargo al ascender en la serie, el grupo hidroxilo, va perdiendo importancia con relación al grupo alquilo. El etanol es un líquido incoloro, de olor agradable, soluble de agua en todas proporciones. Este alcohol es un líquido multiuso por decirlo así debido a que se aplica para la elaboración de resinas, pegamentos, solventes, etc. Este hace que su implementación en cualquier ámbito sea valorado en gran manera y es considerado como el segundo liquido más importante después del agua. TEMA 2 BALANCE DE MATERIA CON REACCION QUIMICA Practica a. Reducción De Permanganato De Potasio El permanganato de potasio (KMnO4) es un fuerte agente oxidante y uno de los compuestos de manganeso más importantes y es irremplazable en numerosos procesos. Es sólido a temperatura ambiente, sus cristales generan con frecuencia la apariencia violeta azulada debido a una pequeña reducción superficial. Tiene un sabor dulce astringente aunque no posee olor. El calor genera su descomposición a 240 ºC, Liberando oxígeno e incrementando la temperatura, debido a que es una reacción exotérmica. Es soluble en agua formando soluciones desde rosadas hasta púrpura oscuro dependiendo de la concentración, también es soluble en alcohol metílico. La solubilidad del permanganato de potasio con agua destilada el sólido comienza a disolverse lentamente, tiñendo el líquido lentamente del color del sólido, formando una solución de Permanganato de Sodio en Agua. Las propiedades del permanganato de potasio son: Fórmula: KMnO4 Masa molar: 158,034 g/mol Denominación de la IUPAC: Potassium manganate Densidad: 2,70 g/cm³

Punto de fusión: 240 °C Soluble en: Agua El hidróxido de sodio (NaOH) o hidróxido sódico, o soda cáustica, es un hidróxido usado en la industria en la fabricación de papel, tejidos, y detergentes. Además, se utiliza en la industria petrolera en la elaboración de lodos de perforación base agua. A nivel doméstico, son reconocidas sus utilidades para desbloquear tuberías de desagües de cocinas y baños, entre otros. A temperatura ambiente, es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe la humedad del aire. Sustancia corrosiva que al disolverse en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente para encender materiales combustibles. Propiedades del hidróxido de sodio: Apariencia Sólido. Blanco. Densidad 2100 kg/m3; 2,1 g/cm3 Masa molar 39,99713 g/mol Punto de fusión 591 K (318 °C) Punto de ebullición 1663 K (1390 °C) El ácido sulfúrico es un compuesto químico extremadamente corrosivo (H2SO4). Es el compuesto químico que más se produce en el mundo, por eso se utiliza como uno de los tantos medidores industriales. Usado en la obtención de fertilizantes y síntesis de otros ácidos y en la industria petroquímica. Obtenido a partir de dióxido de azufre, por oxidación con óxidos de nitrógeno en disolución acuosa. Reacciona violentamente en agua y compuestos orgánicos con desprendimiento de calor. Propiedades del ácido sulfúrico: Apariencia Líquido aceitoso incoloro Densidad 1800 kg/m3; 1.8 g/cm3 Masa molar 98,08 g/mol Punto de fusión 283 K (10 °C) Punto de ebullición 610k8337ºC

TEMA 3 BALANCE DE ENERGIA Práctica b. Reacciones Exotérmicas Se denomina reacción exotérmica es cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o calor, dadas en aquellas reacciones de oxidación o de transferencia electrónica entre los reactivos, lo que modifica los estados de oxidación. A + B → C + D + calor .Ocurre principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando éstas son intensas pueden generar fuego. Si dos átomos de hidrógeno reaccionan entre sí e integran una molécula, el proceso es exotérmico. Un ejemplo de reacción exotérmica es la combustión la reacción contraria, que consume energía, se denomina reacción endotérmica. Ácido acético. O ácido etanoico o ácido metilencarboxílico, es un ácido orgánico de dos átomos de carbono, se puede encontrar en forma de ion acetato. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2),

siendo el grupo carboxilo es el que le confiere las propiedades ácidas a la molécula. Este es un ácido como el vinagre. Propiedades del ácido acético: Líquido hidroscópico Incoloro Inodoro, olor punzante (a vinagre) Punto de ebullición de 118.05 °C Punto de fusión de 16.6 °C Soluble en agua, alcohol, éter, glicerina, acetona, benceno, y tetracloruro de carbono. Buen disolvente de varios compuestos orgánicos y de algunos inorgánicos como el azufre y el fósforo.

DIAGRAMA DE FLUJO

TEMA 1 BALANCE DE MATERIA SIN REACCION QUIMICA

Practica a. Mezcla De Alcohol Etílico Con Agua

Practica c. Separación De Mezclas

1.En una probeta graduada de 100 ml., colocar 15 ml de acetona . determine la masa de la acetona(solucion A) 2.En otra probeta graduada de 100 ml, colocar 35 mlde alcohol etilico . determinar la masa del alcohol (solucion B)

3.mezclar las soluciones A Y B ; determinar la masa ,el volumen y la densidad de la solucion resultante

6. ¿puede determinar a que compuesto corresponde cada fraccion?

7. determine el porcentaje de recuperacion de cada compuesto

5. determine la masa de las diferentes fracciones de destilado 4. en un sistema de destilacion simple (pida ayuda al tutor para la instalacion )introducir la solucion C y calentar hasta la ebullicion . recoja las diferentes fracciones de destilado y tome nota de los puntos de ebullicion de las sustancias

8. justifique las diferencias entre la masa inicial y la masa final de los compuestos .

TEMA 2. BALANCE DE MATERIA CON REACCION QUIMICA Practica a. Reducción De Permanganato De Potasio

REDUCCIÓN DE PERMANGANATO DE POTASIO

i) MEDIO FUERTEMENTE ACIDO

1. Vierta en un vaso de 100 ml, 20 ml de agua destilada 2. Vierta en la solución anterior 2 ml de ácido sulfúrico concentrado.

3. Disuelva en la solución anterior 0.6 g de oxalato de sodio (Na 2C2O4) ó 0.8 g de oxalato de potasio. 4. Calentar la solución ácida de oxalato de sodio a 60 ºC. 5. Añadir a la solución caliente 1 ml de una solución de permanganato de potasio.

ii) MEDIO NEUTRO

1. Vierta en un vaso de 100 ml, 20 ml de agua destilada.

2. Disuelva en 0.6 g de oxalato de sodio (Na2C2O4) ó 0.8 g de oxalato de potasio.

3. Calentar la solución de oxalato de sodio a 60 ºC.

4. Añadir a la solución caliente 1 ml de una solución de permanganato de potasio.

iii) MEDIO FUERTEMENTE ALCALINO

1. Disuelva 2 g de hidróxido de sodio1 en 20 ml de agua destilada en un vaso de 100 ml 2. Disuelva en la solución anterior 0.6 g de oxalato de sodio (Na 2C2O4) ó 0.8 g de oxalato de potasio. 3. Calentar la solución alcalina de oxalato de sodio a 60 ºC 4. Añadir a la solución caliente 1 ml de una solución de permanganato de potasio.

5. Registrar sus observaciones. 6. Registrar sus observaciones. 5. Registrar sus observaciones.

Practica b. Clasificación De Las Reacciones Químicas.

1. vierta en un tubo de ensayo 1 ml de reactivo A

2. en otro tubo de ensayo , 1ml de reactivo B(si es solido , tomar aproximadamente 0.1 g de reactivo )

3. hacer reaccionar 2 0 5 gotas de el reactivo A con el reactivo B , observe y registre sus cambios

5. analizar las fuentes de error en la experimentacion .

4. vierta el resto del reactivo A ,observe y anote los cambios . si la reaccion es lenta , deje el tubo en reposo hasta que observe algun cambio .

TEMA 3. BALANCE DE ENERGIA Práctica b. Reacciones Exotérmicas

RESULTADOS

TEMA 1. Balance de materia sin reacción química Práctica a. Mezcla De Alcohol Etílico Con Agua

Solución A Peso de la probeta = 92.544 gr Masa = 23.7 gr Volumen = 25 ml Solución B Peso de la probeta 50m = 77,839 gr Masa de la solución B = 8,145 gr Volumen = 10 ml Solución C Peso de la probeta de 50 ml = 77,795 gr Masa de la solución C = 30,767 ml Volumen 33,05 ml 30,767𝑔 𝐷= = 0,930𝑔/𝑚𝑙 33,05𝑚𝑙 Solución D Peso de la probeta de 100 ml = 92,540 Masa de la solución D = 24.394g Volumen = 25 ml Solución E Peso de la probeta 50ml =77,810 Masa de la solución E = 8,145 gr Volumen = 25 ml Solución F Masa de solución F = 39.95g Volumen 43 ml 39,95𝑔 𝐷= = 0.929𝑔/𝑚𝑙 43𝑚𝑙 Solución G Masa de la solución = 70,116 gr Volumen 73,08ml 70,116 𝐷 = 73,08𝑚𝑙 = 0,959𝑔/𝑚𝑙

Practica c. Separación De Mezclas Solución A 1) Masa probeta vacía = 51,24 gr Masa probeta + acetona: 63,32 gr Masa acetona= 12,08 gr

Solución B 2) Masa de la probeta de = 25,29g Masa de la probeta + alcohol = 55,63 gr Masa del alcohol = 30,34 gr

Solución C 3) Mezcla de A Y B Probeta = 88,9 g Masa A + B = 11,56 𝐺 + 30,09 = 41,65 𝑔 = 𝑺𝑶𝑳𝑼𝑪𝑰𝑶𝑵 𝑪 Masa solución C = 41,65g Volumen = 48ml

Densidad: m/v

=

41,65𝑔 48𝑚𝑙

= 0.86 𝑔/𝑚𝑙

4. t° de fracciones de destilado Fracción destilado INICIAL = 26°C solución c alcohol etílico

de T° T° experi mental 175°c 70°c

acetona 5. Fracción 1 solución c 2 alcohol etílico 3 acetona

54°c

T° teórica

78.37° c 56°c

Masa 49,91g

29,51g 79,92 g

𝟒𝟗, 𝟗𝟏𝒈 − 𝟕𝟗, 𝟗𝟐𝒈 = 𝟐𝟗, 𝟓𝟏 𝒈

6. ¿Puede determinar a qué compuesto corresponde cada fracción? Se determinó que la primera sustancia a destilar fue la acetona. La segunda fracción a destilar fue el alcohol etílico. Porque el punto de ebullición de la acetona es menor, con respecto al del alcohol etílico.

7. Porcentaje de recuperación. Ecuación para el porcentaje de recuperación. % de recuperación = 100% - % de perdida % perdida de acetona =

12,8 − 7.5 ∗ 100 = 37.5 12,18

% recuperacion = 100% − 37.5% = 62,5% % recuperacion acetona = 62,5% % perdida alcohol etilico =

31,34 − 24,74 ∗ 100 = 21,05 31,34

% recuperacion = 100% − 21,05% = 78,95% % recuperacion alcohol etilico = 78,95%

8. Justifique las diferencias entre la masa inicial y la masa final de los compuestos Las diferencias entre la masa inicial y final de cada compuesto se deben a posibles escapes de gas en el montaje, también errores en la parte de observación o en los elementos de medición utilizada; se puede ver residuo en el sistema y en un remonte en el balón de destilación y en la línea recta del mismo.

TEMA 2. BALANCE DEMATERIA CON REACCION QUIMICA Practica a. Reducción De Permanganato De Potasio Registrar sus observaciones Medio Fuertemente Acido Al calentar la mezcla y agregar el ml de permanganato de potasio, se pudo observar que el color morado del permanganato desapareció de manera inmediata debido al acido presente en esta mezcla. Medio Neutro En esta práctica se determinó que el permanganato de potasio al ser mezclado en la solución de oxalato de sodio a temperatura de 60° tomo un color fucsia inmediatamente. Medio Fuertemente Alcalino Esta mezcla tuvo tres reacciones químicas; al agregar el permanganato de potasio a la solución se observó que el primer cambio de color fue de morado claro a un morad oscuro, pasó a azul y luego a verde con un lechoso de color blanco, además se observó un aumento de temperatura.

Practica b. Clasificación De Reacciones Químicas

REACCION

1

2

3

REACTIVO A

REACTIVO B

TIPO DE REACCION

H2SO4+NAOH ------ NaSO4 + H2O ACIDO HIDROXIDO (reacción de neutralización ) SULFURICO+ DE SODIO Se observa efervescencia , formando un 1GOTA DE anillo de tono fucsia alrededor de la FENOFTALEINA esfera del hidróxido de sodio después se torna de color lechoso y finalmente después de 2 min queda incoloro H2SO4+BaCL2 ------ BaSO4+ HCL SOLUCION CLORURO DE (Reacción de neutralización doble ) ANTERIOR BARIO Inicialmente se observa un color Amarillo (ACIDO claro, que al pasar 1 minuto se torna SULFURICO) lechoso.

HIERRO

Fe+6HCL ---- FeCL3+ H2 ACIDO (reacción redox por sustitución simple ) CLORHIDRICO Se observa efervescencia , después de 5 minutos se observa que el hierro se vuelve casi que blanco

4

COBRE

NITRATO PLATA

Cu+ Ag NO3 ------ Cu(NO3)2 + Ag DE ( Al hacer reaccionar estos compuestos, se observa que la lamina de cobre, se oxide, tomando una coloración gris, su contextura pasa de ser dura a blanda.

5

AMONIACO

6

FERROCIANURO SOLFATO DE DE POTASIO COBRE

CLORURO FERRICO

NH3 + CU2 SO4-----Cu(SO4)(OH)2 + NH4 (reacción redox , se oxide el cobre y se reduce el nitrógeno ) El liquidó incoloro del amoniaco al mezclarlo con cloruro férrico se torna azul intense formando un precipitado No se realizo

→

7

CLORATO POTASIO CALOR

DE +

KCL03+ ∆ ------- KCL+ O2 (reacción de combustión por sustitución ) Al suministrar calor a la sustancia se puede observar la formación de una sal, Blanca.

TEMA 3. BALANCE DE ENEERGIA Práctica b. Reacciones Exotérmicas Registrar sus observaciones Solución al 2 molar de hidróxido de sodio en H2O 1. NaOH= 40 𝑔/𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 Para 2 molar tenemos: 80 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 1000 𝑚𝑙 𝑥 → 20 𝑚𝑙 80 𝑔 . 20 𝑚𝑙 = 1,6 𝑔 𝑑𝑒 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑥𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑑𝑖𝑜 𝑠𝑒 𝑑𝑒𝑏𝑒 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑟 𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 1000 𝑚𝑙

2. se preparan 10 ml de la solución NaOH 2m con 2 gotas de azul de metileno, en el cual se toma la temperatura inicial (temperatura del NaOH) y la temperatura final (temperatura con el azul de metileno). Observaciones al combinar NaOH con Azul de metileno la temperatura aumento 16°c dando una mezcla homogénea reacciono es exotérmica 𝑇𝑖 = 22° 𝐶 𝑇𝑓 = 38°𝐶 3. Al mezclar CH3-COOH mas Azul de metileno tomamos la temperatura inicial 22°C al realizar la mezcla la temperatura quedo 28°C Aumento 6°C

4. al mezclar las soluciones A y B se observa una coloración violeta. 5. El producto obtenido de la siguiente mezcla es NaOH + C2H4O2

C2H3NaO2 +H2O

Acetato de sodio más agua NaOH + H2SO4

Na2SO4 + H2O

Sulfato de sodio más agua

6. Al repetir el procedimiento con las siguientes soluciones tenemos: Solución A: hidróxido de sodio al 2 molar – 10 ml Temperatura inicial: 34,5 °C Se le agregan 3 gotas de fenolftaleína y se toma la temperatura final: 31, 5° C. 7. Como observación final se pudo determinar que inicialmente tomo una coloración fucsia que se desvaneció paulatinamente. Solución B: ácido sulfúrico 2 molar – 10 ml Temperatura inicial: 28.5°C Se le agregan 2 gotas de fenolftaleína y se le toma la temperatura final: 28,6 °C. No se registró ningún tipo de color.

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS Se pudo observar que en las diferentes practicas realizadas logramos obtener los resultados que esperábamos, en la práctica a. mezcla de alcohol etílico con agua, se dieron diferentes soluciones en las cuales se identificó masa, volumen y densidad; en la práctica b, reducción de permanganato de potasio se obtuvo resultados positivos ya que al realizar en medio fuertemente acido la coloración del permanganato de potasio(color violeta), se volvió transparente, en medio neutro este tomo color fucsia y finalmente al realizar la prueba en un medio fuertemente alcalino este tomo coloraciones de morado oscuro a verde lechoso. Finalmente se realizó la práctica de reacciones exotérmicas, en este caso se pueden identificar las diferentes temperaturas que se generan al mezclar diferentes soluciones en nuestro caso se utilizó hidróxido de sodio y azul de metileno.

CONCLUSIONES En esta práctica se pudo comprobar la importancia del balance de materia de los diferentes procesos que involucran la alteración o transformación del agua, y el alcohol etílico así como las medidas de precaución determinado los diferentes valores que identifican las propiedades físicas: masa volumen en y densidad tanto puras como en mezclas; aplicando el balance de las materias sin reacción en química, así como de conservación de la materia ya que el agua tiene una tensión superficial mayor al alcohol. Aunque sus índices de riesgo en las hojas de seguridad no son tan elevados, el consumo de este o mezclar con otros es un acto inseguro con potencial de peligro. La práctica a de la reducción del permanganato de potasio pudimos apreciar en el laboratorio que ocurren ciertas reacciones o cambios químicas, esto gracias a los diferentes substancias y sus propiedades físicas, como su clasificación y cambios ocurridos en el sistema. Desde la mezcla de los reactivos hasta la formación de los productos. Lo cual tener la experiencia de medir, mezclar y ver los proceso involucrados como el color, olor la formación de precipitados y desprendimiento de calor, de forma práctica en las diferentes reacciones que tuvieron lugar en la práctica ya sean de reducción, oxidación, doble o simple sustitución y otras, esto con el objetivo de clasificarlas y de reconocer las características de cada una para la aplicación del balance de la materia con reacción química del medio fuertemente acido, neutro o ya sea fuertemente alcalino. Además de reconocer el cuidado de diferente riesgos según hojas de seguridad d de los diferentes reactivos con los elementos de protección adecuados y el cuidado necesario. La práctica del laboratorio de balances de energía se evaluaron los cambios que ocurrieron en los procesos con consumo o generación de energía, identificando las propiedades físicas para continuar verificando la ley de la conservación de la misma y por ende facilitar un resultado clave a la hora de tomar decisiones para cada ingeniero a la hora de cumplir o dar reacción a un químico. Y considerándose una reacción exotérmica por su desprendimiento de calor, así la energía de los productos terminaría menor que la energía de los reactivos tal cual pasa en el

proceso de la combustión. Lo que por ende se debe tomar todas las precauciones necesarias para evitar efectuar evidenciar el peligro. Luego de estas actividades podemos concluir, que al mezclar dos sustancias (un soluto y un solvente) formaremos soluciones las que pueden ser de un sólido es un sólido, un sólido en un líquido, y así sucesivamente se pueden mezclar sustancias en todos los estados. También podemos concluir que esta solución debe ser homogénea y soluble. Con estos experimentos pudimos observar las reacciones de las sustancias al unirse y las propiedades que adquieren estas uniones llamadas soluciones.

BIBLIOGRAFIA



UNAD. Protocolo de prácticas de Laboratorio. Balance de másico y energético en problemáticas ambientales. Universidad Nacional Abierta y A Distancia. Recuperado el 15 Abril de 2015. [Contenido del curso en línea, documento en PDF], obtenido de: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358081/2015-I/Protocolo_Practicas.pdf



Jiménez, O. (2013). Balance Másico y Energético en Problemáticas Ambientales. Módulo didáctico. Bogotá: Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD.



Reacciones exotérmicas y endotérmicas. Recuperado 25 de 09 2015.http://prepa8.unam.mx/academia/colegios/quimica/infocab/unidad114.html



Ley de la conservación de la materia | La Guía de Químicahttp://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/ley-de-la-conservacion-de-lamateria#ixzz45qPFlQr9

de

Destilación simple (12/mayo/2016)http://avalon.utadeo.edu.co/comunidades/estudiantes/ciencias_basicas/a nalitica_instrumental/guia_2_3.pdf

ANEXO FOTOGRAFICO