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• Tatiana Rangel

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PRACTICAS QUIMICA GENERAL

CONTENIDO CONTENIDO.......................................................................................................................................5 PRÁCTICA 1. NORMAS DE SEGURIDAD Y RECONOCIMIENTO DE MATERIAL.................................6 Práctica 2. CALIBRACIÓN DE MATERIAL DE LABORATORIO.........................................................24 Práctica 3. PROPIEDADES FISICAS DE LA MATERIA.......................................................................29 Practice 4.

DENSITY AND A CALIBRATION CURVE...................................................................34

Práctica 5.

OPERACIONES FUNDAMENTALES DEL LABORATORIO.........................................37

PRÁCTICA 6. Práctica 7.

IDENTIFICACIÓN DE METALES A LA FLAMA.......................................................41 PERIODICIDAD QUIMICA.........................................................................................43

Practice 8. CHEMICAL REACTIONS.................................................................................................46 Práctica 10.

METALES Y NO METALES........................................................................................51

Práctica 11.

ORDEN DE ACTIVIDAD DE LOS METALES...............................................................53

Práctica 12.CONDUCTIVIDAD ELECTRICA.......................................................................................57 Práctica 13. DETERMINING AN EMPIRICAL FORMULA..................................................................60 Práctica 14.ESTEQUIOMETRÍA PARTE 1: REACTIVO LIMITANTE....................................................63 Práctica 15.ESTEQUIOMETRÍA PARTE 2: ESTUDIO DE ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES DONDE INTERVIENEN SISTEMAS GASEOSOS................................................................................65 BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................................67

PRÁCTICA 1. NORMAS DE SEGURIDAD Y RECONOCIMIENTO DE MATERIAL INTRODUCCIÓN Con el fin de llegar a manejar con suficiencia los principios básicos que subyacen al trabajo de laboratorio, usted debe aprender a manejar el equipo, los materiales, reactivos y familiarizarse con las medidas de seguridad y de buenas prácticas del trabajo en laboratorio. Debe organizarse usted mismo, mental y físicamente, antes de entrar a trabajar en el laboratorio y ser conscientes de la preparación previa de los procedimientos experimentales, de modo que su trabajo no resulte ser una improvisación. A pesar de que va realizar un trabajo en equipo, usted es responsable en forma individual de todos los experimentos y lo que ello involucra. Utilice su ingenio, sentido común y responsabilidad. Esta actitud es el requisito básico para adquirir la sensibilidad científica que todo químico debe tener. Reconozca y observe siempre las normas de seguridad para evitar accidentes lamentables. Antes de utilizar elementos extraños o desconocidos, documéntese primero sobre su potencial peligrosidad. 1. OBJETIVOS 1.1. Identificar, reconocer y aplicar las principales normas de seguridad, en la manipulación adecuada de sustancias químicas para propiciar un ambiente de trabajo en el laboratorio con mínimo riesgo. 1.2. Reconocer el material de uso común para el trabajo experimental en los laboratorios de química. 2. PRELABORATORIO 2.1. Lea cuidadosamente la totalidad de la guía, y amplíe la lectura mediante consulta bibliográfica. 2.2. Observar el video de seguridad en el Laboratorio que se encuentra en la siguiente dirección de internet: http://www.youtube.com/watch?v=5RLZegO2hwo . 2.3. Realice un breve resumen resaltando los aspectos más importantes para que su trabajo en el laboratorio sea seguro. 2.4. Consulte cual es el material básico requerido en un laboratorio de química. 3. MATERIALES Y REACTIVOS Pictogramas de seguridad Tabla Merck : frases S y frases R Elementos de seguridad: Gafas, bata, tapabocas, guantes, mascarillas etc.

Material de uso común en los laboratorios de química: de vidrio, metálico, cerámico, madera y mixto.

4. SEGURIDAD PERSONAL 2

4.1. Utilice siempre bata protectora. Debe ser cómoda y fácil de usar, que no impidan el libre movimiento y se deben emplear siempre abotonada o completamente cerrada para el trabajo de laboratorio. 4.2. Utilice gafas protectoras. Los ojos son la parte externa más sensible del cuerpo al contacto con los reactivos. No se deben usar lentes de contacto; las salpicaduras de los químicos pueden ser atrapadas debajo de ellos y ocasionar daños muy severos. Si es necesario cambie sus lentes por gafas durante el período de laboratorio.

4.3. Utilice tapabocas 4.4. Los guantes deben poderse poner y quitar con facilidad y usarse durante todo el tiempo que dure la práctica y /o permanezca en el laboratorio, al igual que las gafas de seguridad. 4.5. Tenga a la mano una toalla pequeña y jabón de manos. 4.6. Antes de iniciar la práctica usted debe informar al profesor si sufre de alguna alergia o sensibilidad a los reactivos químicos conocida. 4.7. Ubique y aprenda a usar el lavador de ojos, duchas y el extintor, que se usará de acuerdo con la situación. Ubique además: las ventanas, los equipos de ventilación, los equipos de iluminación, controles de suministro eléctrico y salidas de emergencia. 4.8. Esté atento a las explicaciones del profesor acerca de los riesgos y bioseguridad. Consulte para cada práctica la toxicidad y peligrosidad de los reactivos que va a usar, de igual manera prepárese para enfrentar cualquier accidente con estos reactivos. 4.9. Asegúrese que entiende los límites permisibles de exposición a los reactivos químicos que está usando, nunca subestime los riesgos involucrados en el laboratorio. Siempre minimice las exposiciones innecesarias a los reactivos, evite manipular sin protección, oler directamente o probar los reactivos. 4.10.No use sandalias o zapatos abiertos o zapatos lisos, bufandas, gorros, guantes de lana, chaquetas y el pelo suelto, para trabajar en el laboratorio. 4.11. Ubique sus objetos personales como bolsos, sacos etc.en los lugares destinados para tal fin; no los deje sobre las mesas de trabajo. 4.12. Trabaje sin prisa y muy atento en lo que está haciendo. 4.13. Mantenga su sitio de trabajo asignado y sus materiales completamente organizado durante la práctica. 4.14.El estudiante responderá por el material que le sea asignado para su uso durante la práctica y/o todo el semestre; el cual deberá ser entregado, en la cantidad y estado en que se encontró. 4.15.Está prohibido el uso de celulares, ipod, o cualquier equipo de audio o comunicación que pueda distraer al estudiante durante las prácticas de laboratorio.

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5. SEGURIDAD EN EL LABORATORIO Es fundamental para el buen desarrollo de las prácticas, la seguridad de todos los usuarios de los laboratorios, para los cual deben tomarse en cuenta las siguientes recomendaciones: 5.1. Cualquier accidente por leve que sea debe ser notificado de inmediato al docente o al auxiliar del laboratorio 5.2. Haga uso adecuado y permanente de los elementos de protección. 5.3. Mantenga las sustancias inflamables en sitios frescos y aireados. 5.4. Cuando se produzca fuego, cierre la llave del gas que hay frente a su mesa de trabajo, coloque una lanilla o paño húmedo sobre el área afectada, proceda con calma, no se deje dominar por el pánico, si se suspende el oxígeno puede apagar las llamas, sí estas se propagan más utilice el extintor. 5.5. Para prevenir accidentes tenga en cuenta las siguientes normas:  Evite comer, beber o fumar en el laboratorio.  Evite llevarse las manos al rostro o a la piel expuesta (pueden estar contaminadas).  No llene más de ¾ los tubos de ensayo y cuando estén calentando, manténgalos inclinados de tal forma que con el calor no corra el riesgo de expulsión a la cara de la persona que está calentando ni a los vecinos.  En caso de ocurrir, limpie inmediatamente el derramamiento de cualquier químico, de forma conveniente, según la naturaleza (En caso de duda consulte al profesor). Lave cuidadosamente las manos con abundante agua y después de 5 minutos adicione jabón. Informe oportunamente al profesor.  Nunca pipeteé líquidos con la boca, siempre utilice la perilla de succión.  Lave cuidadosamente sus manos al terminar su trabajo. 6. INSTRUCCIONES GENERALES PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO 6.1. Recuerde siempre que el laboratorio es un lugar de trabajo que exige la máxima responsabilidad. 6.2. Prepárese para su trabajo experimental, leyendo las guías de las prácticas antes de ir al laboratorio. 6.3. Efectúe solamente las experiencias señaladas por el profesor. Nunca deje solo un experimento cuídelo y este pendiente de él todo el tiempo. 6.4. No toque nunca los compuestos químicos con las manos, utilice una espátula. 6.5. No pruebe ningún compuesto químico o disolución. 6.6. Cuando se desee conocer el olor de una sustancia, no acerque la cara directamente sobre el recipiente. Mueva la mano sobre la superficie de la sustancia y abanique un poco de vapor hacia la nariz. 6.7. Informe cualquier accidente a su profesor, por pequeño que sea. 6.8. Deje pasar un tiempo para tomar con las manos el vidrio o cualquier material caliente, manéjelo con pinzas y no lo coloque caliente sobre mesones mojados. 6.9. Mantenga una adecuada disciplina durante la estancia en el laboratorio: No corra, juegue o haga bromas, no reciba visitas de otras personas ajenas al laboratorio, mientras esté realizando su práctica. 6.10.Registre todos los datos y observaciones en una libreta a medida que desarrolla el laboratorio. 4

6.11. Deposite los papeles o sólidos de desechos en los recipientes adecuados para tal fin. No botar sólidos poco solubles, ni papeles de filtro en los vertederos. 7. INSTRUCCIONES PARA EL USO DE SUSTANCIAS QUÍMICAS 7.1. No retire los reactivos del lugar dispuesto para ello. 7.2. Compruebe cuidadosamente los rótulos de los frascos de reactivos antes de sacar algo de su contenido. Lea cuidadosamente (dos veces) la etiqueta del frasco hasta estar seguro de que es el reactivo que necesita, no utilice reactivos que estén en frascos sin etiqueta. Después de que utilice un reactivo tenga la precaución de cerrar bien el frasco. 7.3. No devuelva nunca a los frascos de origen los sobrantes de compuestos utilizados. 7.4. Los tubos de ensayo calientes, con líquido o no, deben colocarse en una gradilla. 7.5. La dilución de ácidos concentrados debe hacerse de la siguiente manera: Utilizar recipientes de pared traslúcida. Añadir lentamente el ácido al agua resbalándolo por las paredes del recipiente, al mismo tiempo que se agita suavemente. Nunca añada agua al ácido, porque puede formarse vapor con violencia explosiva.  Si el recipiente en el que se hace la disolución se calentara demasiado, interrumpir de inmediato y continuar la operación en baño de agua o hielo. 7.6. No tirar o arrojar sustancias químicas, sobre nadantes del experimento o no, al desagüe. En cada práctica deberá preguntar al profesor sobre la disposición temporal o final de los residuos de los experimentos para evitar la contaminación de ríos y lagunas. 7.7. Cuando en una reacción se desprendan gases tóxicos, se evaporen ácido o usen compuestos volátiles, la operación deberá hacerse bajo una campana de extracción. 7.6. Etiquete claramente todos los vasos y recipientes que use. No encienda el mechero con reactivos que se encuentren destapados y cerca. Cuando no esté usando el mechero, cierre las llaves de paso de gas.  

Todos los reactivos químicos traen en sus etiquetas un símbolo que identifica el grado de peligrosidad. Tenga en cuenta esta información y observe los riesgos específicos y los consejos mencionados en la etiqueta. Los reactivos químicos pueden pertenecer a uno o más de los siguientes grupos:

7.8. SUSTANCIAS EXPLOSIVAS.

E

Este símbolo señaliza sustancias que pueden explotar bajo determinadas condiciones. Hay que evitar el choque, fricción, formación de chispas, percusión y acción del calor. (ejemplo: dicromato de amonio) 5

7.9. SUSTANCIAS COMBURENTES. Pueden inflamar sustancias combustibles o favorecer la amplitud de los incendios ya declarados, dificultando su extinción. Evitar cualquier contacto con sustancias combustibles. (Peróxido de sodio, permanganato de potasio).

O

7.10.SUSTANCIAS INFLAMABLES

F

Evitar el contacto con el aire, aislar de las llamas, fuentes de calor y chispas; o en algunos casos evitar el contacto con el agua o con la humedad. ( sodio, litio, acetona, benceno)

7.11. SUSTANCIAS TOXICAS

T

Presentan trastornos graves e incluso llevar a la muerte, tras una inhalación, absorción por la piel o por ingestión. Evitar cualquier contacto con el cuerpo humano. (Cloruro de mercurio III)

7.12. SUSTANCIAS NOCIVAS

Xn

La incorporación de estas sustancias por el organismo produce efectos nocivos de menor trascendencia. Evitar el contacto con el cuerpo humano así como las inhalaciones de vapores. (Tricloroetileno).

7.13. SUSTANCIAS CORROSIVAS

C

El contacto con estas sustancias se destruye el tejido vivo y otros materiales. Evitar la inhalación de los vapores y el contacto con la piel, ojos y ropa.

7.14. SUSTANCIAS IRRITANTES

xi

Este símbolo destaca aquellas sustancias que pueden producir acción irritante en la piel, en los ojos y sobre los órganos respiratorios. No inhalar los vapores y evitar el contacto con la piel y los ojos 6

7.15. PELIGROSOS PARA EL MEDIO AMBIENTE

N

Las sustancias o preparados que presenten o puedan presentar un peligro inmediato o futuro para uno o más componentes del medio ambiente.

8. RECOMENDACIONES EN CASO DE FUEGO EN EL LABORATORIO. 8.1. El fuego se presenta por la presencia de: combustible, oxígeno, calor (y/o chispa). 8.2. En caso de fuego en el laboratorio, conserve la calma y desaloje rápidamente por la salida de emergencia. 8.3. Si el fuego es pequeño, se retiraran rápidamente los reactivos cercanos, si es posible se intenta apagar sofocando el fuego con un paño y se utilizara el extintor (tenga siempre presente su ubicación y el tipo); nunca utilice agua para apagar un fuego producido por disolventes químicos. 8.4. Si se incendia la ropa, grite inmediatamente para pedir ayuda. Estírese en el suelo y ruede sobre sí mismo para apagar las llamas. No corra ni intente llegar a la ducha de seguridad, si está cerca, o hágale rodar por el suelo. 8.5. No utilice nunca un extintor sobre una persona 8.6. Una vez apagado el fuego, mantenga a la persona tendida, procurando que no se enfríe y proporciónele asistencia médica. 9. RECOMENDACIONES EN CASO DE ACCIDENTE 9.1. Cualquier accidente debe ser reportado inmediatamente al monitor o al profesor. 9.2. Los productos químicos que se hayan vertido sobre la piel han de ser lavados inmediatamente con agua corriente abundante, como mínimo durante 15 minutos. Las duchas de seguridad instaladas en los laboratorios serán utilizadas en aquellos casos en que la zona afectada del cuerpo se grande y no sea suficiente el lavado en un fregadero. Es necesario sacar toda la ropa contaminada a la persona afectada lo antes posible mientras esté bajo la ducha. Recuerda que la rapidez en el lavado es muy importante para reducir la gravedad y la extensión de la herida. Se debe proporcionar asistencia médica a la persona afectada. 9.3. Los cortes producidos por la rotura de material de cristal son un riego común. Estos cortes se tienen que lavar bien, abundante agua corriente, durante 10 minutos como mínimo. Si son pequeños y dejan de sangrar en poco tiempo, lavados con agua y jabón y cúbralos con una venda o apósito adecuados. Si son grandes y no paran de sangrar, requieren asistencia médica inmediata. 9.4. Corrosiones en la piel por ácidos: Corte lo más rápidamente posible la ropa. Lave con abundante agua corriente la zona afectada. Neutralice la acidez con bicarbonato sódico durante 15-20 minutos. Saque el exceso de pasta formada, seque y cubra la parte afectada con aceite para la piel.

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9.5. Por álcalis: Lave la zona afectada con abundante agua corriente y aclárala con una disolución saturada de ácido bórico o con una disolución de ácido al 1%. Seque y cubra la zona afectada con pomada de ácido tánico. 9.6. Corrosión en los ojos: En este caso el tiempo es esencial (menos de 10 segundos). Cuanto antes se lave el ojo menos grave será el daño producido. Lave los dos ojos y si no hay, con un frasco para lavar ojos. Es necesario mantener los ojos abiertos, con la ayuda de los dedos para facilitar el lavado de los párpados. Es necesario recibir asistencia médica, por pequeña que parezca la lesión. 9.7. Quemaduras por conducción (superficies o líquidos), convección (vapores calientes) o radiación (electromagnética): aplicar pomada para quemaduras o pasta dental en la parte afectada. En caso necesario, proteger la piel con gasa y acudir al médico. 9.8. Ingestión de productos químicos. Antes de actuar pida asistencia médica. 9.9. Si el paciente está inconsciente, póngalo en posición inclinada, con la cabeza de lado, y coloque la lengua hacia fuera (bloqueando la mordida). Si está consciente, manténgalo apoyado, nunca lo deje sólo. 9.10.No le dé bebidas alcohólicas precipitadamente sin conocer la identidad del producto ingerido. El alcohol en la mayoría de los casos aumenta la absorción de los productos tóxicos. 9.11. No provoque el vómito si el producto ingerido es corrosivo. 9.12. Inhalación de productos químicos: Conduzca inmediatamente la persona afectada a un sitio con aire fresco. Proporciónele asistencia médica lo antes posible. Trate de identificar el vapor tóxico. Tenga siempre a mano y a disposición del médico la composición del tóxico. 9. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS 9.1. Los materiales de desecho pueden ser divididos en 5 categorías: sólidos no peligrosos, materiales solubles en agua que son conocidos como no peligrosos, los desechos que están claramente establecidos como peligrosos, materiales orgánicos halogenados y orgánicos no halogenados. 9.2. Los residuos de los experimentos pueden variar en su composición química, dependiendo de ello, se determina el tratamiento al que se someterá para su inactivación y disposición temporal o final. Por ejemplo, los solventes orgánicos, se pueden destilar para purificar o separar, sustancias sólidas hidratadas se pueden lavar y secar con calor, separar metales pesados de una solución por precipitación, neutralizar los ácidos y las bases, etc. 9.3. Los materiales solubles en agua que sean conocidos como no peligrosos deben ser diluidos en buena cantidad de agua y verterla al drenaje. Los ácidos y bases deben ser neutralizados (con bicarbonato de sodio sólido o en solución). Las soluciones acuosas de blanqueador o tiosulfato pueden ser usadas a veces para tratar agentes reductores u oxidantes. 9.4. Los desechos peligrosos deben ser tratados con cuidado. La mayoría tienen recipientes para estos desechos, con etiquetas especificas de la clase de residuo. Consulte a su profesor para los procedimientos. 8

9.5. Generalmente existen en los laboratorios recipientes de residuos orgánicos halogenados ( F, Cl, Br, I) y otros para los orgánicos no halogenados. Si en el laboratorio se recuperan solventes, se deben tener recipientes etiquetados con los solventes específicos, tales como, acetona, cloruro de metileno, etanol, metanol, hexano. 9.6. Para sólidos no peligrosos, los cuales son material generalmente no reactivos (tal como el papel, corcho, plástico, materiales cromatográficos y vidrio) se colocarán en depósitos adecuados (bote de basura generalmente).

RECONOCIMIENTO DE MATERIAL BASICO Para desarrollar correctamente cualquier trabajo en el laboratorio es necesario mantener siempre limpio el material y la mesa de trabajo. El material debe estar limpio y seco antes de empezar el experimento.

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OPERACIONES BÁSICAS a) Toma de reactivos. Los botes de los reactivos deben cerrarse inmediatamente después de su uso y durante su empleo los tapones deben colocarse en sitio seguro boca arriba. Se tendrá la precaución de abrir un frasco y cerrarlo con su tapón antes de abrir otro, esto evitará que se intercambie los tapones de frascos diferentes. En caso de que se encuentre un bote de reactivo abierto por un compañero que esté extrayendo alguna cantidad de reactivo, se esperará a que éste 10

termine la operación cerrando el bote correspondiente y no se abrirá ningún otro frasco de reactivo que se encuentre al lado. Al tomar un reactivo sólido o líquido de un frasco debe evitarse su contaminación teniendo en cuenta las siguientes normas:  La parte interna del cierre de los frascos de los reactivos nunca se pone en contacto con la mesa u otras fuentes de contaminación.  Un reactivo cristalino o en polvo se saca del frasco por medio de una espátula limpia y seca.  Después de sacada del frasco, no se debe devolver al mismo ninguna porción de una muestra de reactivo. b) Medición de líquidos. Los líquidos pueden medirse determinando su volumen. Se utilizan cuatro instrumentos para la medida de volúmenes de líquidos: Probeta, Pipeta, Bureta y Matraz aforado. Estos instrumentos tienen marcas grabadas en su superficie que indican volúmenes de líquidos. Para medir el volumen, el nivel del líquido se compara con las marcas de graduación señaladas sobre la pared del instrumento de medida. Dicho nivel se lee en el fondo del menisco que se forma en el líquido. Se obtienen lecturas exactas situando el ojo a la altura del menisco.

Para coger una cantidad aproximada de un líquido o una disolución que precise, utilice un vaso de precipitados o una probeta perfectamente limpia y seca, y del volumen más próximo a la cantidad que necesite. En caso de necesitar un volumen exacto, y si la disolución no desprende gases, deberá irse a su puesto de trabajo donde utilizará una pipeta graduada, una bureta o material de vidrio aforado. Cualquier material (una pipeta por ejemplo) que se introduzca en un frasco de reactivos ha de estar escrupulosamente limpio para evitar la contaminación de todo el producto. En el caso de determinaciones analíticas, (¡y solamente en ese caso, en el que es imprescindible minimizar cualquier posibilidad de contaminación de los reactivos!) se aconseja añadir, en un recipiente de volumen próximo a la cantidad que necesite, un volumen de líquido algo superior a la

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cantidad que se desea medir con la pipeta. Una vez tomada la cantidad necesaria de este recipiente, el exceso se desecha. Bureta: Se emplea exclusivamente para medir volúmenes con exactitud en valoraciones. Las buretas, en general, tienen las marcas principales señaladas con números que indican mililitros, y subdivisiones no numeradas que indican 0,1 ml. Están provistas de una llave para controlar el flujo del líquido. El uso de la bureta será más eficiente si se maneja la llave o la pinza con la mano izquierda y con la derecha se agita el matraz de la reacción. Es un instrumento muy preciso por lo que es necesario tomar algunas precauciones para su uso:  Nunca adicione líquidos calientes.  Después de limpiar la bureta, en las paredes interiores permanece adherida una cierta cantidad de agua que diluirá el líquido que se adicione, cambiando su concentración. Antes de rellenar la bureta, enjuague tres veces las paredes interiores con una pequeña cantidad de disolución. La bureta se inclina y se gira de tal forma que toda la superficie interior esté en contacto con la disolución utilizada para enjuagar.  La zona que hay entre la llave y la boca de salida debe quedar completamente llena de líquido. Para ello, se llena la bureta por encima del cero y se abre la llave completamente hasta que se llene dicho espacio con el líquido.  Siempre se empieza a valorar con la bureta llena hasta el cero.  El enrase se hace tomando como indicador la parte baja del menisco.  El líquido debe caer lentamente para que no quede parte pegado a las paredes. Si quedan gotas en las paredes, significa que la bureta no está limpia. Matraz aforado: Mide volúmenes con gran precisión. Sólo mide un volumen dado por un aforo. Al ser un instrumento muy preciso, debe de tenerse en cuenta:  No se puede calentar ni adicionar en él líquidos calientes.  El enrase debe hacerse con sumo cuidado procurando que sea la parte baja del menisco la que quede a ras de la señal de aforo.  Prepare las disoluciones en un vaso de precipitados y, esperando un rato si el proceso de disolución produce un cambio apreciable de temperatura, transfiérala al matraz, lave tres veces el vaso adicionando las aguas de lavado también al matraz, y enráselo. Pipetas: Las pipetas se utilizan para transferir volúmenes de líquido cuya medida requiere cierta exactitud. Hay de varias clases. Nosotros utilizaremos pipetas graduadas provistas de un émbolo. Succione la disolución con el émbolo hasta el enrase deseado. Déjela caer lentamente sobre la pared del recipiente al que se quiere transferir manteniéndola vertical y deje pasar unos 10 segundos una vez que se ha vaciado para que la pipeta se vacíe totalmente. Como norma, y salvo en aquellos casos en que el profesor le diga lo contrario5, nunca introduzca una pipeta o similar en una botella de reactivo pues puede impurificarlo. Trasvase la cantidad aproximadamente necesaria a

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un vaso de precipitados o similar y tome de éste la disolución. Es un instrumento muy preciso por lo que es necesario tomar algunas precauciones en su uso:  Nunca trasvase líquidos calientes.  Si se requiere una gran exactitud, antes de utilizar la pipeta, enjuague tres veces sus paredes interiores con una pequeña cantidad de la disolución.  El enrase se hace tomando como indicador la parte baja del menisco. Al enrasar, la pipeta debe mantenerse vertical, de manera que el enrase quede en línea horizontal con el ojo del operador.  El líquido se debe verter lentamente con la pipeta en posición vertical y su extremo tocando la pared interior del recipiente al que se vierte, de manera que forme ángulo con ella. Si quedan gotas en las paredes, significa que la pipeta no está limpia. Probeta: Los volúmenes transferidos con una probeta son menos exactos que los transferidos con una pipeta. Se añade líquido hasta que el menisco coincide con un cierto nivel, el número de la correspondiente línea indica el volumen de líquido que contiene la probeta. La precisión de las medidas obtenidas con las probetas disminuye a medida que aumenta su capacidad. Úsela sólo para medir. No prepare nunca en ella disoluciones ni mezclas. Recuerde que la bureta se emplea para verter disoluciones en valoraciones, el matraz aforado para preparar disoluciones de volumen exacto, y la pipeta para trasvasar disoluciones. Esta última función la pueden suplir en la mayoría de los casos otros instrumentos como las probetas (que tienen una precisión aceptable pero menor que la de las pipetas) y los vasos de precipitados, erlenmeyers, etc. (para volúmenes muy aproximados). No emplee las pipetas más que para transferir volúmenes muy exactos. Recuerde que la diferencia entre un instrumento y otro no es el volumen que miden (hay probetas de 10 ml, pipetas de 100 ml y buretas de 1 ml) sino la precisión y la finalidad. c) Pesadas. Para pesar sustancias, utilizaremos normalmente balanzas digitales. Las balanzas se caracterizan por su exactitud y por su sensibilidad. La primera cualidad se refiere a la propiedad que posee cualquier instrumento físico para suministrar el resultado de una medida con un valor coincidente con el verdadero; ello implica que el error sea lo más reducido posible. El término exactitud se toma con frecuencia como equivalente al de precisión. La sensibilidad está determinada por la aptitud de determinar con exactitud resultados de valores muy reducidos, y puede expresarse como la diferencia entre valores extremos de varias medidas de la misma magnitud. En general en todos los métodos de análisis químicos es necesario determinar la masa (pesar) exacta en alguna etapa, y para esto se utiliza una balanza analítica de precisión de 0,1 mg. En la mayoría de las ocasiones, sin embargo, no es necesario conocer la masa de una manera tan precisa, y entonces se utilizan balanzas monoplato que son más resistentes y de menor precisión (habitualmente de 0,1 g de precisión). Al realizar una pesada, tenga en cuenta: 13

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No pesar nunca directamente sobre el platillo, sino sobre un vidrio de reloj o sobre algún recipiente de vidrio limpio y seco. No pesar nunca directamente sobre un papel. Se recomienda colocar un trozo de papel de filtro sobre el platillo antes de colocar el recipiente en el que se va a hacer la pesada Si se ha adicionado más producto del necesario, no lo quite encima de la balanza pues puede dañarla. Sacar el vidrio de la balanza, retirar un poco de producto y volver a pesar. Si todavía hay producto en exceso volver a sacar el vidrio de la balanza y retirar más. Finalmente, si falta producto, adicionarlo con cuidado con el vidrio sobre la balanza. Después de usar la balanza, dejarla completamente limpia. Recuerde que las balanzas son instrumentos de precisión y por tanto muy sensibles.

Procedimiento: Se pesa el recipiente idóneo que ha de contener a la muestra (esto se llama tarar las balanzas digitales modernas tienen una tecla de tara que, después de colocado el recipiente de pesada, pone el visor a 0). Se retira de la balanza y una vez fuera se añade la sustancia que se quiere pesar con una espátula, si es un sólido, o se adiciona con una pipeta, si es un líquido. Siempre se debe retirar el recipiente del plato de la balanza para adicionar el producto, para evitar que se nos caiga un poco sobre el plato y deteriore a la balanza. El recipiente con la muestra se vuelve a colocar en el centro del plato de la balanza y se efectúa la lectura de pesada. Hay que anotar el peso exacto, indicando todas las cifras decimales que dé la balanza utilizada. La diferencia entre este valor de pesada y la tara nos dará el peso del producto. Después de pesar se ha de descargar la balanza, es decir ponerla a cero (a menos que las indicaciones del fabricante aconsejen otra cosa). La cámara de pesada y el plato de la balanza se deben dejar perfectamente limpios. Entre dos pesadas independientes hay que lavar la espátula con el disolvente adecuado, en general agua desionizada y secarla. Errores de pesada: Al intentar pesar nos podemos encontrar que la lectura del peso sea inestable. Las causas más frecuentes de este hecho y sus posibles soluciones son:

Lectura de peso inestable Manipulación incorrecta de la carga Diferencia de temperatura entre la carga y el entorno

Soluciones Colocar la carga en el centro del plato Aclimatar la muestra Poner un agente desecante en la cámara de pesada Utilizar un recipiente con tapa Evitar las corrientes de aire

Absorción de humedad Evaporación Oscilación del valor.

d) Transferencia de sólidos.

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Las cantidades pequeñas de un reactivo sólido granulado o en polvo se transfieren desde un frasco a un recipiente con una espátula limpia y seca. Para introducir un sólido en un recipiente de boca estrecha se puede utilizar un embudo de sólidos limpio y seco. Si el sólido se va a disolver, se puede pasar el disolvente a través del embudo en pequeñas fracciones para arrastrarlo. e) Trasvase de líquidos. Trasvase de líquidos. Para evitar salpicaduras al verter un líquido de un recipiente a otro se apoya en una varilla de vidrio sobre el pico del recipiente en forma que el líquido fluya por la varilla y se recoja en el otro recipiente. Si el recipiente tiene una boca pequeña, debe utilizarse un embudo de vidrio seco y limpio *en el que caiga el líquido procedente de la varilla.

f) Filtración. Un problema normal en el laboratorio es separar un líquido de un sólido. Como quiera que en la filtración se pretende el paso de un líquido a través de un material poroso que retenga las partículas sólidas, son factores importantes la diferencia de presiones existente entre ambas caras del material filtrante y el tamaño del poro de éste. La filtración puede ser:  A presión normal o por gravedad.  A vacío. Filtración: Presión normal. Para filtrar a presión normal, se opera tal como se muestra en la figura. El embudo debe tener un ángulo aproximado de 60º y vástago largo, con lo que el líquido al llenarlo hará disminuir ligeramente la presión en la cara inferior del papel de filtro, favoreciéndose así la velocidad de filtración. El papel de filtro se escogerá de tal forma que su porosidad se halle en consonancia con el tamaño de la partícula del precipitado. Se colocará de la forma que se muestra en la figura. Una vez 15

colocado en el interior del embudo, se humedecerá el papel con el líquido de lavado, con el fin de que la superficie externa del papel se adhiera perfectamente a la pared interna del embudo. El embudo con el papel de filtro se situará sobre un soporte, de forma que el vástago se halle en contacto con la pared del recipiente de recogida del líquido de filtrado, y a continuación se irá vertiendo el líquido hasta el embudo, deslizándolo por la varilla. Una vez que haya pasado todo el líquido, el sólido que pueda permanecer en el recipiente inicial se arrastra al filtro con la ayuda de la varilla y, finalmente con pequeñas porciones de disolvente que al mismo tiempo actuará como líquido de lavado. Debe cuidarse mucho que en las adiciones de producto al filtro, la disolución no rebase nunca el borde del papel pues en ese caso pasaría líquido sin atravesar el papel de filtro y arrastraría, al filtrado, partículas de precipitado.

Filtración: A vacío. Para filtrar a vacío con Buchner, se tomara un círculo de papel de filtro de igual diámetro que el interior del embudo Buchner y se situará sobre la placa interior de éste, humedeciéndolo luego con líquido de lavado para que la adherencia sea total. El embudo se adosa a un Kitasato como se indica en la figura y se conecta la tubuladura lateral con el aparato productor de vacío (generalmente una trompa de agua). Las restantes operaciones son similares a las descritas en la filtración a presión normal. Debe procurarse desconectar el kitasato del generador de vacío antes de cerrar éste, sobre todo cuando se trata de una trompa de agua, pues la diferencia de presiones, en caso contrario, hará que el agua pase al kitasato impurificando o en el mejor de los casos diluyendo el líquido filtrado.

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Generalmente, la primera forma de filtrar, al ser mas lenta, dificulta más el paso de pequeñas partículas de sólido a través del filtro. Por ello suele usarse en aquellos casos en que el precipitado es casi coloidal y pasa fácilmente los filtros, o cuando nos interesa eliminar una pequeña impureza insoluble garantizando que la disolución pasa completamente transparente. Es este último caso es corriente utilizar un papel plegado en pliegues en lugar de en forma cónica. La filtración a vacío es mucho más rápida y se utiliza normalmente para separar los productos finales de las disoluciones que los contienen (aguas madres), dejándolos un rato con paso de aire a través del embudo para que se sequen. g) Secado de productos. Estufas: Para secar de forma eficaz los compuestos sintetizados, éstos se introducen generalmente en una estufa. Tomar las siguientes precauciones:  No cambiar la temperatura de la estufa. Algunos compuestos descomponen, funden o subliman a temperaturas no muy altas, y el profesor habrá regulado la temperatura de la estufa de acuerdo a estas propiedades.  Introducir los productos sobre un vidrio de reloj o una cápsula, nunca directamente sobre un papel.  Marcar el vidrio de reloj con el nombre y taquilla, con un rotulador de vidrio o en un pequeño papel colocado encima.  Tomar precaucione a la hora de sacar el vidrio para evitar quemaduras. Utilizar pinzas largas si es necesario. h) Reglas de solubilidad de sales en agua.      

Todas las sales de sodio, potasio y amonio son solubles Todos los nitratos, acetatos y percloratos son solubles Todas las sales de plata, plomo y mercurio son insolubles Todos los cloruros, bromuros y yoduros son solubles Todos los carbonatos, fosfatos, sulfuros, óxidos e hidróxidos son insolubles Todos los sulfatos son solubles excepto el de calcio y el de bario 17

Estas reglas hay que aplicarlas en el orden dado: por ejemplo, el Na 2S es soluble porque la primera regla dice que las sales de sodio son solubles, mientras que es la 5ª la que dice que los sulfuros son insolubles. Otros ejemplos: AgNO3 es soluble; AgCl es insoluble. LABORATORIO 1. Cuáles son los elementos personales mínimos de uso obligatorio en todas las prácticas de laboratorio?. 2. Describa el procedimiento conveniente que debe seguirse para la manipulación de las siguientes sustancias:  Líquidos que producen vapores.  Tóxicas como mercurio o cianuro.  inflamables.  Corrosivas 3. Describa el procedimiento en caso de accidentes como:  Quemaduras con ácidos.  Intoxicación por inhalación  Intoxicación por ingestión  Intoxicación por contacto 4. Consulte sobre los tipos de extintores y su uso. 5. Consulte el significado de los siguientes términos:  Combustible

 Tóxico

 Comburente

 Contaminante

 Disposición de residuos  Álcali

Adicione 5 términos al anterior glosario con su respectivo significado. 6. De acuerdo con la observación realizada al laboratorio, indique si este es apto o no para realizar prácticas de laboratorio de química.

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Práctica 2. CALIBRACIÓN DE MATERIAL DE LABORATORIO 1.

INTRODUCCIÓN

En el proceso de medición, a través de la aplicación de un método analítico, se utilizan un conjunto de instrumentos que incluyen equipos y materiales que exigen un procedimiento operativo, un mantenimiento y la calibración. Todos los instrumentos usados en los laboratorios son específicos para el propósito de su uso y se elabora el mantenimiento y calibración de acuerdo a su uso. El material volumétrico que normalmente se encuentra en el laboratorio químico se clasifica en: 

 

Instrumentos de uso general: usado para realizar mediciones con mínima influencia en las medidas (plancha de calentamiento, agitadores, vasos de precipitado, erlenmeyer, probeta). Instrumentos exactos de diferente capacidad: pipetas, buretas. Instrumentos exactos aforados: balones aforados, pipetas aforadas, picnómetros.

El desempeño de una parte del material volumétrico de vidrio depende de factores particulares, los cuales pueden afectarse por el método de limpieza y la temperatura de exposición. Así mismo, los procedimientos para el mantenimiento de tales elementos presentan requisitos más estrictos y exige su calibración a intervalos definidos, dependiendo del uso. Por ejemplo, el desempeño de pipetas y buretas depende de la humedad y de la tensión superficial, por lo tanto, los procedimientos de limpieza se eligen de manera que no se afectan dichas propiedades. 2. OBJETIVO Familiarizar al estudiante con el procedimiento de calibración de material volumétrico.

3. PRELABORATORIO 3.1. En qué casos es absolutamente necesario calibrar el material volumétrico que se va a utilizar en un experimento? 3.2. Cuál es la diferencia entre precisión y exactitud en las mediciones. Dé un ejemplo. 3.3. Realice un diagrama de flujo del procedimiento que se va a llevar a cabo en el laboratorio. 3.4. Consulte que es material clase A y clase B y cuáles son los parámetros para esta clasificación.

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4. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES   Vaso de precipitado de  250 mL   Termómetro  Vidrio de reloj   Pipeta de 10 mL   Pipeteador   Balanza analítica. 

REACTIVOS Erlenmeyer de 125 mL Probeta de 25 o 50 mL Vaso de precipitado de 250 mL Balón aforado de 50 mL Bureta Pinzas para bureta Soporte Universal

Agua destilada

5. PROCEDIMIENTO 5.1. Calibración de la pipeta a) Asegúrese que todo el material está completamente limpio b) Se necesita agua destilada a temperatura ambiente para el procedimiento de calibración. Tome agua destilada en el vaso de 250 mL, coloque el termómetro y cúbralo con el vidrio de reloj. Registre la temperatura cada vez que utilice el agua para todas las calibraciones. c) Pese cuidadosamente en la balanza analítica un erlenmeyer de 100 ó 125 mL, limpio, pero no necesariamente seco, el cual se usa como recipiente para los 10 mL de agua tomada con la pipeta. d) Llene la pipeta a la marca con agua destilada y deposítela en su totalidad en el erlenmeyer. e) Pese el erlenmeyer y su contenido, para determinar la masa del agua. f) Vacíe el erlenmeyer y repita la operación tres veces más. Recuerde tomar nuevamente la masa del recipiente vacío y con los 10 mL de agua. Como alternativa para ahorrar tiempo, adicione las muestras de agua al erlenmeyer sin vaciar su contenido entre adiciones. Utilice el peso final de la primera adición como peso inicial para la segunda adición y así sucesivamente hasta que adicione 40 mL. g) El número de adiciones final es 4 y el volumen total, aproximadamente 40 mL. Estime la desviación estándar relativa, que debe ser menor del 2%. Cuando tenga los cuatro valores que cumplan la condición anterior, ha finalizado. h) Calcule la media y la desviación estándar para el volumen de la pipeta. i) Convierta el peso promedio del agua en volumen, usando la densidad y la corrección de flotación. j) Realice el ajuste del volumen por dilatación térmica de la pipeta. k) Compare el volumen de la pipeta calibrada por usted y el volumen estándar marcado en la pipeta y decida si aprueba o no la calibración. El valor de la pipeta se toma como material clase B. Es decir, presentan exactitud de clase B, el doble de la clase A. NOTA: La calibración de las balanzas por el fabricante se ha realizado con una densidad aparente del aire de 1,200x 10-3 g/cm3 a 20ºC. La densidad de masa de 8,000 g/cm3. CONSEJOS: 20

       

Asegúrese que su material esté limpio. La pipeta debe mantenerse en posición vertical y se lee el menisco al nivel de los ojos. No sople la pipeta, descanse la punta en el interior del vaso, para remover cualquier gota formada en la punta. Lea el menisco a nivel de los ojos. Seque el exterior de la pipeta con una toalla de papel. Para depositar el líquido en el erlenmeyer toque con la pipeta una pared interior de éste y descargue su contenido cerca del fondo, pero, sin tocar el líquido depositado. Permita el drenaje de la pipeta por 20 o 30 segundos al menos. No sople la porción de agua que queda en la punta.

5.2 Calibración del balón aforado. Repita el procedimiento para el balón de 50 mL.

5.3 Calibración de bureta a) Asegure que la bureta y un erlenmeyer de 125 mL estén limpios. b) La bureta se calibrará en intervalos de 10 mL entre 0 y 40 mL. Ajuste la pinza para buretas en el soporte universal y coloque su bureta limpia en la pinza. Vierta el agua desionizada con el vaso en la bureta y llénela hasta el nivel de cero mL. Registe el número exacto. Espere 10 segundos y lea el menisco para verificar si existen fugas. En caso positivo pregunte al laboratorista. c) Pese cuidadosamente el erlenmeyer de 125 mL, que estará limpio, pero no necesariamente seco, el cual se usa como recipiente para los 10 mL del agua dispensada por la bureta. d) Lentamente vierta 10 mL de agua al erlenmeyer. La velocidad de flujo debe ser de 1mL/5 segundos. Cuando termine el vertido, espere 30 segundos antes de leer el nivel de la bureta. Toque la pared interna del erlenmeyer con la punta de la bureta para remover cualquier gota. e) Pese el erlenmeyer y su contenido, para determinar la masa del agua. f) Vacíe el erlenmeyer y repita la operación tres veces más, de 10 a 20 mL, de 20 a 30 mL y de 30 a 40 mL. Recuerde tomar nuevamente la masa del recipiente vacío y con los 10 mL de agua. Como alternativa para ahorrar tiempo, adicione las muestras de agua al erlenmeyer sin vaciar su contenido entre adiciones. Utilice el peso final de la primera adición como peso inicial para la segunda adición y así sucesivamente hasta que adicione 40 mL. g) El número final de adiciones es 4 y el volumen total, aproximadamente 40 mL. Estime la desviación estándar relativa, que debe ser menor de 2%. h) Realice la misma operación dos veces más. Repita las mediciones que difieran más de 0,05 mL. i) Realice los pasos i-k del procedimiento de calibración de pipetas.

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6. TRATAMIENTO DE LOS DATOS 6.1 Corrección de flotación Este error se presenta cuando la densidad del objeto pesado es muy diferente a la densidad de las masas de calibración de la balanza usada. La corrección se realiza utilizando la siguiente ecuación:

Donde W1 es la masa corregida del objeto que se está pesando, W2 es la masa medida en la balanza, daire es la densidad del aire (0,0012 g/cm 3), dobjeto es la densidad del líquido y dmasa es la densidad de la masa patrón de la balanza (8,000 g/cm 3). Para la densidad del agua, consulte el valor a diferentes temperaturas. 6.2 Corrección para la dilatación del vidrio El coeficiente cúbico para expansión de vidrio Pyrex es 1,0 x 10 -5/ºC. El volumen de un elemento de vidriería Pyrex a 20ºC está definido por:



V20 = Vm 1  1,0X10 -5  20 - T 



Donde V20 es el volumen de vidrio a 20ºC, V m es el volumen medido, y T es la temperatura del agua utilizada. Esta se considera una corrección menor, porque los equipos de vidrio para la medición de volumen, cambian su volumen en aproximadamente 0,05% por grado centígrado. 6.3 Ejemplo Un matraz aforado de 100 mL pesa 55,100 g, se afora con agua a 26ºC. La masa del recipiente lleno es de 154,925 g. Calcule el volumen corregido del matraz a 20ºC. Volumen sin corrección:

V26 =

Wm (154,925 - 55,100)g = = 100,25 mL  26 0,99527 g/mL

Masa corregida: Corrección por flotación. La densidad del aire a 26ºC es 0,99572 g/cm 3

  0,0012g/mL 0,0012g/mL     99,930 g W1 = 99,825g   99,825g  8g/mL    0,99572g/mL 

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Volumen corregido:

V26 =

W1 (99,930)g = = 100,36 mL  26 0,99572 g/mL

Corrección por dilatación de vidrio





V20 = 100,36mL 1  1x10 -5  20 - 26  100,35mL

7. RESULTADOS 7.1 Qué nos indica la media y la desviación estándar en un conjunto de mediciones? 7.2 Explique por qué en la calibración de la bureta debe cubrirse todo el volumen de ésta haciendo varias mediciones? 7.3 Complete las tablas de datos para cada calibración (Pipeta, Bureta y Matraz volumétrico) según el siguiente modelo. T° agua: Medición

Masa sin corrección

Densidad del agua a la T° registrada: Volumen sin Masa corregida Volumen corregido corrección

1 2 3 Promedio S Desviación estándar

CONCLUSIÖN: (Material Clase A o Clase B) 7.4 Describa dos posibles fuentes de error en sus mediciones. 7.5 Qué otras sustancias se podrían utilizar para la calibración del material volumétrico y que consideraciones, entonces se deberán tener en cuenta si se hace esa variación?. 7.6 Consulte el significado de los siguientes términos:  Calibración  Flotación  Menisco  Material  Dilatación  Densidad Volumétrico Complemente el glosario con otros 5 términos y su significado correspondiente

23

Práctica 3. PROPIEDADES FISICAS DE LA MATERIA. 1.

INTRODUCCIÓN

La materia posee una serie de características que son comunes a todos los cuerpos; así posee masa, volumen y es impenetrable. Pero existen otras características que varían de una sustancia a otra y que permiten conocer su constitución. Estas características se pueden clasificar en físicas y químicas. Dentro de las características físicas de la materia se encuentran el punto de fusión, punto de ebullición y la densidad. La determinación de las propiedades físicas ayuda a la identificación de una sustancia y a su grado de pureza. 2.

OBJETIVOS:

Conocer las técnicas para la determinación práctica de algunas de las propiedades físicas de la materia que ayudan en la identificación de sustancias químicas. Identificar las sustancias con base en las constantes físicas obtenidas experimentalmente, correlacionándolas con los valores reportados en la bibliografía. 3.

PRELABORATORIO:

3.1. Cuál es la importancia de conocer el punto de fusión de una sustancia? 3.2. La presencia de impurezas en una muestra cómo afecta los valores de los puntos de fusión y ebullición?. 3.3. Realice una tabla de las principales propiedades físicas y químicas de las sustancias que se van a estudiar. 3.4. Realice el diagrama de flujo de cada sección del procedimiento. 4.

MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES Termómetro Bandas de caucho Tubo ensayo pequeño Vasos de precipitado Probeta Equipo de destilación

5.

REACTIVOS

Equipo de calentamiento Espátula Tubo thiele Pipeta Picnómetro Pinza metálica

PROCEDIMIENTO: 24

Glicerina o aceite mineral Acido benzoico Almidón Etanol Ácido acético Agua destilada

5.1. Determinación de punto de fusión. 

Llene con glicerina el tubo de Thiele hasta cubrir la entrada superior del brazo lateral. El tubo se tapa con un tapón horadado en el centro para introducir el termómetro, el cual tiene un corte en forma de cuña en un lado quede escape a los vapores del baño.



La sustancia cuyo punto de fusión se va a determinar (entregada por el docente), se pulveriza evitando su contaminación. Llene un tubo capilar, sellado en un extremo, con la sustancia pulverizada, hasta una altura aproximada de 0.5 cm., procurando que quede lo más compacto posible, lo cual se logra dando pequeños golpes a la base del capilar sobre una superficie suave, o haciéndolo descender por un tubo largo de vidrio.



Adhiera el tubo capilar ya preparado al bulbo del termómetro mediante una banda de caucho, teniendo la precaución de dejarla lo más alejada posible del nivel de la glicerina.



El conjunto capilar – termómetro, se ubica al nivel del brazo superior del tubo lateral del Thiele, evitando que toque las paredes, como se aprecia en la figura.



Una vez listo el aparato, se procede al calentamiento, dirigiendo la llama en el punto que indica la figura, se regula el calentamiento para que la temperatura se eleve 1 o 2 grados por minuto.



Si se desconoce el punto de fusión de la sustancia, primero se hace una determinación rápida para ver entre qué límites funde y después se hace otra determinación elevando la temperatura lentamente a fin de poder hallar con exactitud la temperatura de fusión.



Se deberá anotar; la temperatura a la que comienza a fundir y la temperatura a la cual se termina de fundir toda la muestra; también se debe anotar si ocurre alguna descomposición, desprendimiento de gases o cambio de color.



Mezcle un poco de ácido benzoico con almidón en proporción (1:5) y determine nuevamente el punto de fusión.

25

5.2. Determinación del punto de ebullición.  Tome el matraz de destilación y unta el extremo de la rama lateral con un poco de vaselina. Coloque el tapón de manera que el extremo de la rama sobresalga un poco.  Coloque el matraz sobre la malla de asbesto y con la ayuda de la pinza procure que quede completamente vertical y bien cogido, coloque sobre la otra pinza el refrigerante. Ajuste bien el refrigerante al tapón del matraz, de manera que no puedan escapar vapores. Conecte la manguera inferior del refrigerante a la llave de agua y coloque la otra manguera en el desagüe.  Abra con cuidado la llave del agua del agua. Observe que el agua fluye bien por el refrigerante. Coloque debajo del extremo libre el vaso de precipitados.  Mida 50 cm3 del líquido a identificar, y con ayuda del embudo deposítalos en el interior del matraz de destilación. Coloque el tapón con el termómetro en la parte superior del matraz. Cuando este todo listo, encienda el mechero Bunsen.  A partir del momento en el que se coloque debajo del matraz el mechero, comience a tomar temperaturas cada medio minuto. Finalmente tiene que registrar los datos en una tabla de tiempo contra temperatura:  Una vez tomadas todas las medidas, apague el mechero y retire el tapón de la parte superior del refrigerante e introduce el otro termómetro de manera que se apoye sobre el fondo del recipiente. Observe el termómetro y a partir del momento en el que deje de subir la temperatura, comience a tomar datos de temperatura cada medio minuto. Finalmente tiene que registrar los datos en una tabla de tiempo contra temperatura.  Una vez terminado de tomar datos, retire el termómetro del matraz, cierre la llave del agua, separe cuidadosamente el refrigerante del matraz, inclínelo con cuidado y recoja todo el líquido que pueda contener sobre el vaso de precipitados, retire el matraz de la pinza y vierta todo el líquido que haya podido quedar sobre el vaso de precipitado. Método alterno Determinación del punto de ebullición. 

En un tubo ensayo de pequeño (2 mm. de diámetro y de 6 a 8 cm. de largo), coloque de 3 a 5 gotas de la muestra que indique el profesor.



Coloque dentro del tubo de ensayo con la muestra, un tubo capilar cerrado por un extremo invertido (con el extremo abierto dirigido al fondo).



Con una banda elástica, ligue el tubo de ensayo que contiene el capilar, a un termómetro; procurando que la columna del líquido quede pegada al bulbo, como se muestra en la figura.



Introduzca el conjunto (termómetro, tubo de ensayo y tubo capilar) en el tubo de Thiele que se ha usado para los puntos de fusión teniendo las mismas precauciones o dentro de un vaso de precipitado conteniendo glicerina o aceite mineral, hasta un tercio de su volumen.



Caliente el baño lentamente hasta que el tubo capilar empiece a desprender burbujas, entonces detenga el calentamiento y anote la temperatura que registra el termómetro en el momento en que dejan de desprenderse burbujas y justo antes de que el líquido entre en el capilar invertido.



La temperatura leída es el punto de ebullición de la muestra a la presión atmosférica.



Debe hacerse el cálculo del punto de ebullición a la presión atmosférica normal, mediante la corrección termométrica

5.3 Determinación de la densidad. 5.3.1 Densidad de líquidos 

Para determinar densidad del líquido problema utilice el picnómetro.



Llene completamente un picnómetro limpio y seco. Tápelo, cuidando que el tubo capilar quede completamente lleno y no haya burbujas de aire en el interior.



Seque el picnómetro por fuera y péselo en la balanza analítica.



Repita la pesada tres veces y calcule la densidad el líquido problema.



Registre la temperatura del líquido problema.



Consulte en tablas la densidad del líquido a la temperatura de trabajo y calcule el porcentaje de error del experimento.

5.3.2 Densidad de sólidos 

Sólidos irregulares. Determine el volumen de un sólido irregular aplicando el principio de impenetrabilidad, introduciéndolo en una probeta llena con agua y registrando el volumen de agua desplazado. Pese el objeto y relacione las dos variables para calcular la densidad



Sólidos regulares. Proceda en la misma forma que con los sólidos irregulares variando la determinación del volumen, la cual puede hacerse de dos formas: Desplazamiento de volumen de líquido y Matemáticamente mediante el registro de las longitudes de los lados y alturas.  Determine el volumen de un sólido regular empleando los dos métodos para el cálculo del volumen.  Pese el objeto.  Relacione las variables volumen y masa y calcule la densidad.  Compare los resultados obtenidos al aplicar el método de desplazamiento de volumen y el método matemático y discuta la disparidad encontrada.

6. CUESTIONARIO 6.1. Analice los resultados de la determinación del punto de fusión, compárelos con los reportados en la bibliografía y explique el comportamiento cuando a la muestra se le adiciona almidón. 6.2. Cree usted que la determinación del punto de fusión es una técnica adecuada para caracterizar sustancias inorgánicas como sales iónicas, óxidos metálicos, metales, etc? 6.3. Consulte como se realiza la corrección termométrica para el punto de ebullición y a aplíquela a su experimento. 6.4. Con los valores que ha obtenido experimentalmente en el calentamiento de la sustancia por identificar, dibuje una gráfica de tiempo (X) contra temperatura (Y) y determine el punto de ebullición de la sustancia. Igualmente con los datos del enfriamiento. 6.5. Qué corrección termométrica debe hacerse al punto de ebullición registrado y por qué. Compare los valores sin corrección y con corrección termométrica. 6.6. Por qué cree que la temperatura inicial del enfriamiento es más alta que la última del calentamiento? Intente dar una explicación. 6.7. Compare los datos obtenidos experimentalmente del punto de fusión, punto de ebullición y densidad de las sustancias experimentadas, con los datos reportados por la bibliografía, calcule el porcentaje de error. 6.8. Indique las posibles fuentes de error para cada determinación, justificando la respuesta. Qué deberá tenerse en cuenta en un futuro para lograr mejores resultados? 6.9 Consulte el significado de los siguientes términos. Adicione cinco términos más al glosario.      

Sustancia pura Compuestos Orgánicos Corrección Termométrica Curva de enfriamiento Punto de fusión Punto de ebullición

Practice 4. DENSITY AND A CALIBRATION CURVE 1.INTRODUCTION Density is a characteristic physical property of a pure substance (element or compound). It is an intensive property derived from a ratio two extensive properties, mass and volume. Therefore, a sample of larger mass and volume has the same density as a sample of the same substance with a smaller mass and volume. Only changes in pressure or temperature alter the density of an element or compound. Density is determined experimentally by measuring the mass of an accurately known volume of sample (eqn 1):

(1) Density = Mass (g) /Volume (mL)

Example: A student finds the mass of a clean dry 25 mL beaker, 2.348 g. After using a volumetric pipet to deliver 2.00 mL of mercury to the beaker, she finds the combined mass of the mercury and beaker, 29.548 g. She calculates the density of mercury as follows: Density = Mass / Volume = (29.548 g – 2.348 g) / 2.00 mL = 13.6 g /mL In this experiment, solutions will be created from the combination of two pure substances: water and sugar. Density measurements of solutions and pure substances have many similar characteristics with one notable exception: Solution density changes with solution concentration. This effect of sugar concentration on solution density will be analyzed. The sugar concentration will be quantified as mass percent (also known as weight percent, %w/w). Mass percent is determined by dividing the mass of the solute by the mass of the solution and then multiplying by 100 (eqn 2): Mass Percent (%w/w) = mass of solute x 100 (2) mass of solution Density will be plotted as a function of mass percent to create a calibration curve. A calibration curve results from the graphing of some dependent variable versus standard solution concentration (independent variable). Ideally the calibration curve is not a curve at all, but a straight line. Once the dependent variable (density in this experiment) is found experimentally for a solution of unknown concentration, the “linear” calibration curve can be used in two ways to determine the solution’s concentration (the independent variable). The first way is visual: a horizontal line is drawn from the value of the experimentally found dependent variable on the y axis to the calibration curve; a vertical line is then drawn to the x-axis to determine the value of the independent variable (the unknown solution concentration). The second way is mathematical, utilizing the line equation for the calibration curve. This equation is easily generated by a graphing program (for example Excel). SAFETY PRECAUTIONS Safety goggles and aprons must be worn in lab at all times. Do not ingest any of the solutions used or prepared in the laboratory, as they may be contaminated. Clean up any spills immediately. Plug in the experimentally found value for y and solve for x to find the solution concentration.

2. OBJECTIVES Students will use volumetric pipets and digital scales to prepare sugar solutions of known composition. The density of these solutions will be determined and a calibration curve of density vs. mass percent will be created. The density of a commercial beverage will then be determined and the calibration curve will be used to find the beverage’s mass percent of sugar. 3. PRELABORATORY 3.1 What is a calibration curve and what is the utility of this. 3.2 What is the procedure to experimentally determine the density of a solution?. 3.3 Make the necessary calculations to determine the amount of sucrose necessary to prepare: 13.5 %p-v, 23.5 %p – v, 33.5% p-v, 43.5 %p – v, 0.35%p – v y 3.5 %p – v solutions. 3.4 Make the flow chart of experiment. 4. MATERIALS AND REAGENTS MATERIALS Spatula Glass rod Test tube

REAGENTS Pycnometer Beakers Pipette

Distilled water Sucrose Sodium chloride Soda or juice packaging (brought by student)

5. PROCEDURE For this experiment, only water and sugar are used, therefore, all solutions may go down the drain.

Part A: Standard Solutions 1. Standard Solution #1: Record the mass of a clean, dry 100 mL, 50 mL or volumetric flask and its cap. Fill the flask to the calibration line with deionized (DI) water. Dry the outside of the flask and then record the mass of the flask with the solution. Empty the flask, but do not dry . Why doesn’t the flask need to be dried? 2. Standard Solution #2: Weigh out approximately 0.5 g of sugar (from 0.48 to 0.52 g). Record the exact mass. Add the sugar to the volumetric flask used in step #1. Fill the flask to the calibration line with deionized (DI) water. Cap the flask and mix. Fill the pycnometer clean, dry and heavy previously, with the solution prepared, and make sure its dry on the outside, and then record the mass of this pycnometer with the solution. Empty the flask and rinse it three times with deionized water. Repeat the procedure three times. 3. Standard Solution #3: Repeat the procedures in Step #2 with approximately 1.0 g of sugar. 4. Standard Solution #4: Repeat the procedures in Step #2 with approximately 1.5 g of sugar. 5. Standard Solution #5: Repeat the procedures in Step #2 with approximately 2.0 g of sugar.

Part B: Commercial Beverage 6. This step is required only for carbonated beverages. Place approximately 50 mL of the beverage and a stir bar into a beaker. Stir the solution on a stir plate until gas (CO 2) evolution stops (make sure the heat is off).

7. Place 5 mL of the beverage into a volumetric flask. Fill the flask to the calibration line with deionized water. Cap the flask, and mix. 8. Prerinse a pycnometer with a small portion of the prepared solution above. Why? Fill the pycnometer, with the solution, and make sure its dry on the outside, and then record the mass of this pycnometer with the solution. 9. Repeat the procedures in Step #7 with 10mL of commercial beverage, and repeat the procedures in step #8 10. Repeat the procedures in Step #7 with 15mL of commercial beverage, and repeat the procedures in step #8 Clean workspace and glassware thoroughly, turn in all work to your TA before leaving lab 6. RESULS 6.1 DATA & CALCULATION TABLE Appearance of sugar: Appearance of standard solutions: Name of Commercial Beverage: Mass sugar per volume reported on packaging: Appearance of solutions (3) of commercial beverage: Deioni. Water

Sol1

Sol2

Sol 3

Sol 4

Sol 5

Sol Prob1

Sol Prob2

Sol Prob3

W (g) Sugar W(g) Solution %w/w Solution Density 6.2 Make a graph of density Vrs. Concentration (Excel or graph paper). 6.3 Correct the graph by the linear regression 6.4 Find in the graph by interpolating the concentration of the test solutions. 7. QUESTIONS 6.2 Why is it necessary to remove gas from the commercial beverage to determine its density? What is the role of the gas (CO2) in the drink? 6.3 Calculate the error rate for part B solutions. 6.4 Complete the following glossary. Add 5 terms more linear regression

interpolating

error rate

standard solution

solution concentration

standard deviation

Práctica 5. OPERACIONES FUNDAMENTALES DEL LABORATORIO. METODOS DE SEPARACIÓN 1.

INTRODUCCIÓN

La materia puede ser separada dependiendo de su naturaleza siguiendo el curso del siguiente diagrama.

Las principales técnicas de separación basadas en las diferencias de las propiedades de los componentes de las mezclas se muestran en la siguiente tabla: METODOS DE SEPARACION

PRINCIPIO

Filtración Destilación Sublimación Extracción Cristalización Cromatografía

Baja solubilidad Diferente Punto de ebullición. Diferente Punto de sublimación Diferencia de solubilidad en dos disolventes inmiscibles Diferencia de solubilidad en dos disolventes fríos y calientes Diferente Movilidad de una sustancia que migra a través de un soporte

2. OBJETIVOS Reconocer las técnicas de separación de sustancias y decidir sobre la conveniencia de su uso para cada situación particular 3. PRELABORATORIO 3.1 Dé un ejemplo de cada uno de los sistemas materiales que se presentan en el diagrama. 3.2 Dé ejemplos de sistemas naturales donde pueda mostrar la diferencie entre una mezcla y una solución. 3.3 Describa brevemente los siguientes procesos: la evaporación, la decantación y la destilación. A nivel de laboratorio qué instrumental se requiere?

3.4 Cuales son los tipos de destilación? Para qué se utilizan? Explíquelos. Grafique el montaje completo para la destilación simple. 3.5 Cuáles son los métodos de purificación de sustancias más usados? Descríbalos brevemente.. 3.6 Realice el diagrama de flujo de los experimentos que se realizarán. 4. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES Vaso de precipitado de 100, 250, 400 mL, Embudo de vidrio, Papel de filtro, Vidrio reloj, Cápsula de porcelana, Embudo de separación, Probeta graduada de 10 y 50 mL, Balones aforados de 100 y 250 mL, Pipeta volumétrica de 5 mL, pipeta graduada de 5, 10 mL, agitadores.de vidrio

REACTIVOS Aceite vegetal, agua coloreada, Ácido acético, NaCl

Mezcla problema NaCl + arena Material traído por los estudiantes: vegetal para destilación (licores) y Leche (puede ser de cantina y otros grupos de bolsa)

5. PROCEDIMIENTO 5.1. Aislamiento de Caseína  Introducir 200 ml. de leche descremada en un vaso ancho de 600 ml. No se debe dejar la leche en reposo durante mucho tiempo antes de utilizarla, ya que la lactosa puede convertirse lentamente en ácido láctico, aunque se guarde en la nevera.  Calentar la leche hasta aproximadamente los 40° C y añadir gota a gota una disolución de ácido acético diluido (1 volumen de ácido acético glacial en 10 volúmenes de agua), con un cuentagotas.  Agitar continuamente la mezcla con una varilla de vidrio durante todo el proceso de adición. Continuar añadiendo ácido acético diluido hasta que no precipite más caseína. Debe evitarse un exceso de ácido porque puede hidrolizarse parte de la lactosa. Agitar la caseína hasta que se forma una gran masa amorfa.  Separar la caseína con ayuda de una varilla o espátula y colocarla en otro vaso.  Añadir, inmediatamente, 5 g de carbonato de calcio en polvo al primer vaso (que contiene el líquido del que se ha separado la caseína).  Agitar esta mezcla durante unos minutos y guardarla para utilizarla luego en la siguiente práctica. Debe utilizarse cuanto antes y durante el mismo período de trabajo. Esta mezcla contiene lactosa.  Filtrar la masa de caseína al vacío durante aproximadamente 15 minutos para separar todo el líquido que sea posible.  Presionar la caseína con una espátula durante la operación de filtrado.  Colocar el producto entre varias toallas de papel para ayudar a secar la caseína. Cambiar el producto por lo menos en tres o cuatro ocasiones, poniendo nuevas toallas de papel, hasta que la caseína esté completamente seca. Dejar que la caseína se seque completamente al aire durante uno o dos días y finalmente pesarla.  Mida la densidad de la leche y calcule el porcentaje de caseína aislada.

5.2 Separación de una mezcla

 

En un vaso de precipitado pese 5 gr. de NaCl y 5 gr. de arena. Añada 20 mL de agua de chorro y mezcle con el agitador. Observe como cambia la apariencia de la arena y el cloruro de sodio al combinarlos con agua.  Doble el papel de filtro previamente pesado en cuartos, ábralo formando un cono y colóquelo en el embudo humedeciendo con agua para fijarlo.  Coloque el embudo en un porta embudos e introduzca el tallo en un vaso de precipitados (beaker). Vierta la mezcla preparada sobre el papel cuidadosamente, transfiera todos los residuos de arena arrastrando con agua.  Al final vierta agua sobre el papel de filtro para que baje hasta el beaker.  Vierta el liquido filtrado en una cápsula de porcelana (debe pesarla previamente) e introdúzcala en la estufa por una hora y media aproximadamente hasta secar. Deje enfriar la cápsula y péselo. Anote sus observaciones.  Coloque el papel de filtro con la arena en un vidrio de reloj e  introdúzcalo en la estufa junto con la cápsula de porcelana. Deje enfriar y péselo. Anote sus observaciones. 5.2. Separación de una mezcla de aceite agua.  En un beaker coloque 10 mL. de aceite vegetal y 20 mL. de agua. Agite cuidadosamente con el agitador y anote sus observaciones.  Transfiera la mezcla a un embudo de separación. Intente transferir todo el aceite arrastrándolo con más agua.  Tape el embudo de separación y deje reposar por 10 minutos, luego quite el tapón abra la llave del embudo y deje salir el agua. Al aproximarse al nivel del aceite reduzca la velocidad de salida del líquido.  Cuando sólo quede aceite en el embudo transfiéralo a una probeta graduada, anote el volumen obtenido. Reporte la cantidad en gr. de las sustancias separadas. 5.3.

Separación miscibles.

de

Líquidos

• Tome el matraz de destilación y unta el extremo de la rama lateral con un poco de vaselina. Coloque el tapón de manera que el extremo de la rama sobresalga un poco.

• Abra con cuidado la llave del agua del agua. Observa que el agua fluye bien por el refrigerante. Coloque debajo del extremo

• Coloque el matraz sobre la malla de asbesto y con la ayuda de la pinza procure que quede completamente vertical y bien cogido, coloque sobre la otra pinza el refrigerante. Ajuste bien el refrigerante al tapón del matraz, de manera que no puedan escapar vapores. Conecte la manguera inferior del refrigerante a la llave de agua y coloque la otra manguera en el desagüe.

libre

el

vaso

de

precipitados.

• A partir del momento en el que se coloque debajo del matraz el mechero, comience a tomar temperaturas cada medio minuto. Finalmente tiene que registrar los datos en una tabla de tiempo contra temperatura. Mida la cantidad de destilado en una probeta graduada y calcule el % de rendimiento.

• Mida 50 cm3 del líquido a identificar, y con ayuda del embudo deposítalos en el interior del matraz de destilación. Coloque el tapón con el termómetro en la parte superior del matraz. Cuando este todo listo, encienda el mechero Bunsen. 6. CUESTIONARIO 6.1 Identifique los métodos de separación utilizados en cada proceso. 6.2En el proceso de separación por destilación, cuál es la función del refrigerante, por qué extremo entra el agua al refrigerante e indique que precauciones se deben tener. 6.3 Qué diferencia existe entre los dos métodos de separación: filtración y centrifugación? 6.4 Calcule el % de residuo en la mezcla original. Identifique las posibles causas de error. 6.5 Qué conclusiones puede sacar la práctica? 6.6 Consulte el significado de los siguientes términos. Adicione 5 términos más al glosario  Evaporación  Decantación  Destilación  Sistema heterogéneo  Sustancia pura

PRÁCTICA 6. 1.

IDENTIFICACIÓN DE METALES A LA FLAMA

OBJETIVO El alumno someterá diferentes sales a la prueba de la Flama y conocerá la característica de algunos metales.

2. CONSIDERACIONES TEORICAS Los metales son sustancias cuyos átomos por lo general contienen uno o dos electrones en su configuración electrónica externa (capa de valencia). Al reaccionar tienden a formar compuestos iónicos (sales) por transferencia de electrones. Son muy activos por ceder fácilmente electrones y emiten luz al excitarse, produciendo llamas de diferentes colores. Esta propiedad se utiliza para identificarlos. 3. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES -

- Varilla de vidrio. Cápsulas de porcelana. - Vasos de precipitado. - Espátulas.

4. PROCEDIMIENTO  Se limpia la varilla de vidrio humedeciéndola en ácido clorhídrico, que debe estar en la cápsula de porcelana, y se introduce en la llama del mechero.  Si en la llama se observa alguna coloración, se humedece en el HCl y se calienta varias veces, hasta que la llama no se coloree.  Cuando la varilla de vidrio esté limpia, se humedece en HCl y se toca la primera sustancia colocada en los vidrios de reloj, se introduce la varilla de vidrio en la llama y se anota la coloración que adquiere.

REACTIVOS - Sales de metales: cloruros de: sodio, potasio, calcio, bario, litio, cobre, estroncio - Ácido Clorhídrico



Se limpia nuevamente el alambre y se repite el experimento anterior con cada una de las sustancias restantes.

6. OBSERVACIONES Y DATOS Nombre de la

Fórmula

Color de la Llama

Metal que la

Longitud de

Sustancia

produce

onda (λ)

7. CONCLUSION AND QUESTIONS 7.1 What inaccuracies may be involved in using flame tests for identification purpose? 7.2 Which pair of ions produces similar colors in the flame tests? 7.3 Explain how the colors observed in the flame tests are produced. 7.4 What is a spectroscope? What is observed if the flame tests are viewed through a spectroscope? Define these terms. Add 5 terms more  quanta  ground state  excited state  Rydberg´s constant  Levels of electron transition

Práctica 7. PERIODICIDAD QUIMICA. 1.

INTRODUCCIÓN

La ley periódica fue descubierta independientemente en los años 1800´s por Dimitri I. Mendeleev of Rusia and Lothar Mayer of Alemania. La ley periódica establece que: cuando los elementos se ordenan en forma creciente de números atómicos (originalmente fue usada su masa atómica) las propiedades se repiten a intervalos “regulares”. Al observar la tabla periódica, se encuentra que todos los elementos de una misma columna tienen similares propiedades químicas. Por ejemplo, todos los elementos del grupo IA reaccionan con agua para producir un hidróxido del metal e hidrógeno gaseoso. Las reacciones químicas son muy similares, en cada reacción se producen diferentes cantidades de energía, pero la ecuación química es prácticamente la misma. Mendeleev usó la ley periódica para predecir un la existencia de un par de elementos. El predijo la masa atómica y la formula de los óxidos de los elementos. Se puede concluir que las propiedades químicas y físicas de los elementos son función periódica del número atómico de los mismos. 2. OBJETIVO Demostrar que los elementos que pertenecen a un mismo grupo poseen propiedades semejantes, razón por la cual se agrupan en familias, reconocer lo útil que es conocer la posición en que se encuentran los elementos en la tabla periódica ya que esto nos permite predecir el tipo de reacciones en las que participaran y las propiedades de los compuestos que se formen a partir de estas combinaciones de estos elementos. 3. PRELABORATORIO 3.1 En qué consiste el carácter oxidante o reductor de un elemento? 3.2 Qué relación existe entre el carácter oxidante o reductor de un elemento y su ubicación en la tabla periódica? 3.3 Porqué es importante conocer el orden de actividad de los elementos? Por qué es útil? 3.4Cómo varían las siguientes propiedades en la tabla periódica, según el número atómico de los elementos: Potencial de ionización, afinidad electrónica, tamaño atómico, carácter metálico, propiedades reductoras y propiedades oxidantes. Defina cada una de ellas. 4. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES REACTIVOS Tubos de ensayo Cloruro de sodio pHmetro Cloruro de potasio Balanza Cloruro de magnesio Mechero bunsen Cloruro de calcio Pinzas metálicas p/crisol Cloruro de bario Cerillos Ácido sulfúrico concentrado 5. PROCEDIMIENTO - Pesar 1 g de cada sal y colocarlo en distintos tubos de ensayo - Agregar a cada tubo agua suficiente para disolver la sal - Agregar a cada solución de 2 a 3 gotas de ácido sulfúrico concentrado y agitar. - NOTA. El ácido debe agregarse resbalando por las paredes del tubo.

7. CUESTIONARIO 7.0. ¿qué es solubilidad de un compuesto químico? 7.1. ¿por qué algunas sales son más solubles que otras? 7.2. ¿qué es una propiedad periódica? 7.3. ¿La solubilidad puede considerarse una propiedad periódica (o es una propiedad que cambia debido a cambios en las propiedades periódicas? 7.4. ¿las propiedades periódicas influyen en la formación de compuestos químicos? Si la respuesta es positiva, ¿en qué modo lo hacen?

Practica 8. CHEMICAL REACTIONS.

1.

INTRODUCTION

A chemical reaction is a process that is usually characterized by a chemical change in which the starting materials (reactants) are different from the products. Chemical reactions tend to involve the motion of electrons, leading to the formation and breaking of chemical bonds. There are several different types of chemical reactions and more than one way of classifying them. Here are some common reaction types: a. Direct Combination or Synthesis Reaction: In a synthesis reaction two or more chemical species combine to form a more complex product. Equations for synthesis reactions have the general form; A + B AB

b. Chemical Decomposition or Analysis Reaction: In a decomposition reaction a compound is broken into smaller chemical species. A decomposition reaction is the opposite of a synthesis reaction. Equations for decomposition reactions have the form; AB  A + B c. Single Displacement or Substitution Reaction: A substitution or single displacement reaction is characterized by one element being displaced from a compound by another element. Equations for substitution reactions have the form; A + BC →AC + B d. Metathesis or Double Displacement Reaction: In a double displacement or metathesis reaction two compounds exchange bonds or ions in order to form different compounds. Equations for its reactions have the form; AB + CD → AD + CB e. Acid-Base Reaction:

An acid-base reaction is type of double displacement reaction that occurs between an acid and a base. The H+ ion in the acid reacts with the OH - ion in the base to form water and an ionic salt. Equations for its reactions have the form; HA + BOH --> H2O + BA f. Oxidation-Reduction or Redox Reaction: In a redox reaction the oxidation numbers of atoms are changed. Redox reactions may involve the transfer of electrons between chemical species. g. Combustion: A combustion reaction is a type of redox reaction in which a combustible material combines with an oxidizer to form oxidized products and generate heat (exothermic reaction). Usually in a combustion reaction oxygen combines with another compound to form carbon dioxide and water. h. Isomerization: In an isomerization reaction, the stuctural arrangement of a compound is changed but its net atomic composition remains the same. Hydrolysis Reaction: A hydrolysis reaction involves water. The general form for a hydrolysis reaction is: X-(aq) + H2O(l) HX(aq) + OH-(aq) 2. OBJECTIVE Observe some chemical reactions and identify reactants and products of those reactions. Classify the reactions and write balanced equation s. 3. PRELAB QUESTIONS 3.1 What is a chemical reaction? How it occurs? 3.2 Write an example of each type of chemical reaction

3.3 Make the flow chart of experiment 4. MATERIALS AND REAGENTS MATERIALS

REAGENTS -



 

Mechero de Bunsen.  Pinzas  Placa de asbesto 5 tubos de ensaye de 13 x 100 mm 2 vasos de precipitados de 100 mL  Salero  Probeta de 25 Ml  2 goteros

-

-

Cinta de Magnesio (Mg). - Granalla de Hierro (Fe) Dicromato de Amonio ((NH4)2Cr2O7) - Oxido de Mercurio (II) (HgO) Solución de Nitrato de Plata al 4 % (AgNO3). Solución concentrada de Nitrito de Sodio (NaNO2) Lámina o alambre de Cobre (Cu) Solución de Ácido Sulfúrico 1 :10 (V/V) (H2SO4) Solución de Ácido Clorhídrico 1 :4 (V/V) (HCl) Solución de Permanganato de Potasio al 4 % (KMnO4). Solución de Sulfato de Hierro (II) al 4 % (FeSO4). Solución de Nitrato de Mercurio (I) al 4 % (Hg2(NO3)2).

5. PROCEDIMIENTO 5.1. REACCIONES DE COMBINACIÓN a) Con unas pinzas, tome un pedazo pequeño de una cinta de magnesio (Mg) y quémela usando un mechero. b) Coloque en un salero granalla de Hierro (Fe); agitando el salero, deje caer el hierro en la flama de un mechero. c) Anote las observaciones. d) Escriba las ecuaciones correspondientes. 5.2. REACCIONES DE DESCOMPOSICION. a) Calentar sulfato de cobre pentahidratado y observar lo que ocurre. b) Calentar carbonato de calcio y observar lo que ocurre. c) Anote las observaciones. d) Escriba las ecuaciones correspondientes.

5.3. REACCIONES DE DESPLAZAMIENTO. a) En un vaso de 50 mL. Vierta 5 mL de una solución de Nitrato de Plata al 4 % (AgNO3) e introduzca una pieza de cobre limpia. b) En un vaso de precipitados de 100 mL vierta 10 mL de solución de Nitrato de Mercurio (I) al 4 % (Hg2(NO3)2) e introduzca una pieza de cobre. c) Haga reaccionar un metal con ácido clorhídrico. d) Anote las observaciones. e) Escriba las ecuaciones correspondientes 5.4. REACCIONES DE DOBLE DESCOMPOSICIÓN O METÁTESIS a) Haga reaccionar carbonato de calcio con ácido clorhídrico. b) Haga reaccionar cloruro de potasio con nitrato de plata. Repita la misma operación y remplace el cloruro por agua de la llave. c) Anote las observaciones. d) Escriba las ecuaciones correspondientes 5.5. REACCIONES DE NEUTRALIZACION a) Haga reaccionar un ácido con una base. b) Anote las observaciones. c) Escriba las reacciones correspondientes. 5.6. REACCIONES DE OXIDO-REDUCCION a) Coloque 5 mL de KMnO4 0.05 M en un tubo de ensayo. b) Añada de 10 – 15 gotas de H2SO4 concentrado. c) Añada solución de FeSO4 0.5 M gota a gota hasta que el color púrpura del ión permaganato, MnO4-, justamente desaparezca. d) Anote sus observaciones. e) Escriba las ecuaciones correspondientes. f) Coloque 5 mL de 0.02 M K2Cr2O7 0.02 M en un tubo de ensayo. g) Añada 10 – 15 gotas de ácido sulfúrico concentrado. h) Añada solución 0.5 M FeSO4 gota a gota hasta que color anaranjado del ión dicromato, Cr2O72- se torne verde. i) Anote sus observaciones. j) Escriba las ecuaciones correspondientes.

6. CONCLUSION AND QUESTIONS 6.1. List what type the following reactions are: a) NaOH + KNO3 --> NaNO3 + KOH b) CH4 + 2 O2 --> CO2 + 2 H2O c) 2 Fe + 6 NaBr --> 2 FeBr3 + 6 Na d) CaSO4 + Mg(OH)2 --> Ca(OH)2 + MgSO4 e) NH4OH + HBr --> H2O + NH4Br

f) Pb + O2 --> PbO2 g) Na2CO3 --> Na2O + CO2 6.6. Predicting products. Complete the next table Reaction Products of reactions balanced equation Hydrogen burned in oxygen Hydrogen gas + nitrogen gas Barium hydroxide (heat) Lithium chlorate (heat) Aluminum in hydrochloric acid Zinc metal added to cooper (II) sulfate Sodium bicarbonate + sulphuric acid 6.7. Complete the following glossary. Add 5 words more:  Exothermic reaction  Endothermic reaction  Chemical equation  Single compound  Element  Synthesis  Oxidation-reduction reactions

Type reaction

Práctica 10. ORDEN DE ACTIVIDAD DE LOS METALES 1.

INTRODUCCIÓN

Mediante investigaciones experimentales se puede obtener información que permita elaborar una lista de metales dispuestos en orden de reactividad, esta lista se denomina serie de actividad o serie electromotriz. Los metales más reactivos desplazan con facilidad el H 2(g) del agua fría o de los ácidos. Los que le siguen en reactividad, pueden desplazar al H 2(g) del vapor o de ácidos. El siguiente grupo, desplazan el H2(g) de los ácidos pero no del vapor de agua. Otros metales que aparecen abajo del hidrógeno en la lista, no lo desplazan, incluso en los ácidos. La razón de estas diferencias de reactividad se relaciona con la tendencia a ceder electrones para formar iones. Los metales que están más arriba en la serie de actividad, ceden electrones con más facilidad que los metales que aparecen más abajo en la misma serie. Todos los metales que figuran en esta serie hasta el Pb inclusive, liberan hidrogeno de los ácidos, en cambio no lo hacen los que siguen al hidrogeno Los metales que conforman esta serie electromotriz son: Li, K, Ba, Sr, Ca Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Si, Ag, Hg, Au, Pt Serie electromotriz

En esta serie electromotriz, los metales están dispuestos por orden de creciente actividad, esto es de su tendencia a formar iones positivos por pérdida de electrones, ocupando el Li el primer lugar y el Pt el último. La actividad relativa de un elemento se refiere no solamente al desplazamiento del hidrógeno, sino también al de cualquier otro elemento de los que en ella figuren. Por ejemplo, el Fe está por encima del Cu en la serie, si se coloca Fe metálico en una solución de CuSO 4, el Cu es desplazado por el Fe, formándose el Cu metálico y el Fe formará el sulfato ferroso. Cuanto más cerca está un metal de otro en la serie, menor va a ser la actividad del primero con relación al segundo y por consiguiente la reacción se realizara muy lentamente. 2. OBJETIVO Construir una serie de actividad de los metales a partir de los datos recogidos en las actividades experimentales realizadas. 3. PRELABORATORIO 3.1 Que se entiende por actividad de un metal 3.2 Entre el Ca y el Fe, cual metal libera más fácilmente H 2 cuando reacciona con el HCl? 3.3 En la tabla periódica cómo varía la actividad de los metales?. Justifique. 3.4 Explique la relación entre la actividad de los metales y la electronegatividad y radio iónico.

3.5 Realice el diagrama de flujo del procedimiento a seguir en ésta experiencia. 4. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES 10 Tubos de ensayo gradilla 1 pipeteador 1 Pipeta 1 Vaso de Precipitados

REACTIVOS CuSO4 (sln) HCl 4N AlCl3(sln) FeCl3(sln) Pb(NO3)2(aq) ZnCl2(aq) Na, Mg, Cu, Ca, Pb, Al, Fe, Zn (Granallas)

5. PROCEDIMIENTO 5.1 Reactividad de los metales frente al agua fría y al HCl 1. Coloque 1 ml de agua en 7 tubos de ensayo y adicione un PEQUEÑO trozo de cada uno de los siguientes metales: Na, Ca, Mg, Zn, Cu, Fe y Pb. Anote sus observaciones en el siguiente cuadro. Elimine el agua de los tubos donde no observó ningún cambio y reutilice el metal para la siguiente experiencia. 2. Colocar 1 mL de HCl (aq) 4,0 M en 6 tubos de ensayo y adicióneles en cada uno un PEQUEÑO trozo de los siguientes metales: Ca, Mg, Zn, Cu, Fe y Pb. Anote sus observaciones en el siguiente cuadro. Recupere el metal donde no hubo reacción, enjuáguelo en agua corriente y resérvelo para posteriores experimentos. Reactividad de metales Na + H2O(l) Ca

OBSERVACIONES

INTERPRETACIÓN

+ H2O(l) +HCl(sln) + H2O(l)

Mg(s) Zn (s) Cu(s) Fe Pb (s)

+HCl(sln) + H2O(l) +HCl(sln) + H2O(l) +HCl(sln) + H2O(l) +HCl(sln) + H2O(l) +HCl(sln)

5.2 Coloque un pequeño trozo del metal correspondiente, en un tubo de ensayo que contiene 1,0 mL de la solución indicada en el cuadro. Registrar las observaciones. Interpretar los hechos observados

TUBO

METAL

SOLUCIÓN ACUOSA DE

1

Cu2+(aq)

2

Fe3+(aq)

3

Zn (s)

Pb2+(aq)

5

Cu2+(aq)

6

Fe3+(aq)

Pb (s)

Al3+(aq)

8

Zn2+(aq)

9

Fe3+(aq)

10

Al3+(aq)

11

Cu (s)

Zn2+(aq)

12

Pb2+(aq)

13

Fe3+(aq)

14

Cu2+(aq)

15

Al(s)

Zn2+(aq)

16

Pb2+(aq)

17

Al3+(aq)

18

Cu2+(aq)

19

Fe(s)

20

INTERPRETACIÓN

Al3+(aq)

4

7

OBSERVACIONES

Zn2+(aq) Pb2+(aq)

6. CUESTIONARIO 6.1 Qué conclusiones puede sacar de los resultados consignados en la tabla del numeral 5.1 6.2 Qué conclusiones puede sacar de los resultados consignados en la tabla del numeral 5.2 6.3 Prediga qué ocurrirá en las situaciones que se muestran en la siguiente y justifíquelo.

METAL

SOLUCIÓN

Mg(s)

Ba2+(aq)

Cu(s)

Ag+(aq)

Pb(s)

Mg2+(aq)

Pt(s)

Cu2+(aq)

Sr(s)

Mn+2(aq)

Sn(s)

Na+(aq)

REACCIÓN

PREDICCIÓN Y JUSTIFICACIÓN

6.4 Construya una tabla que recoja el resultado de sus experiencias. Considere la siguiente información: Forma reducida (átomo metálico) Forma oxidada (ion metálico) Átomo metálico ( ion metálico + n e Coloque los metales usados en la experiencia, en orden de reactividad decreciente. Compare su serie con la que aparece en la bibliografía. 6.5 Busque el significado de los siguientes términos. Complemente en glosario con otros 5 términos propuestos por usted.  Fuerza electromotriz  Carácter electropositivo  Carácter electronegativo  Reactividad química  Forma oxidada de un elemento  Forma oxidada de un elemento

Práctica 11. Fórmula empírica e hidratos 1. INTRODUCCION Los símbolos que se utilizan para identificar a los elementos químicos, sirven también para escribir fórmulas que describen a los compuestos. La fórmula química del cloroformo es CHCl3, lo que indica que sus moléculas se compone de 1 átomo de C, 1 átomo de H y 3 átomos de Cl. La hidrazina tiene como fórmula molecular N2H4, pero se puede escribir una fórmula que exprese la proporción de números enteros más sencilla, NH2. Este tipo de fórmula se denómina empírica o mínima. Para algunos compuestos la fórmula molecular y la formula empírica son idénticas: CCl4, H2SO4, C12H22O11. En otros compuestos, ambas fórmulas son diferentes: B3N3H6, C6H6, C4H10, cuyas fórmulas empíricas son BNH3, CH y C2H5, respectivamente. 2. OBJETIVO -

Determinar la formula empírica de un compuesto binario y hallar la composición porcentual del mismo. Comparar los resultados obtenidos con los datos teóricos. Determinar gravimétricamente la fórmula de un hidrato.

3. PRELABORATORIO 3.1. Refer to the following terms. Atomic weight, gram-atom, molecular weight, Mol. Illustrate each of these meanings with corresponding examples. 3.2. How many chemical formulas classes are there? That is minimum formula? That is molecular formula? 3.3. Find a suitable example to explain, which is a reactant Limit? 3.4. Follow the flow chart of the procedure to be performed. 4. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES • Mechero • Triángulo de porcelana • Soporte universal • Cápsula de porcelana • Vidrio de reloj • Agitador de vidrio • Balanza • Mortero 5.

REACTIVOS  Cu en polvo • Hidratos: CuSO4.xH2O, MgSO4. xH2O (sal de Epsom), CaSO4. xH2O (yeso)

PROCEDIMIENTO 5.1. Fórmula empírica de un compuesto binario -

Lavar la cápsula de porcelana y secarla al mechero para eliminar la humedad.

-

Dejar enfriar hasta la temperatura ambiente y pesar.

-

Adicionar un peso exacto (5.00 g) de Cu en polvo.

-

Colocar la cápsula sobre un triángulo de porcelana para que el calentamiento sea directo.

-

La llama del mechero debe ser azul para evitar depósitos de hollín en la cápsula.

-

Revolver el sólido permanentemente con una varilla de vidrio.

-

Calentar durante 30 minutos; transcurrido este tiempo se suspende el calentamiento, se deja enfriar y se pesa la cápsula con el producto obtenido.

-

Volver a calentar durante otros 10 minutos, dejar enfriar y pesar nuevamente.

-

Si encuentra diferencia entre las pesadas, repetir el proceso hasta peso constante.

5.2. Fórmula de un hidrato -

Pesar una cápsula de porcelana limpia y seca junto con un vidrio de reloj (usar balanza digital). Adicionar 5.00 g de una de las sales asignadas, pulverizada previamente en un mortero.

-

Iniciar un calentamiento moderado sobre malla de asbesto, durante 30 minutos aproximadamente.

-

Después de dejar enfriar la cápsula, pesar. Para comprobar que toda el agua ha sido eliminada, se calienta durante 10 minutos más, se enfría y se vuelve a pesar.

-

Se repite este procedimiento hasta peso constante.

-

Una vez se haya liberado toda el agua de hidratación, se obtiene el peso de la sal anhidra.

6.

Cálculos y resultados

Con los datos obtenidos determine la fórmula empírica del óxido de cobre formado y el número de aguas de hidratación de cada hidrato. Completar la tabla e incluir un cálculo modelo. Tabla. Fórmula empírica e hidratos Sustancia Masa inicial (g) CuxO CuSO4. xH2O MgSO4. xH2O CaSO4. xH2O 7. Discusión y conclusiones -

8.

Masa final (g)

Fórmula x= x= x= x=

Analizar las posibles razones por las que sus resultados no coinciden con las fórmulas conocidas para los compuestos analizados.

Preguntas

8.1. Procedimiento Fórmula empírica -

Se conocen dos óxidos del cobre: Cu2O y CuO. ¿Cuál de ellos se debió obtener en el experimento? ¿Bajo qué condiciones experimentales se forma uno u otro óxido?

8.2. Procedimiento Fórmula de un hidrato -

¿Cuál es el significado de los siguientes términos: higroscópico, delicuescente, eflorescente?

-

¿Las propiedades del hidrato son idénticas a las del compuesto anhidro?

-

¿Qué diferencia hay entre humedad y agua de cristalización?

-

Existe un compuesto llamado hidrato de metano. ¿Cuáles son sus propiedades?

Práctica 12.ESTEQUIOMETRÍA PARTE 1: REACTIVO LIMITANTE 1. INTRODUCCIÓN Una reacción química es un proceso que implica la transformación de la naturaleza de las sustancias, obteniendo a partir de unos compuestos iniciales o reactivos, productos con características químicas diferentes. Esto se representa mediante una ecuación química, que permite visualizar las sustancias que toman parte de una reacción y la proporción en la que se combinan. La estequiometría se refiere a las cantidades de reaccionantes y productos comprendidos en las reacciones químicas. Para una reacción hipotética; A + B C + D → Surgen preguntas como estas ¿Cuanto se necesita de A para que reaccione con x gramos de B? ¿Cuánto se producirá de C en la reacción de A con x gramos de B? ¿Cuánto se producirá de B junto con Y gramos de C?. Las cantidades químicas es decir, el "cuanto" de las preguntas anteriores se pueden medir de diferentes maneras. Los sólidos generalmente se miden en gramos, los líquidos en mililitros y los gases en litros. Todas estas unidades de cantidad se pueden expresar también en otra unidad, el "mol". 2. OBJETIVOS 2.1 Determinar la relación estequiométrica en la que se combinen los reactivos en una determinada reacción, por el método de JOB. 2.2 Establecer el porcentaje de eficiencia de una reacción. 3. PRELABORATORIO 3.1. Realice el diagrama de flujo de los experimentos que se realizarán 3.2. En una reacción química a qué se denomina reactivo limitante? 3.3. Como se determina la eficiencia de una reacción química. 3.4. Describa brevemente en qué consiste el método de la variación de Job 4. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES 9 tubos de ensayo 1 gradilla 1 vaso de precipitado 1 Pipeta de 10 ml 1 regla

REACTIVOS BaCl2 0.2 M K2CrO4 0.2 M Opcionales: Na2SO4, Cloruro de calcio y oxalato de amonio en medio básico. Hidróxido de sodio y cloruro cobaltoso, Cloruro de Bario y sulfato de sodio

5. PROCEDIMIENTO Disponer de 9 tubos de ensayo limpios y secos, en una gradilla. Numerarlos. Ver figura 1.

Agregar a cada tubo 0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0 y 4.5 mL de solución de K 2CrO4 0.2 M. Luego adicionar despacio y moviendo el tubo suavemente 4.5,4.0,3.5,3.0,2.5,2.0,1.5,1.0 y 0.5mL de BaCl2 0.2 M, para que cada tubo contenga 5 mL (volumen constante) Reactivos opcionales: El docente puede decidir cambiar los reactivos propuestos por los siguientes:  Cloruro de calcio y oxalato de amonio en medio básico  Hidróxido de sodio y cloruro cobaltoso  Cloruro de Bario y sulfato de sodio Dejar los tubos en reposo durante 30 minutos, para que el precipitado sedimente totalmente. Luego, medir la altura del precipitado en mm, utilizando una regla calibrada. (La altura es la propiedad del sistema que varía y es proporcional a la cantidad de producto formado). 6. RESULTADOS 6.1 Complete la siguiente tabla: K2CrO4 0.2 M BaCl2 0.2 M Altura Precipitado Tubo N° (mL) (mL) (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6.2 De los datos obtenidos, hacer una gráfica de volumen de uno de los reactivos en el eje X (por ejemplo BaCl2 0.2 M), Vs altura del precipitado en milímetros, en el eje Y. 7. CUESTIONARIO 7.1 Determinar el punto de equivalencia a partir de lo observado en la gráfica del numeral 6.27.2 calcular el número de moles de cada reactivo en el punto de equivalencia. Sabiendo que Moles= V(L) x M(mol/L) 7.3 Determinar cualitativamente cuál es el reactivo límite en uno de los tubos de ensayo. (Seleccionar un tubo de ensayo que no corresponda al mayor contenido de precipitado). 7.4 Comparar la relación estequiométrica experimental con la teórica. Discutir los resultados. 7.5 Determinar el porcentaje de eficiencia de la reacción. (Tome el tubo de ensayo con mayor contenido de precipitado). ¿Cómo podría determinar el porcentaje de eficiencia de la reacción en el punto de equivalencia? 7.6 Qué se puede concluir acerca del método de variación de Job?¿por qué y para qué se utiliza? 7.7 Consulte el significado de los siguientes términos. Adicione 5 términos nuevos al glosario:  Estequiometría  Balance de masa  Ley de la conservación de la masa  Precipitado  Eficiencia de la Reacción

Práctica 13.ESTEQUIOMETRÍA PARTE 2: ESTUDIO DE ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES DONDE INTERVIENEN SISTEMAS GASEOSOS 1.

INTRODUCCIÓN En general la fortaleza del enlace entre átomos o moléculas define los tres estados fundamentales de la materia: Sólido, líquido y gaseoso. El último se caracteriza por no tener forma ni volumen definidos, como consecuencia de las mínimas fuerzas de interacción entre moléculas que forman el sistema gaseoso. En las reacciones donde intervienen sistemas gaseosos, para determinar la estequiometria del proceso, se realizan con base en la definición de gases ideales. Para describir el comportamiento de un sistema gaseoso se requieren cuatro variables: n, P, V y T, la variación de estas propiedades manteniendo alguna variable constante ha dado lugar a las leyes fundamentales de los gases.

2. OBJETIVOS 2.1 Estudio experimental de una reacción química donde intervienen sistemas gaseosos. 2.2 Realizar los correspondientes cálculos estequiométricos, haciendo uso de las leyes de los gases ideales. 3. PRELABORATORIO 3.1. Consulte cuales son los factores que afectan el comportamiento de los gases. Ley de los gases ideales y la ley de las presiones parciales de Dalton. 3.2. Que consideraciones se deben tener en cuenta cuando se recogen gases sobre agua, en el laboratorio?.

3.3. Realice el diagrama de flujo, del procedimiento para el desarrollo de la práctica en el laboratorio. 4. MATERIALES Y REACTIVOS MATERIALES 1 soporte universal 1 pinza para balón 1 probeta de 100 ml 1 balón de reacción con brazo lateral o tubo de ensayo grande. 1 tapón de caucho. 1 balanza. 1 espátula 1 vidrio de reloj 1 cuba de vidrio.

REACTIVOS

Solución de ácido clorhídrico 2.0 M Carbonato de calcio.

5. PROCEDIMIENTO -

En una probeta, mida un volumen de 10 ml HCl 2 M y llevelo al balón, erlenmeyer o tubo con desprendimiento lateral. - Arme el equipo de la figura 1, evitando dejar burbujas en la probeta - Pesamos en la balanza una cantidad equivalente a 0.2 gramos de caliza (CaCO 3) puro, envolverlo cuidadosamente en un plástico y agregarlo al erlenmeyer que contiene el ácido, tapar rápidamente para evitar perdida del gas desprendido. - La mezcla del carbonato con el HCl en el balón, tiene lugar mediante una reacción muy rápida, desapareciendo todo el carbonato de calcio (reactivo limitante), quedando el HCl en exceso.

Fig 1. Montaje sugerido para la práctica 1.

Mida el volumen de CO2 desprendido experimentalmente, por el volumen de agua desplazado en la probeta. 2. Repita el procedimiento anterior por lo menos dos veces, la diferencia no debe ser mayor al 10%. Sean muy cuidadosos en el montaje de la práctica, para evitar realizar el experimento por tercera vez. 6. RESULTADOS 6.1. Realice los cálculos con el promedio del volumen obtenido en los ensayos. 6.2. Usando las relaciones estequiométricas de la ecuación química determine el volumen de CO2 teórico. 6.3. Para los cálculos teóricos tenga en cuenta las siguientes condiciones de presión y temperatura del laboratorio: 554 mmHg y una temperatura promedio en el laboratorio de 18 C°, (también puede medir la temperatura del gas de un manera más precisa introduciendo un termómetro en el interior del balón, utilizando un tapón agujereado por el centro en la boca del mismo), calcularemos el volumen del gas utilizando la ecuación de los gases ideales: PV = nRT 6.4. Los resultados experimental y teórico presentan una variación debido fundamentalmente a las aproximaciones que hemos tomado en cuanto a los valores de las variables. Determine el porcentaje de error comparando el valor experimental con el teórico. 7. CUESTIONARIO 7.1. Escriba la ecuación que representa la reacción que tiene lugar. 7.2. ¿Cuáles son las posibles causas (Clases) de error del porcentaje de error obtenido en la práctica desarrollada? 7.3. ¿Qué diferencia encontró entre el volumen experimental calculado a condiciones de laboratorio y a condiciones normales?

Práctica 14. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y DETERMINACIÓN DE SU POTENCIAL DE HIDRÓGENO (pH) 1.

OBJETIVO:

El alumno aprenderá a preparar soluciones, a realizar diluciones y determinará su potencial de hidrógeno. 2.

TEORIA:

La preparación de soluciones es una técnica que permite obtener concentraciones conocidas de solutos en determinados solventes, entendiendo por solvente aquella sustancia que se encuentra en mayor proporción en la solución preparada. 1. Porcentaje en peso. Una de las formas que más se usan para expresar la concentración de una solución, es el porcentaje en peso, lo cual es el peso en gramos de la sustancia disuelta en 100 mL de solución. De acuerdo con el porcentaje deseado, se pesa exactamente la cantidad en gramos del sólido, se pone en un matraz volumétrico adecuado y se agrega el solvente hasta la marca de aforo. 2. Porcentaje en volumen. El porcentaje en volumen de una solución es el volumen en mL de la sustancia disuelta en 100 mL de solución. Según el porcentaje deseado, se mide el volumen del líquido con una pipeta o en una probeta, se vierte en un matraz volumétrico apropiado y se agrega el solvente hasta la marca de aforo. El Potencial Hidrógeno (pH) es una medida de la concentración de iones H +. Se define como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno expresada en moles/Litro. Algunas sustancias cuando están en solución tienen la capacidad de formar iones. A estas sustancias se les llaman electrólitos. Dependiendo del grado de ionización, pueden ser fuertes o débiles. En el caso del agua, por sí misma es capaz de formar iones, aunque lo hace de manera muy débil, pudiéndose representar de la siguiente forma:

La Ley del Equilibrio Químico establece lo siguiente: “El producto de las concentraciones de los productos de una reacción química, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos es igual a una constante”.

A su vez, lo anterior se puede representar como sigue:

Como se indicó anteriormente, la capacidad de ionización del agua es extremadamente limitada, de tal forma que el término correspondiente a [H 2O] puede considerarse que permanece constante. Arreglando la expresión de acuerdo a esto:

Kw se conoce como Constante de ionización del agua. De la expresión anterior se desprende que para el agua pura a 25 ºC

Dependiendo de la concentración de iones Hidrógeno, las soluciones y sustancias en general tendrán un comportamiento específico. Pero manejar cifras con exponenciales de 10 puede ser complicado y prestarse a confusión, por lo que se maneja el valor logarítmico de su concentración y esto se conoce como potencial de hidrógeno (pH):

3. Material y equipo • 8 vasos de precipitado de 250 ml • 4 pipetas • 1 potenciómetro • 2 frascos de reactivos • 2 probetas • 1 piseta de 500 mL • HCl Concentrado 12 M • NaOH concentrado a 10M • Solución amortiguadora • Agua destilada 4. Procedimiento: 4.1. Preparación de una solución acuosa de Ácido Clorhídrico al 10 % en volumen, o sea, 1:10 (V/V).

-

Mida 5 mL de HCl con una probeta o con una bureta. Vierta el ácido en un matraz volumétrico de 100 mL. Con una pipeta llene la probeta con agua destilada y vierta la cantidad necesaria en el matraz volumétrico. Repita esta operación con 20 ml de ácido y agregue el agua destilada al matraz volumétrico hasta la marca de aforo. Tape el matraz y agite vigorosamente para obtener una solución homogénea o uniforme. Tome la mitad exacta de cada matraz y colóquela en 2 matraces aforados marcados a la mitad del valor tal y como se indica en el siguiente número (4.2) Siga las mismas instrucciones utilizando 60 mL en un matraz y 80 mL en otro matraz volumétrico de 100 mL Repetir los pasos anteriores, pero ahora con la solución de NaOH.

4.2. Preparación de soluciones diluidas. - De las soluciones anteriores, tome 50 mL con una probeta o bureta y páselos a un segundo matraz aforado de 100 mL marcado con la mitad del valor correspondiente. - Agregue agua destilada hasta la marca o línea de aforo. - Tape el matraz y agítelo vigorosamente hasta mezclar completamente. - Vaciar a un vaso de precipitados de 250 mL marcado adecuadamente. - Proceder a leer el pH en orden creciente de concentración directamente de la botella de reactivos. 4.3. Medición del Potencial de Hidrógeno (pH). - Encienda el potenciómetro y deje que se estabilice por espacio de 10 minutos en la posición standby. - Enjuague los electrodos del potenciómetro con suficiente agua destilada. - Vierta una porción de cada una de las soluciones diluidas en vasos de precipitados. Las muestras que se van a analizar, deben estar a una temperatura próxima a los 25 °C. - Sumerja los electrodos en la muestra, y mida el valor del pH girando la perilla del potenciómetro a esa posición. - Una vez obtenida la lectura, regístrela. - Regrese la perilla a la posición standby, saque los electrodos de la muestra y enjuáguelos con abundante agua destilada. - Coloque los electrodos en la solución amortiguadora. 5. CUESTIONARIO: 5.1. Según El volumen de HCl y /o de NaOH medido, indique la concentración de las soluciones en porcentaje en volumen (%V). 5.2. Indique la concentración resultante de las soluciones diluidas.

5.3. Con los datos obtenidos, haga una tabla de resultados. CONCENTRACION pH HCl

pH NaOH

5.4. Con los datos de la tabla de resultados, construya una gráfica de pH vs. Concentración en moles/litro y haga una interpretación.

5.5. Se tiene una solución de HCl y se desconoce su pH. Se sabe que la concentración de iones hidrógeno (H+) es 4.29 x 10-6 moles/L. Calcule el pH de la solución. 5.6. Investigue las aplicaciones de la medición del pH, indicando la bibliografía consultada

BIBLIOGRAFÍA Manual de Prácticas de QUIMICA GENERAL Universidad Nacional de Colombia. Escuela de Química. Facultad de Ciencias. CITAC- EUROCHEM. Guide to Quality in Analytical Chemistry. Guide No. 1. Pág. 21-22. 2002. JIMENEZ. Victor M Quimica: Experimentación y Deducción. LONG, J. Glassware calibration.

LOZANO, Luz Amparo. Manual de laboratorio de Química general. UIS. MERCK. Cartilla de seguridad. SLOWINSKI . Emil.J Chemical Principles in the laboratory. American Society for testing and Materials. Annual book of Standards 1994 Determinación de Conductividad eléctrica del agua. Metodo ASTM D 1125-91 Standard methods for the examinatión of water and waste water publicado por la APHA. Medición de conductancia, Método 2510 B - 1995 INFOGRAFIA Video de seguridad en el laboratorio http://www.youtube.com/watch?v=5RLZegO2hwo Manual de Gestión de residuos Peligrosos. Universidad de Salamanca. http://www.usal.es/~retribucionesysalud/ssalud/calid_amb/manual.htm www.//pines.hsu.edu/faculty/longj/chm2084/Lab/Exp%201.htm