FORMATO_GUIA ILAC LBMEPA- Versión NOVIEMBRE 2014.docx

1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNADEscuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente-ECAPMA

Programa: Ingeniería Ambiental

LABORATORIO BALANCE MÁSICO Y ENERGÉTICO-LBEPAProf: Jairo Granados., MSc

PRÁCTICA 1

BALANCE MÁSICO EN REACCIONES QUÍMICAS DE PRECIPITACIÓN

INTEGRANTES DEL GRUPO

Julieth Jaczblady Coy Gonzalez 1054093355 [email protected]

Diana Carolina Chaves Lopez 1077034597 [email protected]

Alexandra Muñoz Bonilla 52.192.337 [email protected]

Claudia Janneth Roncancio Moreno 52.534.447 [email protected]

PROFESOR: DIRECTOR DE CURSO

Jairo Granados [email protected]

CEAD Jose Celestino Mutis

ECAPMA Escuela de ciencias Agrícolas , Pecuarias y del Ambiente

14 de Mayo de 2015

2




RESUMEN

(Redactar en máximo 10 líneas, en un solo texto: Qué se hizo, cómo se desarrolló, qué resultados se encontraron, cómo se interpretaron estos

resultados, qué se concluyó):

El balance masico en reacciones químicas con precipitacion es la que genera solidos o precipitados esto se produce por constantes de solubilidad en los cuales los aniones y cationes pesados hace que se produzca precipitación,para la presente prueba se observo la precipitacion que se genera entre el cromato de potasio y de nitrato de plomo. La reacción del cromato de potasio con el nitrato de plomo en fase acuosa es de doble sustitución. El cromato de plomo es un precipitado amarillento y el nitrato de potasio es una sal soluble. Mediante una decantación y filtrado por gravedad, seguido de una filtración por papel filtrante, se separa el cromato de plomo del nitrato de potasio disuelto. Luego, por evaporación del agua, pudo obtenerse los productos de la reacción secos.De esta manera se pudo compror las leyes estequiométricas fundamentales, al se pesadas que permitirán estudiar el cumplimiento de:

a) La Ley de conservación de la masa: "La masa de los productos de la reacción química es igual a la masa de los reactivos".

b) La Ley de las proporciones constantes: "Cuando dos sustancias reaccionan para dar una tercera fija, lo hacen en una proporción constante entre sus masas".

PALABRAS CLAVES

Reactive limitante

ABSTRACT

(This text is based on that described in the above summary)

(Paragraph 5 lines)

Key Words: (Write 5)

3




INTRODUCCIÓN

(Se debe escribir en 18 líneas, Incluír breve revisión de literatura)Consultar los siguientes link para tener información de apoyo)

http://univirtual.utp.edu.co/pandora/recursos/1000/1213/1213.pdf

1. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

1.1 MAPA CONCEPTUAL (Con base en los conceptos indicados en el cuadro elaboren un mapa conceptual en este espacio)

CONCEPTOS CONCEPTOS

Masa(m) Peso molecular

Reactantes(r) Reacción Química

Ley de conservación Constante del Producto de solubildad

Productos(p) Cromato de plomo

K2CrO4 Lavoisier

⅀m p ⅀mr

Cromato de potasio Nitrato de Plomo

Nitrato de Potasio Ecuación balanceada

⅀m p=⅀mr 525g

Flujo másico Entradas

Salidas PbCrO4

KNO3 Pb(NO3)2

http://univirtual.utp.edu.co/pandora/recursos/1000/1213/1213.pdf

4




1.2 A partir de una revisión detallada de los videos relacionados con balance Másico, mostrados en los siguientes link:

https://www.youtube.com/watch?v=00xf7ifFxWohttps://www.youtube.com/watch?v=FHhONAPTbPIhttps://www.youtube.com/watch?v=OouU2SZJG-U

En este espacio, deben elaborar un diagrama de flujo que integre los conceptos expuestos.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

completar los siguientes cuadros

2.1 LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS

Cuadro 1.lista de materiales y equipos utilizados en la práctica

Material ó equipo(marca)

Aplicación (Operación

unitaria)

Capacidad y Precisión

Fotografía Real

Balanza analítica Ohaus

Pesada(Gravimetría)

210g;0,0001g

Horno de arcilla reflactante

Evaporación(flujo de calor) 105° *2h

https://www.youtube.com/watch?v=OouU2SZJG-U

https://www.youtube.com/watch?v=FHhONAPTbPI

https://www.youtube.com/watch?v=00xf7ifFxWo

5




Shaker o agitadores vibradores

horizontales

Agitacion(separacion de

molecular )

200 revoluciones por minutos

Baker

Desecador enfriamiento

20 minutos

Papel filtrante

2.2 LISTA DE REACTIVOS UTILIZADOS(Completar el cuadro)

Cuadro 2.Reactivos utilizados en la práctica

Reactivo(nombre) Fórmula molecularPeso Molecular

(g/ mol)Concentración

Cromato de Potasio

6




Nitrato de plomo

2.3 PROCEDIMIENTOS (Completar el cuadro)

Cuadro 3.Técnicas analíticas utilizadas en la práctica 1

Variable evaluada Operación Unitaria

Precipitado Secado

Masa de productos Gravimetría

2.3.1 Teniendo en cuenta el procedimiento descrito en el protocolo de prácticas de laboratorio, construír un Flujograma de los procesos desarrollados ( en Word : hacer click en insertar, formas y diagrama de flujo)

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1 TABLA DE DATOS (Incluír aquí la enviada al profesor)

Reacción Química de Precipitación

7




Volumen (ml)

Masa (gr) Masa Final

Beaker A (vacio) 250 98,865 -

Beaker B (vacio) 250 103,9934 -

Peso Cromato de Potasio AWa

0,1291

Peso Cromato de Potasio BWb

0,2590

Peso Nitrato de Plomo CWc

0,3474

Peso Nitrato de Plomo DWd

0,3508

Beaker AAgua Destilada +

Nitrato de plomo C

20 0,3474 118,8331

Beaker BAgua Destilada

Nitrato de plomo D

20 0,3508 123,4891

Beaker C (vacio) 250 101,0389 -

Beaker D (vacio) 250 105,3243 -

Beaker CAgua Destilada

Cromato de Potasio A

20 0,1291 120,1079

Beaker DAgua Destilada

Cromato de Potasio B

20 0,2590 124,8484

Beaker ACromato de Potasio A +

Nitrato de Plomo C37 99,3415

8

B




Beaker BCromato de Potasio B+

Nitrato de Plomo D36

104,6032

Papel filtro 1 (seco) 0,8499

Papel filtro 2 (seco) 0,8147

Peso papel filtro 1 luego de sacado del horno

solución B + D

1,1681

Peso papel filtro 2 luego de sacado del horno

Solución A + C

1,0071

Peso papel filtro 1 luego del horno (B+D) - peso papel filtro 1 seco =

Masa precipitado 1 (B+D)

1,1681 - 0,8499 = 0,3182

0,3182

Peso papel filtro 2 luego del horno (A+C) - peso papel filtro 2 seco =

masa precipitado 2 (A+C)

1,0071 - 0,8147 = 0,1924

0,1924

3.2 CÁLCULOS

3.2.1 Ecuación Química balanceada, desarrollada en el proceso (completar)

K2CrO4(ac) + Pb (NO3)2(ac) PbCrO4(s) + 2KNO3(ac)

3.2.2 Ecuación Balance de materia:

A+B=C+D+E

3.2.3 Diagrama del flujo másico en el proceso:

9




Figura 1: Diagrama del flujo másico y las corrientes de entradas y salidas en el proceso con reacción química

3.2.4 Cálculos de flujos másicos en entradas y salidas del proceso

(mostrarlos en este espacio)

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3.3 TABLAS DE RESULTADOS (Completar)

Tabla 2. Balance másico de entradas y salidas en la reacción de preciptación

Corriente Entradas Masa (g) Salidas Masa (g)

A K2CrO4 0,10

B Pb(NO3)2 0,35

C PbCrO4

*W2 - W1

D 2KNO3

E H2O

Suma Reactivos 0,45 Productos

*W1: Peso papel filtro vacío y seco; W2: Peso papel filtro con la masa de productos de la reacción

3.3.1 GRÁFICAS

En diagramas de barras, deben mostrar los resultados obtenidos

3.4DISCUSIÓN DE RESULTADOS

*EN ESTE ESPACIO SE DEBE REALIZAR UN ANÁLISIS INTERPRETATIVO Y COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS,TRATANDO DE CONFRONTAR LOS VALORES CON LA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CON LA LITERATURA*

11




4.CONCLUSIONES

(Escribir mínimo cinco)

*ESTAS SE DERIVAN OBLIGATORIAMENTE DE LA DISCUSIÓN DE RESULTADOS

5. BIBLIOGRAFÍA

*UTILIZADA Y CONSULTADA,MÍNIMO 5 REFERENCIAS EN NORMAS APA

12




7. ANEXOS

7.1 DIAGRAMA UVE HEURÍSTICO DE LA PRÁCTICA

*ELABORARLO DE ACUERDO AL EJEMPLO MOSTRADO EN LA PARTE INFERIOR

Figura 3.Ejemplo práctico de un diagrama UVE, aplicado a un evento de laboratorio

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3 CONCEPTOS

1. ¿Se cumplió la Ley de Michaellisen este experimento? Porqué?

2. ¿Cuál es el valor de la cons-tante de Michaellis, la velo-cidad Máxima y el coeficien-te de correlación ( r ), de lacinética estudiada?

3 ¿Cual es la ecuaciónde Michaellis de esteexperimento?

Caracterización enzimáticade una fosfatasa, que actúa

sobre el glicero-fosfato.

DIMENSIÓN METODOLOGICA

1. ACONTECIMIENTO

Interacción

2. PREGUNTA CENTRALDIMENSIÓN CONCEPTUAL

TCA y colisiones5 TEORIAS

4. PRINCIPIOS

Describen el comportamiento ciné-ticomolecular de la enzima fosfatasasobre los enlaces qcos delglicerofosfato (sustrato).

Michaellis-MentenEstablece relación entre V de reaccióny la Concentración del sustrato.

10. CONCLUSIÓNLa cinética de la fosfatasa cumplió la Ley de M-M, debido a la alta correlación lineal entre los recíprocos de [s | y la V.

8.TABLA de RESULTADOS7. GRAFICAS

VARIABLE VALORKm 0.0103 MV máx 1.012 umol/min

r 0.999

V = 1.012 [S|/0.0103 + [S|

1/V3.03

200 1/[S|

V

[S|

0.5

0.01

8.TABLA de RESULTADOS7. GRAFICAS

VARIABLE VALORKm 0.0103 MV máx 1.012 umol/min

r 0.999

V = 1.012 [S|/0.0103 + [S|

1/V3.03

200 1/[S|

V

[S|

0.5

0.01

6. REGISTRO DE DATOS

0.100 0.9100.050 0.8300.020 0.6700.010 0.5000.005 0.330

[S| (mol/lt) V (umol/min)

pH = 7.0T = 37 º

6. REGISTRO DE DATOS

0.100 0.9100.050 0.8300.020 0.6700.010 0.5000.005 0.330

[S| (mol/lt) V (umol/min)

pH = 7.0T = 37 º

7. TRANSFORMACION DE DATOS (Cálculos)

1/[S| 1/V

10 1.0920 1.2050 1.49100 2.00200 3.03

Hallar: 1/[S| y 1/V (doble recíprocaPor Regresión lineal se obtieneb = 0.9873 min/umol; m= 0.0102; R = 0.999

Se calcula KM y V max; asíK M = m / b = 0.0102/0.9873 = 0.0103V max = 1 / b = 1 / 0.9873 = 1.012 umol/min

7. TRANSFORMACION DE DATOS (Cálculos)

1/[S| 1/V

10 1.0920 1.2050 1.49100 2.00200 3.03

Hallar: 1/[S| y 1/V (doble recíprocaPor Regresión lineal se obtieneb = 0.9873 min/umol; m= 0.0102; R = 0.999

Se calcula KM y V max; asíK M = m / b = 0.0102/0.9873 = 0.0103V max = 1 / b = 1 / 0.9873 = 1.012 umol/min

ENZIMA FOSFATASA

V max [S|V = --------------

K M + [S|

cumple

CINETICA MICHAELLIANA

Actúasobre el

GLICEROFOSFATO

produce

GLICEROL H3PO4

V [ s |

relaciona

V

[S|

Puedeser es

Dondeaparece

así

V max K M

1 / b m / b

es es

ENZIMA FOSFATASA

V max [S|V = --------------

K M + [S|

cumple

CINETICA MICHAELLIANA

Actúasobre el

GLICEROFOSFATO

produce

GLICEROL H3PO4

V [ s |

relaciona

V

[S|

Puedeser es

Dondeaparece

así

V max K M

1 / b m / b

es es

9. INTERPRETACION y DISCUSION:La Km equivale a una concent. De 0.0103 mol de glicerofosfato por cada litro de solución.La gráfica de la doble recíproca presentó unacorrelación lineal altamente significativa (p<0.01).

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Programa. Ingeniería Ambiental


PRÁCTICA 2

BALANCE MÁSICO EN PROCESOS DE MEZCLA, SIN REACCIÓN QUÍMICA

RESUMEN



PALABRAS CLAVES(Escribir 5):

ABSTRACT


(Paragraph 5 lines)


16




INTRODUCCIÓN


http://iqtma.cps.unizar.es//components/com_docman/dl2.php?archive=0&file=VGVtYV8yX0JNX3Npbl9SUV9lbl9FRV9fMjAxNF8yMDE1X0ZJU

S5wZGY=

https://juanrodriguezc.files.wordpress.com/2012/03/clase-4-unidad-i1.pdf

1.FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

1.1 MAPA CONCEPTUAL (Con base en los conceptos indicados en el cuadro elaboren un mapa conceptual en este espacio)

CONCEPTOS CONCEPTOS

Solución homogénea Mezcla

Componentes Agua

Binaria Acetona

H3C-CO-CH3 Alcohol Etílico

Soluto Solvente

Densidad H3C-CH2-OH

Ecuación de Balance Entradas

Masa Corrientes

Salidas Flujos

https://juanrodriguezc.files.wordpress.com/2012/03/clase-4-unidad-i1.pdf

http://iqtma.cps.unizar.es//components/com_docman/dl2.php?archive=0&file=VGVtYV8yX0JNX3Npbl9SUV9lbl9FRV9fMjAxNF8yMDE1X0ZJUS5wZGY



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1.2 A partir de la revisión detallada de los videos relacionados con balance másico sin reacción Química , mostrados en los siguientes link:

https://www.youtube.com/watch?v=QvPYxYskM-I https://www.youtube.com/watch?v=LphqqF0iD6Qhttps://www.youtube.com/watch?v=9yIMHIWtV6A

En este espacio, deben elaborar un diagrama de flujo que integre los procedimientos expuestos.


completar los siguientes cuadros:

2.1 LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS



Aplicación(Operación

unitaria)


Fotografía Real

Balanza analítica OhausPesada

(Gravimetría)210g;

0,0001g

2.2 LISTA DE REACTIVOS UTILIZADOS(Completar el cuadro)


Reactivo (nombre) Fórmula MolecularPeso Molecular

(g/mol)Concentración

https://www.youtube.com/watch?v=LphqqF0iD6Q

https://www.youtube.com/watch?v=QvPYxYskM-I

18




Alcohol Etílco


Cuadro 6.Técnicas analíticas desarrolladas para las variables evaluadas

Proceso Operación Unitaria

2.3.2 Teniendo en cuenta el procedimiento descrito en el protocolo de prácticas de laboratorio, construír un Diagrama de Flujo de los procesos desarrollados ( en Word : hacer click en insertar, formas y diagrama de flujo)


3.1 TABLAS DE DATOS

3.1 TABLA DE DATOS (Incluír aquí la enviada al profesor)

3.2 CÁLCULOS

3.2.1 Ecuación Balance de materia (Completar)

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3.2.3 Diagrama del flujo másico en el proceso (Elaborarlo aquí)




Tabla 2. Balance másico de entradas y salidas en el proceso de mezclado

Corriente Entradas Masa (g) Salidas Masa (g)

A

B

C

D

E

Suma Reactivos Productos

3.3.1 GRÁFICAS

En diagramas de barras, deben mostrar los resultados obtenidos

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3.4DISCUSIÓN DE RESULTADOS

*EN ESTE ESPACIO SE DEBE REALIZAR UN ANÁLISIS INTERPRETATIVO Y COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS,TRATANDO DE CONFRONTAR LOS VALORES CON LA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CON LA LITERATURA*

4.CONCLUSIONES

(Escribir mínimo cinco)

*ESTAS SE DERIVAN OBLIGATORIAMENTE DE LA DISCUSIÓN DE RESULTADOS

5. BIBLIOGRAFÍA

*UTILIZADA Y CONSULTADA,MÍNIMO 5 REFERENCIAS EN NORMAS APA

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PRÁCTICA 3

BALANCE MÁSICO Y ENERGÉTICO EN REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN

RESUMEN



PALABRAS CLAVES(Escribir 5):

ABSTRACT


(Paragraph 5 lines)


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INTRODUCCIÓN


http://www.cec.uchile.cl/~leherrer/iq651/Apunte1/Fisicoqapu01.htm

1. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

1.1 MAPA CONCEPTUAL (Con base en los conceptos mostrados, elaboren un mapa conceptual, en este espacio)

CONCEPTOS CONCEPTOS

Entalpía Termodinámica

NaOH Disolución

Entradas Agua

Q= mCp (T 2−T1) Proceso Isobárico

Calor Kcal; KJ

Sistema Termodinámico Exotérmica

Presión constante Neutralización

Endotérmica H2SO4

⅀ΔH°Productos - ⅀ΔH°Reactantes Calores de Formación

Propiedad Temperatura

ΔHsn< 0 ΔHsn>0

ΔH¿nCp(T 2−T 1) Salidas

Reactantes Productos

http://www.cec.uchile.cl/~leherrer/iq651/Apunte1/Fisicoqapu01.htm

23




Balance Energía

Masa Flujos

1.3 Con base en la revisión detallada de los videos relacionados con el balance másico y energético en reacciones Químicos, en los siguientes link:

https://www.youtube.com/watch?v=OouU2SZJG-Uhttps://www.youtube.com/watch?v=lG3EO6SzqcM

https://www.youtube.com/watch?v=Y6pBAJoYWMM

Deben elaborar un diagrama de flujo que integre los temas relacionados allí.


2.1 LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS (completar el cuadro)



Aplicación(Operación

Unitaria)


Fotografía Real

Balanza analítica OhausPesada

(Gravimetría)210g;

0,0001g

2.2 LISTA DE REACTIVOS UTILIZADOS (Completar el cuadro)

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Reactivo(nombre) Fórmula MolecularPeso Molecular

(g/mol)concentración

Hidróxido de sodio

Ácido sulfúrico


Cuadro 3.Técnicas analíticas utilizadas en el análisis fisicoquímico de suelos

Procedimiento Operación Unitaria

Calorimetría

Gravimetría

2.3.2 Diagrama de Flujo de los procedimientos desarrollados que puede incluír : Video ó fotografías que sustentan los procesos desarrollados ( en Word : hacer click en insertar ,formas y diagrama de flujo)


3.1 TABLAS DE DATOS

Incluír aquí las enviadas al profesor

Reacción Química de

NeutralizaciónReacción Química

de Precipitación

AA

B

D

E

C

K2CrO4

Pb(NO3)2

2KNO3

H2O

PbCrO4

25




3.2 CÁLCULOS

3.2.1 Ecuación Química balanceada, desarrollada en el proceso (completar)

H2SO4 (ac) + NaOH(ac)

3.2.2 Ecuación Balance de materia:

3.2.3 Diagrama del flujo másico en el proceso (Completar)

Figura 2: Diagrama de flujo másico y Energético de las corrientes (entradas; salidas) dadas en el proceso de reacción química de Neutralzación

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3.2.5 Cálculos de flujos Energéticos en entradas y salidas del proceso


Tener en cuenta lo siguiente:

ΔHreacci ón=merlenmeyerCe(T eq−T1)+mmezclaCp(T eq−T1)

Donde:

merlenmeyer=masadel erlenmeyer órecipiente dondeocurri ó lareacci ón(g)

Ce= Calor específico del material estructural del recipiente, donde se realizó la reacción(Cvidrio= 0,20 cal/g.°C)

mmezcla= masa de la mezcla de productos de la reacción (m=V.d)

V=Volumen (mL); d= densidad (g/mL)

Cp=Calor específico a presión constante, de la solución acuosa de los productos (0,994 cal/g.°C)

Para calor de reactantes y productos, por favor consultar la entalpía de formación (∆ H °F) de cada sustancia, en las respectivas tablas termodinámicas y luego multiplicar este valor por la masa(m) ó número de moles(n) utilizado en la reacción química, es decir:

∆ H NaOH=n×∆ H °F NaOH

∆ H H 2SO4=n×∆ H °F H 2SO4

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Tabla 3. Balance másico y energético de entradas y salidas en la reacción de Neutralización

Corriente Entradas Masa (g)Energía (Kcal)

Salidas Masa (g)Energía(Kcal)

A

B

C

D

E

Suma Reactivos Productos

3.3.1 GRÁFICAS

3.4 . DISCUSIÓN DE RESULTADOS

*EN ESTE ESPACIO SE DEBE REALIZAR UN ANÁLISIS INTERPRETATIVO Y COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS, TRATANDO DE CONFRONTAR LOS VALORES CON LA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CON LA LITERATURA*

28




4. CONCLUSIONES

(Escribir mínimo Cinco)

ESTAS SE DERIVAN DE LA DISCUSIÓN DE RESULTADOS

5. BIBLIOGRAFÍA

(UTILIZADA Y CONSULTADA, MÍNIMO 6 REFERENCIAS EN NORMAS APA)

6. ANEXOS

DIAGRAMA UVE HEURÍSTICO DE LA PRÁCTICA

*ELABORARLO DE ACUERDO AL EJEMPLO ANTERIOR

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