Guia Componente Practico Quimica General

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 201102 QUIMICA GENERAL

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

GUA COMPONENTE PRCTICO

201102 QUIMICA GENERAL

DANILO ARIZA RUA

Autor

STELLA DIAZ NEIRA

Directora Nacional

MILENA RAQUEL ALCOCER

Acreditadora

BOGOTA

Julio de 2011

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2. ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y

VERSIONAMIENTO

La presente Gua fue diseado en el ao 2006 por el Msc. Danilo Lusbn Ariza

Rua, docente de la UNAD, y ubicado en el CEAD de Barranquilla, actualmente se

desempea como tutor de la UNAD.

La primera actualizacin del mdulo fue realizada por la Qumica Stella

Daz Neira, quien ha sido tutora en el CEAD JAG, de la ciudad de Bogot desde el

ao 2001 y se desempea actualmente como directora y tutora del curso a nivel

nacional.

Para la presente actualizacin se recibieron observaciones, sugerencias y

aportes del Licenciado en Qumica Johny Roberto Rodrguez.

Este mismo ao La Ingeniera. Milena Raquel Alcocer, tutora del CEAD

Ibagu, apoy el proceso de revisin de estilo y dio aportes disciplinares,

didcticos y pedaggicos en el proceso de acreditacin de material didctico

desarrollado en el mes de Julio de 2009.

En Septiembre de 2010 a Qca Stella Daz Neira, hace una segunda actualizacin

de forma y contenidos.

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3. INDICE DE CONTENIDO

5. CARACTERSTICAS GENERALES ............................................................................... 5

PRACTICA No. 1 RECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO Y NORMAS DE

SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO ....................................................................... 8

PRACTICA No. 2 MEDICIN DE PROPIEDADES FSICAS DE LOS ESTADOS SLIDO Y

LQUIDO ............................................................................................................................ 15

PARTE I LQUIDOS ....................................................................................................................... 18

PARTE II - SLIDOS ......................................................................................................................... 19

PRACTICA No. 3 LEY DE CHARLES .............................................................................. 24

PRACTICA No. 4 SOLUCIONES ........................................................................................ 29

PRACTICA No. 5 PROPIEDADES COLIGATIVAS ................................................................... 35

PRACTICA No. 6 CARACTERIZACIN DE CIDOS Y BASES. MEDICIONES DE pH ................... 44

PRACTICA No. 7. REACCIONES Y ECUACIONES QUMICAS ................................................. 52

PRACTICA No. 8. ESTEQUIOMETRIA - REACTIVO LMITE ..................................................... 58

PRACTICA No. 9. ESTEQUIOMETRIA DE REACCIONES QUE INVOLUCRAN GASES Y SOLUCIONES

........................................................................................................................................ 64

7. FUENTES DOCUMENTALES ..................................................................................... 69

ANEXO 1 REQUISITOS PARA REALIZACIN DE LABORATORIO DE QUMICA GENERAL ........ 70

ANEXO 2 GUA PARA LA PRESENTACIN DE PREINFORME E INFORME DE LABORATORIO 72

4


4. LISTADO DE TABLAS

Tabla 1. Resultados experimentales para la prctica 1

Tabla 2. Resultados obtenidos experimentalmente para lquidos

Tabla 3. Resultados obtenidos experimentalmente para slidos

Tabla 4. Resultados experimentales obtenidos en la prctica 3

Tabla 5. Resultados experimentales prctica 5

Tabla 6. Valor de pH de cambio de color de algunos indicadores.

Tabla 7. Reacciones con soluciones estndar

Tabla 8. Reacciones con soluciones caseras.

Tabla 9. Cantidades de reactivo por tubo

Tabla 10. Resultados experimentales prctica

12

18

20

27

42

48

49

49

61

61

4.1. LISTADO DE GRFICOS Y FIGURAS

Figura 1. Posicin de los ojos para medir volmenes

Figura 2. Procedimiento para la determinacin de la densidad de un

slido irregular

Figura 3. Montaje prctica 3

Figura 4. Montaje necesario para la prctica 5

Figura 5. Montaje necesario para la prctica 9

17

19

26

39

65

5


5. CARACTERSTICAS GENERALES

Introduccin

Actualmente vivimos maravillosos das de nuevos descubrimientos y avances en todos los campos del saber. La qumica no es la excepcin. El rpido desarrollo de los conocimientos sobre la estructura atmica y molecular de la materia, la qumica nuclear, qumica inorgnica y orgnica, bioqumica y otras reas de gran impacto, han dado una inmensurable importancia a las ciencias qumicas. La qumica como una ciencia con un alto componente experimental requiere del desarrollo de competencias orientadas al adecuado y eficaz reconocimiento y manejo de instrumental, sustancias y tcnicas propias de un laboratorio. En tal sentido, el presente protocolo esta diseado para servir como referencia a los eventos prcticos del curso Qumica General de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia, Escuela de ciencias bsicas, tecnologa e ingeniera, Unidad de ciencias bsicas. El documento presenta nueve prcticas de laboratorio, especialmente propuestas para complementar el avance terico del curso. El contenido de cada una de ellas fue seleccionado, teniendo en cuenta el tiempo y las competencias metodolgicas mnimas que se esperara debe alcanzar un estudiante de la Universidad en el campo de la Qumica General. Las prcticas de laboratorio pretenden servir como complemento de aprendizaje autnomo a los aspectos revisados en la parte terica. Sin embargo requieren de una preparacin y compromiso particular para garantizar el cumplimiento de los objetivos, en tal sentido es recomendable revisar antes de cada evento prctico, el presente documento y a partir de l elaborar un preinforme de laboratorio. Cada prctica debe conducir a un producto que se ver plasmado en un informe de laboratorio, el cual servir como referencia para determinar hasta que punto se logro avanzar en el desarrollo de los objetivos. Finalmente, se propone el uso de lecturas y libros especializados en Qumica, adems de ayudas audiovisuales y visitas a sitios web, que sirvan como complemento a las prcticas y como herramientas para la construccin de los informes de laboratorio.

Stella Daz Neira, Bogot, agosto 2009 Johny Roberto Rodrguez P.

6


Justificacin Es requisito para los estudiantes de Ingenieras de Alimentos,

Industrial, Regencia de Farmacia, Agronoma y afines y Zootecnia y

afines que estn cursando el curso de Qumica General.

Intencionalidades

formativas

PROPSITOS:

Desarrollar el pensamiento cientfico en los estudiantes

Que el estudiante se apropie de habilidades de anlisis y

observacin a travs del desarrollo de actividades y experiencias

sobre los diferentes conceptos de la qumica.

Que el estudiante pueda relacionar y demostrar algunos de los

conceptos tericos en la parte experimental

OBJETIVOS:

Conocer el uso de diversos materiales de laboratorio

Desarrollar en los estudiantes destrezas para manejar datos

experimentales y aplicar conceptos tericos para explicar situaciones

y problemas concretos en el laboratorio.

Que el estudiante presente de manera clara, rigurosa y concisa

informes de laboratorio y reportes de trabajo sobre el tema o los

temas de la prctica

METAS:

Desarrollar habilidades relacionadas con las prcticas en un

laboratorio y el montaje y puesta en marcha de actividades

experimentales.

COMPETENCIAS:

Los estudiantes analizan, simulan, comprueban y dan solucin adecuada a

problemas de inters disciplinar para el desarrollo de habilidades de

pensamiento y destrezas instrumentales que puedan ser aplicadas en el

ejercicio de su profesin, su campo de inters y la vida diaria.

El estudiante reconoce la experimentacin y el mtodo cientfico

como herramientas vlidas dentro del proceso de construccin de

7


nuevo conocimiento.

Denominacin de

practicas

Prctica 1: Reconocimiento de materiales de laboratorio y normas de

seguridad de trabajo en el laboratorio

Practica 2: Medicin de densidad de los estados slido y lquido

Practica 3: Gases Ley de Charles

Practica 4: Soluciones

Practica 5: Propiedades Coligativas

Practica 6: Caracterizacin de cidos y bases. Medicin de pH

Practica 7. Reacciones y ecuaciones qumicas

PRACTICA 8. Estequiometria - Reactivo Lmite

PRACTICA 9. Clculos estequiomtricos que involucran gases y

soluciones

Nmero de horas 18

Porcentaje 30%

Curso Evaluado

por proyecto SI___ NO_X_

Seguridad

industrial

Blusa blanca de laboratorio

Gafas translucidas

Guantes de Vinilo

8


6. DESCRIPCIN DE PRCTICAS

PRACTICA No. 1 RECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO Y

NORMAS DE SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO

Tipo de practica

Presencial X Autodirigida Remota

Otra Cul

Porcentaje de evaluacin 3.333%

Horas de la practica dos

Temticas de la prctica Conocimiento de los materiales ms utilizados y las

normas de seguridad bsicas para trabajar en un

laboratorio qumico.

Intencionalidades

formativas

PROPSITO

El trabajo en el laboratorio es un componente

importante del curso acadmico de qumica. Es por

eso que se hace necesario no solo conocer los

diversos equipos y materiales que se utilizan en un

laboratorio de qumica, sino tambin las normas de

seguridad y de manejo de los mismos.

OBJETIVOS

Familiarizar al estudiante con los diversos

materiales, implementos y equipos usados en

el Laboratorio de Qumica

Instruir al estudiante en las reglas bsicas de

9


comportamiento y seguridad dentro de un

laboratorio de Qumica.

META

Identificar y aplicar las normas de seguridad de

trabajo en el laboratorio de qumica, reconociendo a

su vez los smbolos de peligrosidad usados para

determinar las caractersticas de sustancias

peligrosas.

COMPETENCIA

Adquirir el hbito de trabajar de forma segura,

limpia y ordenada. para proteger su integridad

personal, grupal y el espacio fsico.

Fundamentacin Terica

PARTE I RECONOCIMIENTO DE MATERIALES DE LABORATORIO

En el laboratorio se emplean una variedad de implementos para la realizacin de

las experiencias, algunos de ellos son denominados volumtricos, ya que se usan

para medir volmenes de fluidos, ya sean lquidos o gases,

Algunos se emplean para calentar, por lo que se emplean materiales refractarios

para su elaboracin.

Otros materiales se emplean para soporte, que son elaborados de metal, plstico

o madera.

PARTE II NORMAS DE SEGURIDAD DE TRABAJO EN EL LABORATORIO

Nunca trabaje solo en el laboratorio.

Experiencias no autorizadas no deben realizarse.

No consuma ni beba ningn tipo de alimento mientras est en el laboratorio.

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Siempre utilice los implementos de proteccin como gafas, guantes, batas

entre otros. Lea cuidadosamente las instrucciones de los reactivos antes de trabajar con

ellos. Conozca los smbolos de peligrosidad de las etiquetas.

Cuando trabaje con fuego tenga la precaucin de recogerse el pelo (si es largo).

No fume en el laboratorio.

Nunca apunte la boca de los tubos de ensayo haca usted o hacia un

compaero.

No exponga al fuego los reactivos inflamables.

Trabaje lejos de fuentes de agua cuando trabaje con reactivos que reaccionan violentamente con ella, por ejemplo con los metales alcalinos.

Prepare siempre un mapa de proceso para estar seguro de lo que est

haciendo.

Cuando termine de trabajar asegrese que las fuentes de gas, luz y agua queden cerradas.

Cuando mezcle cidos concentrados y agua, vierta el cido sobre el agua.

Primeros auxilios en el laboratorio

En caso de accidente siga las siguientes reglas bsicas de atencin inmediata.

Informe cualquier accidente, por pequeo que sea.

Si cae cido en sus ojos, lvelos con suficiente agua corriente durante unos

15 minutos. Inmediatamente enjuague con solucin diluida de bicarbonato de sodio, seguido nuevamente con agua.

Si cae lcali en sus ojos, lvelos con suficiente agua corriente durante unos

15 minutos. Inmediatamente enjuague con solucin diluida de cido brico y finalice nuevamente con agua.

Si cae otra sustancia qumica en sus ojos, lvelos con suficiente agua

corriente durante unos 15 minutos. Se recomienda la asistencia de un mdico.

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Si se derrama algn tipo de cido (excepto cido sulfrico concentrado) en su piel, lave el rea afectada con suficiente agua y aplique una pasta de bicarbonato de sodio durante unos minutos. Enjuague finalmente con agua. En caso de que el cido derramado haya sido el sulfrico, seque la parte de piel afectada lo ms posible con una toalla o algn otro tipo de textil, antes de lavar con agua y luego siga el procedimiento ya indicado.

Si se derrama algn tipo de base en su piel, lave el rea afectada con

suficiente agua y aplique una solucin de cido brico durante unos minutos. Enjuague finalmente con agua.

Utilice las instrucciones de un botiqun en caso de quemaduras y

cortaduras.

Descripcin de la prctica.

Esta prctica se dividir en dos partes:

La primera se dedicara para que el estudiante reconozca los diferentes materiales

y equipos y sus usos.

En la segunda, debe conocer las diferentes normas de seguridad, primeros

auxilios, tabla de seguridad de los reactivos qumicos, Reglamento de Laboratorio

y los sitios de disposicin final de residuos de laboratorio.

Recursos a utilizar en la prctica (Equipos / instrumentos)

Los materiales y equipos utilizados en el laboratorio de Qumica General y las normas,

procedimientos y tablas de seguridad.

Software a utilizar en la prctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la

prctica

Un aula diferente

https://www.serina.es/empresas/cede_muestra/312/TEMA%20MUESTRA.p

df

Leer los primeros auxilios en pg. 10 del siguiente enlace :

http://ciencias.unizar.es/aux/seguridadSalud/SegLabQuimicoPanreac.pdf

Seguridad Industrial

Utilizar los implementos de seguridad y leer en carta de seguridad los riesgos y seguridad

de los reactivos utilizados en el laboratorio.

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RECOMENDACIN

Es importante conocer las reglas de disposicin de materiales y reactivos qumicos

usados, con el propsito de no causar contaminacin. Lo ms recomendable es desechar

los diferentes reactivos en por lo menos tres recipientes separados que el ayudante o

encargado del laboratorio debe mantener: Uno para cidos, uno para bases y otro para

solventes.

Metodologa

CONOCIMIENTOS PREVIOS PARA EL DESARROLLO DE LA PRCTICA.

Leer la gua de la prctica y teora sobre el tema; preparar un pre informe sobre los

mismos (ver anexo2).

FORMA DE TRABAJO.

En grupos colaborativos de mximo cuatro estudiantes.

PROCEDIMIENTO.

PARTE I. MATERIAL DE LABORATORIO

1. Investigue previamente sobre el material de laboratorio empleado en los laboratorios de

qumica, haga particular hincapi en sus especificaciones y uso. (Busque imgenes o

fotografas que muestren sus formas).

2. Examine cuidadosamente el material de laboratorio suministrado.

3. Complete la siguiente matriz de acuerdo a sus observaciones:

Tabla 1. Resultados experimentales para la prctica 1

Instrumento Uso Especificaciones Observaciones Imagen

1

2

n

4. Clasifique el material observado de acuerdo a las siguientes categoras:

Material volumtrico (utilizados para medir volmenes exactos)

Material de calentamiento (que puede calentarse)

Material de sostenimiento

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Otros usos (para medir temperatura, para medir variables fsicas, otros)

5. Qu puede concluir a partir de los resultados de los puntos 3 y 4?

PARTE II. NORMAS DE SEGURIDAD

1. Determine las principales normas de trabajo en el laboratorio de qumica, presntelas en un diagrama.

2. Consulte los pictogramas usados para identificar la peligrosidad de las sustancias

qumicas. Presntelos y explquelos.

3. Indague sobre las frases R y frases S, qu son? Escriba las frases S y R de tres reactivos que encuentre en el laboratorio.

4. En un diccionario de reactivos y productos qumicos (o en la web) busque una

sustancia peligrosa usada en el laboratorio, identifique sus smbolos de peligrosidad, caractersticas de manejo, primeros auxilios en caso de accidente y otro tipo de informacin que considere relevante.

5. Investigue como debe realizarse la disposicin final de sustancias qumicas

peligrosas, con el fin de mitigar la contaminacin medio ambiental.

CONCLUSIONES Qu conclusiones se derivan de esta prctica.

Sistema de Evaluacin

Se evaluar por lo menos

Desempeo durante la prctica.

Preinforme (antes de comenzar la prctica): los conceptos tericos y

procedimiento de las prcticas a desarrollar. Revisar anexo 2

Informe. Revisar (segn rbrica)

Se deja a discrecin del tutor hacer una evaluacin escrita sobre la temtica de la

prctica.

Informe o productos a entregar

Preinforme (entregarlo antes de comenzar la prctica): los conceptos tericos y


Informe (entregarlo despus de las prcticas, cuando lo determine el tutor de

laboratorio). Revisar anexo 2

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Rbrica de evaluacin

tem Valoracin baja Valoracin media Valoracin alta Puntaje Mximo

1. Objetivos No presenta

objetivos (0)

Presenta algunos objetivos

(0.15)

Presenta todos los objetivos

(0.3) (0.3)

2. Teora (Resumen, o mapa conceptual)

No presenta teora

(0)

Presenta parte de los conceptos

(0.3)

Presenta los suficientes

conceptos para realizar el informe

(0.6)

(0.6)

3. Procedimiento (diagrama de

flujo)

No presenta el procedimiento

para cada una de las partes de la

prctica (0)

Presenta el procedimiento para

algunas de las partes (0.3)

Presenta el procedimiento para

cada una de las partes. (0.6)

(0.6)

4. Diagramas o Grficos

No presenta grficos

(0)

Solo presenta grficos incompletos o

sin ceirse a las instrucciones

(0.4)

Presenta los grficos, de

acuerdo a las instrucciones

(0.8)

(0.8)

5. Cuestionarios

No responde las preguntas de los

cuestionarios (0)

Resolvi parcialmente los cuestionarios, o

los resolvi de forma incorrecta

(0.35)

Resolvi en su totalidad y

correctamente los cuestionarios

(07)

(1.5)

7. Conclusiones.

No presenta conclusiones o

estn mal elaboradas

(0)

Presenta solamente algunas conclusiones

(0.3)

Presenta las conclusiones

correspondientes a los objetivos (0.6)

(0.6)

8. Referencias No presenta referencias

(0)

Presenta solamente una o dos referencias

(0.15)

Presenta las referencias

suficientes para un buen informe (0.3)

(0.3)

9. Presentacin Desorden,

Mala ortografa y redaccin (0)

Buena

presentacin (0.3) (0.3)

TOTAL

5.0

Retroalimentacin.

Dada por el tutor de laboratorio a los ocho das de entregado el informe y cuestionarios.

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PRACTICA No. 2 MEDICIN DE PROPIEDADES FSICAS DE LOS

ESTADOS SLIDO Y LQUIDO

Tipo de practica




Temticas de la prctica Medir alguna propiedades fsicas de materiales

lquidos y slidos

Intencionalidades

formativas

PROPSITOS

Diferenciar propiedades fsicas generales y especficas

Adquirir destreza en medir volmenes y hacer pesadas

de diferentes lquidos y slidos y a partir de ellos

determinar densidades.

Aprender a realizar grficos y a interpretarlos.

OBJETIVO GENERAL

Medir el volumen, la masa y calcular la densidad de

algunos lquidos y slidos.

METAS

Que los estudiantes, se familiaricen con la medicin de

volmenes y pesadas

COMPETENCIAS

Adquirir destreza en mediciones de volmenes y de

pesos.

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Las propiedades fsicas de la materia son aquellas que pueden medirse y observarse sin

que se afecten la naturaleza o composicin originales de las sustancias, porque sus

estructuras moleculares no cambian durante la medicin.

Toda propiedad que se puede medir es una magnitud. Las magnitudes que se miden

directamente con un patrn de referencia se denominan fundamentales, y las que se

miden a partir de las fundamentales se llaman derivadas.

El volumen y la masa son propiedades fsicas generales, que no son caractersticas de

un material porque varan con la cantidad de materia. Estas propiedades no nos permiten

diferenciar un material de otro.

La densidad e una propiedad fsica especfica que es propia de cada sustancia

En algunos aparatos el lquido se mide adicionndolo en el interior de este, mientras que

en otros como en el caso de las pipetas el liquido se mide llenndolo mediante succin (o

vaco) con peras de caucho.

Al medir un lquido con el uso de pipetas se debe tener la precaucin de que la punta

inferior quede muy por debajo de la superficie del lquido, ya que de lo contrario absorber

aire, el cual impulsara el liquido hasta hacer contacto con la boca o con la pera de caucho.

Cuando se mide un lquido, la superficie de este generalmente adopta una curvatura

denominada menisco, para efectos de una buena medicin la parte inferior del menisco

debe quedar tangente a la seal de referencia, Fig. 1.

Fig. 1. Posicin de los ojos para medir volmenes

Tomado de http://www.angelfire.com/hi/odeon/Laboratorio_1.PDF

Descripcin de la practica

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Medicin de masa y volumen para determinar densidad en lquidos y slidos,


MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS

2 Probetas (25 y 100mL)

2 Pipetas (1 y 5mL)

Vaso de precipitados 100mL

Balanza

Agua

Etanol

Glicerina ( u otro lquido ms denso que el agua)

Hierro

Zinc

Plomo

Metales conocidos en piezas pequeas

Software a utilizar en la practica

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/aerometro/aerometro.htm#Medid

a%20de%20la%20densidad%20de%20un%20slido




RECOMENDACIN

Utilice una balanza digital si est disponible y revise la forma correcta de medir volmenes

en las probetas.

Metodologa


El estudiante debe conocer:

el manejo del material bsico del laboratorio.

las normas de seguridad y el reglamento de trabajo en el laboratorio.

Ajustar una grfica por mnimos cuadrados y determinar la pendientes de una recta.

Principio de Arqumedes (determinacin de densidades de slidos irregulares)

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FORMA DE TRABAJO.


PROCEDIMIENTO.

PARTE I LQUIDOS

1. Pese una probeta limpia y seca en una balanza de precisin con aproximacin a 0.01g Registre la masa pesada.

2. Aada 5mL de agua usando una de las pipetas y vuelva a pesar la probeta (teniendo cuidado de no derramar el liquido por la parte exterior de las paredes). PRECAUCIN: Use siempre la misma pipeta para cada lquido con el fin de no contaminarlos entre s.

3. Repita el procedimiento incrementando el volumen en fracciones de 5mL cada vez hasta completar 25mL. Es necesario que a cada fraccin de volumen aadido, el conjunto sea pesado. El ltimo peso ser para el volumen de 25mL.

4. Vaci y limpie la probeta. Repita el procedimiento anterior con el etanol y la glicerina.

No olvide registrar cada uno de los pesos obtenidos.

5. Registre sus datos en una tabla como la siguiente para cada uno de los lquidos ensayados.

Tabla 2. Resultados obtenidos experimentalmente para lquidos

Lquido

Masa de la

Probeta

vaca

(g)

Masa de la

probeta +

liquido

(g)

Masa del

lquido

(g)

Volumen

del

lquido

(mL)

Relacin masa /

volumen

(g/mL)

(Densidad)

Densidad promedio

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6. Para cada lquido elabore en papel milimetrado una grfica: volumen (mL) vs. masa

(g) con el volumen en el eje de las X. Puede utilizar una sola grfica para los tres

lquidos, indicando una codificacin (Ej. Color) para cada uno de ellos.

7. Tome para cada lquido los valores de masa hallados a partir de las grficas para

varios volmenes y halle sus densidades dividiendo la masa por el volumen

correspondiente. Finalmente, para cada lquido halle su densidad promedio sumando

las densidades () halladas y dividiendo por el nmero de densidades.

8. El tutor le entregar a cada grupo un lquido desconocido (uno de los utilizados en el

experimento). Tome 5 mL del lquido en una probeta graduada. Determine la

densidad y comprela con la obtenida para los lquidos que se trabajaron. Grafique la

relacin 5mL vs. Masa, para ver a cual de los lquidos corresponde.

PARTE II - SLIDOS

Se medir el volumen de varios slidos irregulares por desplazamiento de un volumen de

agua tomado previamente.

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

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

3. Con la probeta en la balanza agregue muestras del metal (de cada uno por separado) de tal forma que el volumen incremente en ms de 2 mL. Repita el procedimiento hasta completar cuatro pesadas y sus respectivos cuatro volmenes. Registre las masas y volmenes en la tabla 3, (figura 1).

4. Repita el procedimiento anterior para cada uno de los dems metales.

Diseo: LQ. Rodrguez, Johny 2009

Figura 2. Procedimiento para la determinacin de la densidad de un slido irregular

20


5. Registre sus datos en una tabla como la siguiente para cada uno de los slidos

ensayados:

Tabla 3. Resultados obtenidos experimentalmente para slidos

Slido

Volumen

del agua

(cm3)

Masa

probeta

+ agua

(g)

Volumen

agua +

metal

(cm3)

Volumen

del

metal

(cm3)

Masa

probeta

+ agua

+ metal

(g)

Masa

del

metal

(g)

Masa/

Volumen

(g/ cm3)

Densidad

Metal

Densidad promedio

Pendiente del grfico = (Y/X)

6. Grafique los resultados: volumen vs. masa, de la misma manera como hizo para los

lquidos. Haga un grfico para cada slido.

7. Determine la pendiente de cada una de las grficas de los slidos. Compare la

pendiente del grfico de cada metal con la densidad promedio hallada por la relacin

masa / volumen.

8. El tutor le entregar a cada grupo un metal desconocido (uno de los utilizados en el

experimento). Repita el procedimiento. Determine la densidad y comprela con la

obtenida para algunos de los metales trabajados.

9. Grafique los resultados: volumen vs. masa, de la misma manera como hizo para los

lquidos. Haga un grfico para cada slido.

10. Determine la pendiente de cada una de las grficas de los slidos. Compare la

pendiente del grfico de cada metal con la densidad promedio hallada por la relacin

masa / volumen.

21


11. El tutor le entregar a cada grupo un metal desconocido (uno de los utilizados en el

experimento). Repita el procedimiento. Determine la densidad y comprela con la

obtenida para algunos de los metales trabajados.

CLCULOS

1. Busque las densidades tericas de las sustancias trabajadas, comprelas con la

densidad promedio obtenida en la tabla y con la densidad experimental obtenida en

la grfica (pendiente del grfico), para cada una de las sustancias ensayadas

(lquidos y slidos). Aplique las formulas para hallar error absoluto y relativo.

2. Qu puede concluir de lo anterior, si se presenta una variacin muy amplia entre

los datos experimentales y los tericos?

LABORATORIO VIRTUAL (OPCIONAL)

Entre al siguiente link y realice la actividad para los metales, hierro y plomo.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/aerometro/aerometro.htm#Medid

a%20de%20la%20densidad%20de%20un%20slido.

Compare los resultados, con los obtenidos en el laboratorio

ANLISIS DE RESULTADOS:

Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos

realizados, de los clculos y de comparaciones con los datos tericos.

PREGUNTAS

1. Qu representa la pendiente para cada lnea de las grficas?

2. Qu valor ser mejor para 10mL de cada lquido: la relacin masa / volumen o el

valor obtenido del grfico?

3. Cmo determinara la relacin masa / volumen de un slido que flote en el agua?

4. Investigue sobre otras propiedades fsicas especficas de la materia, nmbrelas.

CONCLUSIONES

Qu conclusiones se derivan de esta prctica.

RECOMENDACIN

Utilice una balanza digital si est disponible y revise la forma correcta de medir volmenes

en las probetas.

22









prctica.




Informe. Revisar anexo 2

respuestas a las preguntas (cuestionarios)

Rbrica de evaluacin del Informe

tem Valoracin baja Valoracin media Valoracin alta Puntaje

Mximo

1. Objetivos

No presenta

objetivos

(0)

Presenta algunos

objetivos

(0.2)

Presenta todos los

objetivos

(0.4)

(0.4)

2. Teora

(Resumen, o

mapa

conceptual)

No presenta

teora

(0)

Presenta parte de

los conceptos

(0.2)

Presenta los

suficientes

conceptos para

realizar el informe

(0.4)

(0.4)

3.

Procedimiento

(diagrama de

flujo)

No presenta el

procedimiento

para cada una

de las partes de

la prctica (0)

Presenta el

procedimiento para

algunas de las

partes

(0.2)

Presenta el

procedimiento para

cada una de las

partes.

(0.4)

(0.4)

4. Datos

experimentales

No presenta

datos

experimentales o

estn

Presenta

solamente algunos

datos

experimentales, o

Presenta

correctamente los

datos

experimentales

(0.6)

23


equivocados(0) estn en desorden

(0.2)

(0.6)

5. Clculos y

grficos

(cuando se

requiere)

No presenta

clculos, ni

grficos

(0)

Solo presenta

clculos parciales

y/o grficos

incompletos o sin

ceirse a las

instrucciones

(0.3)

Presenta todos los

clculos o un

ejemplo de cada uno

de ellos.

Presenta los

grficos, de acuerdo

a las instrucciones

(0.6)

(0.6)

6. Resultados.

No presenta

resultados o

estn muy

equivocados

(0)

Presenta

solamente algunos

resultados

(0.3)

Presenta

correctamente todos

los resultados

pedidos.

(0.6)

(0.6)

7. Anlisis de

Resultados.

No hace anlisis

de resultados o

est mal

enfocado (0)

Analiza solamente

algunos aspectos

(0.3)

Hace un anlisis de

resultados correcto

(0.6)

(0.6)

8.

Cuestionarios

No responde las

preguntas de los

cuestionarios

(0)

Resolvi

parcialmente los

cuestionarios, o los

resolvi de forma

incorrecta (0.5)

Resolvi en su

totalidad y

correctamente los

cuestionarios

(0.5)

(0.5)

9.

Conclusiones.

No presenta

conclusiones o

estn mal

elaboradas

(0)

Presenta solamente

algunas conclusiones

(0.5)

Presenta las

conclusiones

correspondientes a

los objetivos (0.5)

(0.5)

10. Referencias

No presenta

referencias

(0)

Presenta

solamente una o

dos referencias

(0.1)

Presenta las

referencias

suficientes para un

buen informe

(0.2)

(0.2)

11.

Presentacin

Desorden, sucio,

Mala ortografa y

redaccin (0)

Buena presentacin

(0.2) (0.2)

TOTAL

5.0

Retroalimentacin

Dada por el tutor de laboratorio a los ocho das de entregado el informe.

24


PRACTICA No. 3 LEY DE CHARLES

Tipo de practica


Otra Cul



Temticas de la prctica Comprobar la ley de Charles

Intencionalidades

formativas

PROPSITO

Comprobar experimentalmente la ley de Charles

OBJETIVO GENERAL

Observar el efecto del aumento de la temperatura sobre

el volumen de un gas confinado en un recipiente,

deduciendo la relacin grfica temperatura absoluta

volumen a partir de los datos obtenidos.

METAS

Que el estudiante compruebe experimentalmente la

relacin de proporcionalidad directa entre el Volumen y la

Temperatura absoluta

COMPETENCIAS

Qu el estudiante adquiera habilidad de observacin,

anlisis y deduccin.


En el ao 1987, Jacques Charles observ la relacin entre el volumen de un gas y su

25


temperatura, en condiciones de presin constante. Encontr que cuando una muestra de

gas se calienta, su volumen aumenta.

En trminos de la teora cintica esto significa que al aumentar la temperatura, la

velocidad de las molculas aumenta y el volumen ocupado por el gas es mayor. La Ley

de Charles se cumple si la temperatura se expresa en una escala absoluta. En resumen,

la Ley de Charles enuncia la relacin de proporcionalidad directa entre el volumen de una

muestra de gas y su temperatura absoluta, si la presin permanece constante.


Se realiza el montaje mostrado en la figura 2. Para observar la relacin entre la

temperatura y el volumen de un gas a presin y cantidad de moles contantes.



Soporte universal

Aro

Malla de asbesto

Vaso de precipitados de 250mL


Termmetro de laboratorio.

Mechero

2 Pinzas

2 Nueces

Tubo con desprendimiento lateral

Tapn de caucho para tubo de ensayo

Manguera de caucho

Probeta de 100mL

Pipeta de 5mL

Software a utilizar en la prctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de

la prctica

Gases Ideales

http://www.educaplus.org/gases/gasideal.html




26


Metodologa


Teora sobre gases ideales y las leyes de los gases

FORMA DE TRABAJO. En grupos colaborativos de mximo tres estudiantes.

PROCEDIMIENTO.

1. Realice el siguiente montaje de la figura 2.

2. Llene en partes con agua el vaso de precipitados de 250 y a la mitad el de 500mL 3. Tape hermticamente el tubo de ensayo, verifique que no queden escapes en la

manguera de lo contrario el experimento no tendr resultados positivos

4. Llene una probeta de 100mL con agua casi hasta su totalidad, invirtala sobre el vaso de precipitados de 500mL, registre la cantidad de aire atrapado

5. Inicie el calentamiento, controle las variables: temperatura y volumen de aire en la

probeta.

6. Complete la tabla 5, con los datos que recoja.

7. Finalice la experiencia cuando llegue a temperatura constante (punto de ebullicin del agua).

Diseo: LQ. Rodrguez, Johny 2008

Figura 3. Montaje prctica 3

27


Tabla 4. Resultados experimentales obtenidos en la prctica 3

Lectura Temperatura Volumen de

aire en la probeta

C K

1

2

n

PRECAUCIN El termmetro solo debe tocar el liquido (agua), de lo contrario la lectura de la temperatura ser errnea.

CLCULOS

1. Construya en un grfico que presente la relacin temperatura absoluta (K) vs. Volumen (cm3), con los datos de temperatura en el eje de las X.

2. Calcule por extrapolacin el volumen del gas a una temperatura de cero absoluto.

LABORATORIO VIRTUAL Realice la prctica virtual y compare con lo realizado en el laboratorio Procedimiento: 1. Abra la pgina

http://www.educaplus.org/play-118-Ley-de-Charles.html

2. Coloque el cursor en el extremo ms izquierdo (73,15K), deslice el cursor hacia la izquierda, aumentando de 40 en 40 K, hasta aproximadamente 380 K.

3. Haga clic en tabla de datos. Anote los datos de volumen. Realice un grfico con los

datos de T (K) vs V (cm3). Extrapole hasta 0 Kelvin. 4. Qu volumen se obtiene a 0 Kelvin?


Analizar los resultados obtenidos, haciendo observaciones de los diferentes pasos realizados, de los clculos y de comparaciones con los datos tericos.

PREGUNTAS

28


1. Por qu no se cumple la ley de Charles si la temperatura se expresa en (C)?

2. Existe el estado gaseoso en cero absoluto? Explique su respuesta 3. Cul es la temperatura de ebullicin del agua en su laboratorio (a nivel del mar es 100C) ? Si le da diferente a 100C, a qu se debe?

CONCLUSIONES Qu conclusiones se derivan de esta prctica.








prctica.







Se utiliza la misma rbrica colocada en la prctica 2

Retroalimentacin


29


PRACTICA No. 4 SOLUCIONES

Tipo de practica


Otra Cul

Porcentaje de

evaluacin

3.333%


Temticas de la

prctica

Preparar soluciones de diferentes concentraciones

PROPSITO

Familiarizarse con la preparacin de soluciones de

diferentes concentraciones

OBJETIVO GENERAL

Aprender a calcular y preparar soluciones y diluciones de

diferentes concentraciones

METAS

Que el estudiante comprenda las diferentes formas de

expresar las concentraciones y cmo calcularlas.

COMPETENCIAS

Adquirir destreza en el manejo de materiales volumetricos

del laboratorio para la preparacin de diferentes soluciones.

Adquirir habilidad de deduccin para comprender la diferncia

entre las formas de expresar las concentraciones.

30



Las soluciones son mezclas homogneas de dos o ms componentes. El ser

homogneas significa que las propiedades fsicas y qumicas son iguales en cualquier

parte de la solucin. Adems, cuando se observa una solucin a simple vista solo se

distingue una fase, sea lquida, slida o gaseosa.

Los componentes de la solucin se denominan soluto y solvente. Soluto es el

componente que se disuelve. Solvente es el componente en el cual el soluto se disuelve.

Distinguir en una solucin, cual es el soluto y el solvente, a veces se dificulta. Por regla

general, el solvente es el componente cuyo estado de la materia es igual al de la solucin

final. Por ejemplo, si mezclamos slidos y lquidos y la solucin resultante es slida,

entonces el solvente es el slido. Cuando los componentes se encuentran en el mismo

estado de la materia, el solvente ser el que se encuentra en mayor proporcin.

Las unidades de concentracin expresan la relacin de las cantidades de soluto y

solvente que se tomaron para preparar la solucin. Las principales unidades de

concentracin son: porcentaje en peso (o porcentaje en masa) % w/w; porcentaje en

volumen, % v/v; porcentaje peso volumen; % p/v; concentracin molar o molaridad (M);

concentracin molal o molalidad (m) y concentracin normal o normalidad (N).


En Esta prctica se preparan soluciones de diferente concentracin utilizando unidades

de concentracin fsicas y qumicas.



Baln aforado de 50mL





Embudo

Frasco lavador

Pipeta 5mL

Pipeta 10mL

Pipeteador

Esptula

Agitador de vidrio

Balanza

NaCl (slido)

31



la prctica

Video sobre preparacin de soluciones

http://www.youtube.com/watch?v=ev3wTXmL-l8

(Enlace suministrado por la tutora Nira Daz del CEAD de Acacas).


Utilizar los implementos de seguridad y leer en carta de seguridad los riesgos y

seguridad de los reactivos utilizados en el laboratorio.

Metodologa


Clculos para determinar concentracin de una solucin utilizando diferentes

unidades.

Clculos para diluir una solucin.

FORMA DE TRABAJO.

En grupos colaborativos de mximo tres estudiantes.

PROCEDIMIENTO.

1. Preparacin de una solucin de NaCl en %p/p (peso/peso)

El tutor indica el peso y la concentracin de la solucin que debe prepara cada

grupo.

Ejemplo. Preparar 100 g de una solucin al 10% p/p

En un vaso de precipitados seco tome 10g de NaCl. Retrelo de la balanza y

agregue 90 g de agua (90 Ml). Homogenice con un agitador de vidrio. Registre

sus observaciones.

Por qu 90 g de agua son igual a 90 Ml de agua?

2. Preparacin de una solucin de NaCl en %p/v (peso-volumen)

El tutor indicael volumen y la concentracin de la solucin que debe prepara

cada grupo.

Ejemplo. Preparar 100 mL de una solucin al 5% p/v

32


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

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

Traslade el contenido del vaso de precipitados a un baln aforado de 100mL

ayudndose con un embudo y enjuagando con agua destilada y la ayuda de un

frasco lavador.

Complete con agua el volumen del baln aforado. Agite y tape la solucin.

Registre sus observaciones.

3. Preparacin de una solucin Molar de NaCl

El tutor indica el volumen y la concentracin en Molaridad de la solucin que

debe prepara cada grupo.

Ejemplo. Preparar 250 mL de una solucin al 2M

Calcular la masa de NaCl que se debe pesar.

Pese en un vaso de precipitados la masa de NaCl necesaria para preparar 250

mL de una solucin 2M de NaCl.

Agregue agua de tal forma que se disuelva preliminarmente la sal.

Traslade el contenido del vaso de precipitados a un baln aforado de 250 mLy

complete a volumen con agua destilada, en la misma forma que lo hizo en el

apartado 2.

Agite, tape el baln aforado y guarde la solucin para las dos prximas

experiencias.

Guarde la solucin preparada.

Realice los clculos y registre sus observaciones.

4. Diluciones

Calcule el volumen que se debe tomar de la solucin anterior (punto 3) para

preparar las siguientes soluciones y prepare alguna de las tres.:

50mL - 0.5M

100mL - 0.2M

250mL 0.1M

Procedimiento:

Tome el volumen calculado de la solucin del punto tres con una pipeta y

trasldelo al baln aforado correspondiente al volumen a preparar (indicado por

su tutor).

Complete con agua el volumen del baln, tape, agite y conserve la solucin.

Realice los clculos y registre sus observaciones.

5. Determinar concentracin de una solucin salina

33


Tome una cpsula de porcelana limpia y seca, psela con precisin de 0,01g.

Tome una alcuota (volumen) de 10mL de la solucin del punto 3, virtala en una

cpsula de porcelana.

Pese la cpsula con la solucin y evapore en bao de Mara hasta sequedad.

Deje enfriar y vuelva a pesar.

Registre sus observaciones.

Nota: para la realizacin de los clculos, debe determinar

Peso de la cpsula vacia: _______ g

Peso de la cpsula + 10 mL de la solucin 2M : ________ g

Peso de la solucin (Los 10 mL): _______ g

Peso de la cpsula + el soluto (el residuo despus de la evaporacin): ______ g

Peso del soluto: ______ g

CLCULOS

1. Determine la cantidad terica de soluto que debe obtener en el punto 5, realice los

clculos de error absoluto y relativo, al comparar con el valor experimental.

2. Calcule la concentracin de la solucin del numeral cinco y exprsela en %p/v, %p/p,

ppm, g/L, molaridad (mol/L), molalidad (mol/Kg), normalidad (equi/L), y XSoluto,

XSolvente.

3. Calcule la masa de NaCl necesaria para preparar 200mL de una solucin 2.5M

4. Calcule el volumen que se debe tomar de una solucin 2.5M para preparar 100ml de

una solucin 1M




PREGUNTAS

1. Cuando se prepara una solucin, en donde el solvente y el soluto son lquidos, se

puede considerar el volumen total de la solucin como la suma de los volmenes del

soluto y solvente?

2. Se pueden expresar las concentraciones de soluciones de gases en

concentraciones molares? Explique su respuesta

3. Qu puede inferir de la experiencia realizada?

34


CONCLUSIONES


PRECAUCIN:

Cuando se preparan soluciones lquidas deben conservarse bien tapadas para prevenir

la evaporacin del solvente y as evitar el cambio de concentracin.








prctica.








Retroalimentacin


35


PRACTICA No. 5 PROPIEDADES COLIGATIVAS

Tipo de practica


Otra Cul



Temticas de la prctica

Intencionalidades

formativas

PROPSITO

Medir la temperatura de congelacin (fusin) de un

solvente y la temperatura de congelacin (fusin) de una

solucin hecha con el mismo solvente, para comprobar

que al adicionar un soluto a un solvente, su temperatura

de congelacin (fusin) disminuye

OBJETIVO GENERAL

Qu los estudiantes apliquen una de las propiedades

coligativas de las soluciones, el descenso crioscpico,

para determinar la masa molar de un soluto

METAS

Comprobar la propiedad coligativa conocida como

descenso crioscpico, que es: al adicionar un soluto no

voltil a un solvente, su temperatura de congelacin,

disminuye.

COMPETENCIAS

Que el estudiante adquiera la habilidad de analizar,

registrar los datos experimentales observados as

parezcan absurdos.

36



Las propiedades Coligativas de las soluciones son aquellas que slo dependen del

nmero de partculas del soluto disueltas y no de su naturaleza. Las propiedades

Coligativas son: aumento ebulloscpico, descenso crioscpico, presin osmtica y

descenso de la presin de vapor.

MARCO REFERENCIAL

La adicin de un soluto a un solvente disminuye la temperatura de fusin de ste. Para

un dado solvente, la disminucin del punto de fusin es directamente proporcional a la

concentracin de partculas disueltas en l. Para el naftaleno, la relacin existente entre

el descenso de la temperatura de fusin y la molalidad de la solucin es 6,9 Kg/mol,

valor que representa la constante crioscpica (Kf).

En este experimento se determinar la masa molecular del azufre (soluto) disuelto en

naftaleno (solvente), determinando la temperatura de fusin de una solucin que contiene

masas conocidas de ambos constituyentes. A partir del punto de fusin observado y

conociendo el punto de fusin del solvente puro y la constante crioscpica de ste, es

posible determinar la masa molecular del soluto.

Por lo tanto, para determinar masas moleculares mediante la disminucin del punto de

congelacin del solvente, es necesario primero "calibrar" ste, midiendo su constante

crioscpica. Para ello, se prepara una solucin con masas conocidas de un soluto

conocido y el solvente elegido y se determina la temperatura de fusin de la solucin. En

este trabajo prctico se emplear azufre como soluto de masa molecular conocida y

naftaleno como solvente.

Determinacin de la masa molar a partir del descenso del punto de solidificacin

El agregado de un soluto a un solvente, en general, desciende el punto de solidificacin

(o cristalizacin) del solvente.

Si T0f (temperatura en K o C) es el punto de solidificacin del solvente puro, y Tf

(temperatura en K o C) es el punto de solidificacin de la solucin, entonces la variacin

de las temperaturas Tf es:

Tf = T0f Tf

37


El signo de Tf es siempre positivo. El hecho de que el punto de solidificacin de la

solucin sea ms bajo que el del solvente puro es en realidad una consecuencia ms del

descenso de la presin de vapor del solvente en la solucin. Como con algunas

limitaciones puede aceptarse que para estas soluciones el descenso del punto de

solidificacin Tf ser proporcional al descenso relativo de la presin de vapor.

En soluciones diluidas, puede aceptarse que la fraccin molar del soluto es proporcional

a la molalidad de la solucin, en consecuencia:

Tf = Kf m

Donde m es la molalidad de la solucin y Kf es la constante crioscpica molal. De la

ecuacin anterior se deduce que el significado fsico de Kf es equivalente al descenso

del punto de solidificacin para una solucin de molalidad igual a la unidad; como en

general una solucin de molalidad igual a 1 no sera lo suficientemente diluida como para

que la ecuacin fuese vlida, Kf debe ser considerada como el descenso de solidificacin

para una solucin de molalidad unitaria supuestamente ideal.

Los valores de Kf se hallan tabulados: para el agua es 1,86, para el benceno 5,12, para el

alcanfor 40, etc. Cuanto mayor sea el valor numrico de Kf tanto mayor ser el salto del

Tf observado experimentalmente para una determinada molalidad; de all que presenten

particular inters aquellos solventes de elevado Kf. Para el naftaleno, que es el solvente a

utilizarse en esta experiencia, el Kf equivale a 7,0 C/m, donde m es la molalidad.

En este experimento se determinar la masa molar de un soluto por medio del descenso

crioscpico.

Tf = Kf m

Tf = T0f (congelacin del solvente) Tf (congelacin de la solucin)

Kf = Constante crioscpica molal del solvente

m = Concentracin molal o molalidad.

La concentracin molal a su vez es igual

n(soluto) mol m(soluto) g

m = ------------------ = -----------------------------------

m(solvente) Kg (M(soluto) g/mol)(m(solvente) Kg)

m(soluto) g

Tf = Kf ------------------------------------

(M(soluto) g/mol)(m(solvente) Kg)

38


Donde:

m(soluto) = masa del soluto (g)

m(solvente) = masa del solvente (Kg)

M(soluto) = masa molar del soluto (g/mol)

De la ltima ecuacin se calcula la constante crioscpica del solvente

Investigue sobre el Naftaleno y el Azufre, sus propiedades, estructura molecular, la

forma y cantidad de tomos de la molcula del Azufre en su estado cristalino.


Se determinar la temperatura de congelacin (T. de fusin) de un solvente y de una

solucin.



1 Tubo de ensayo grande

Termmetro de laboratorio

Pinzas

Agitador de alambre de cobre

Mechero

Soporte universal

Trpode o aro metlico

Malla de asbesto

Esptula

Balanza

Naftaleno

Azufre

Beaker de 250mL


la prctica




39


Metodologa


Definicin de solucin y componentes de una solucin

Propiedades coligativas de las soluciones

FORMA DE TRABAJO.


PROCEDIMIENTO.

Adaptado de: http://www.fi.uba.ar/materias/6302/TP4.pdf

1. Arme el aparato necesario para la experiencia (figura 3). Considere que la escala del

termmetro comprendida en el rango de 70-100C, quede perfectamente visible.

Diseo: LQ. Rodrguez,

Figura4. Montaje necesario para la prctica 5 Johny 2008

2. Pesar aproximadamente 5g de naftaleno con una aproximacin 0,1 g. Verter con

sumo cuidado la masa de naftaleno en el tubo.

3. Colocar el tubo en un bao de agua caliente hasta que el naftaleno funda totalmente

(controlar que el nivel de agua quede por encima del nivel del naftaleno contenido en

el interior del tubo).

4. Luego de observar la fusin, retirar el tubo del bao y dejar que el naftaleno se enfre

gradualmente, mientras se agita continuamente.

40


5. Leer la temperatura cada 15 segundos, comenzando alrededor de los 85C.

6. Observar el inicio de la cristalizacin y medir la temperatura a los intervalos

preestablecidos, hasta que el naftaleno solidifique.

7. Colocar nuevamente el mechero bajo el vaso de precipitados y ajustar la llama de

manera tal que conserve la temperatura del bao Mara caliente.

8. Pesar aproximadamente 0,5 g de azufre finamente pulverizado (la presencia de

partculas grandes dificulta la disolucin posterior del azufre).

9. Cuando el naftaleno este completamente fundido, quitar con precaucin el conjunto

tapn - termmetro - agitador, y cuidadosamente verter todo el azufre en el naftaleno

fundido.

10. Colocar nuevamente el conjunto tapn termmetro - agitador y agitar

vigorosamente hasta que el azufre se haya disuelto. Esta operacin se realiza rpida

y fcilmente si el azufre usado est finamente pulverizado, de lo contrario, puede

resultar dificultosa.

11. Una vez lograda la disolucin del azufre por completo, retirar el tubo del bao. Con

agitacin continua medir la temperatura, a partir de 83C, a intervalos de 15

segundos hasta que aparezcan los primeros cristales de naftaleno y que la solucin

quede totalmente solidificada.

Limpieza del dispositivo empleado

a. Para proceder a la limpieza del aparato, colocar el tubo con tapn incluido en

el bao de agua caliente nuevamente hasta lograr la fusin de la solucin.

b. Quitar con cuidado el conjunto tapn termmetro - agitador y volcar la

solucin fundida sobre un papel. No arrojar la solucin fundida a la pileta del

laboratorio!

c. Para eliminar los restos de solucin adheridos al tubo, termmetro, etc.,

colocar stos en un bao de agua a 90C. No calentar directamente; en primer

lugar, tener en cuenta que los vapores de naftaleno son inflamables; en

segundo lugar, recordar que si se eleva la temperatura del termmetro por

encima de los 100C, este se rompe.

41


CLCULOS

I. Determinar la masa molar del azufre

En primera instancia se mide el punto de solidificacin del solvente (naftaleno) puro.

Luego, se disuelve una determinada masa de azufre en una determinada cantidad de

naftaleno.

Experimentalmente se mide el punto de solidificacin de la solucin formada.

Como Kf es 7,0C/m, a partir del valor experimental hallado para Tf se calcular m

(molalidad).

Por definicin, molalidad es: m = moles de soluto / Kg de solvente

m = 1000 x g2

g1 x M2

Donde:

g2 = masa de soluto (azufre).

g1 = masa de solvente (naftaleno).

M2 = masa molar del azufre, es decir:

M2 = (1000 x g2) / (m x g1)

Dado que g2, g1 y m se conocen, se puede calcular M2

La ATOMICIDAD DEL AZUFRE ser:

Atomicidad = M2/A2 = M2/32,06

Siendo A2 la masa atmica del azufre (32,06)

Masa de naftaleno (g1) ____________

Masa de azufre (g2) _______________

Temperatura de solidificacin del naftaleno (T0f) ______________

Temperatura de solidificacin de la solucin (Tf) ____________________

Descenso del punto de solidificacin ATf = (T0f Tf) __________________

Molalidad de la solucin m = (Tf / Kf) ______________________

Masa molar del azufre = 1000 x g2 / m x g1 = ________________

Masa atmica del azufre (tabla peridica) = __________________

Atomicidad del azufre en solucin = M2 / A2 = ____________________

Error absoluto = Atomicidad del azufre - 8 = _______________________

42


Error relativo porcentual = (Error absoluto / 8) x 100 = ______________

II. Grficas de enfriamiento

Complete la siguiente tabla con los datos que haya tomado:

Tabla 5. Resultados experimentales prctica 5

Tiempo

(s)

Temperatura

Naftaleno

(C)

Temperatura solucin

naftaleno - azufre

(C)

1. Grafique las curvas de enfriamiento del naftaleno y de la solucin (temperatura vs.

tiempo). T (eje Y), t (eje X) Las dos curvas en la misma grfica utilizando diferente

color.




PREGUNTAS

1. Mencionar otro mtodo similar al empleado en la prctica que permita determinar

la masa molar de un soluto en solucin diluida. Ampliar y explicar.

2. Resolver los siguientes problemas

a. Cuando se disuelve 15,0 g de etanol (CH3CH2OH) en 750 g de cido frmico,

el punto de congelamiento de la solucin es 7,20C. Sabiendo que el punto de

congelamiento del cido frmico es 8,40C, calcular Kc para el cido frmico.

Rta: 2,76 C/m

b. Cul es el punto de ebullicin normal de una solucin de sacarosa

C12H22O11, 1,25 m sabiendo que Ke del agua pura es 0,512 C/mol?

Rta: 100,64C

CONCLUSIONES


43









prctica.








Retroalimentacin


44


PRACTICA No. 6 CARACTERIZACIN DE CIDOS Y BASES. MEDICIONES DE

pH

Tipo de practica


Otra Cul




Intencionalidades

formativas

PROPSITO

Qu los estudiantes apliquen los conocimientos sobre pH

y sobre cido y base y puedan diferenciarlos y

determinarlos utilizando diferentes soluciones

indicadoras, equipos y materiales

OBJETIVO GENERAL

Caracterizar soluciones como cidas o bsicas

utilizando un indicador cido-bsico, estimando su pH.

METAS

Que los estudiantes comprendan la diferencia entre

soluciones cidas y bsicas y asociarlas con los

electrolitos fuertes y dbiles.

COMPETENCIAS

Adquirir habilidad de anlisis e interpretacin de

diferentes tipos de cidos y bases

45



La teora de Brnsted - Lowry define los cidos como las sustancias que donan iones

hidronios, H30+ (protones) y las bases como las sustancias que reciben iones hidronios.

De esta manera, solo existe el cido, si la base est presente y viceversa.

MARCO REFERENCIAL

Segn la teora de Brnsted - Lowry la ecuacin general para una reaccin cido base,

se puede escribir as:

HA + H2O H3O+ + A-

cido I Base II cido II Base I

En esta ecuacin A- es la base conjugada de HA. Por otro lado H30+ es el cido

conjugado de H2O.

Los cidos y bases se clasifican en fuertes y dbiles. Los cidos y bases fuertes son

aquellas sustancias que se disocian (ionizan) totalmente. Para los cidos fuertes, la

concentracin de iones hidronios es muy grande.

Los cidos y bases dbiles son las sustancias que en soluciones acuosas se disocian

(ionizan) parcialmente. Para los cidos dbiles la concentracin de iones hidronios (H3O+)

es muy pequea. Un cido de Brnsted-Lowry donar iones hidronios (H3O+) a cualquier

base cuyo cido conjugado sea ms dbil que el cido donante.

Se define el pH como el logaritmo decimal negativo de la concentracin de los iones

hidronios.

pH = - log H3O+

Las soluciones acuosas de cidos tienen un pH 7 y las soluciones bsicas un pH 7 y

las soluciones neutras pH = 7

Un indicador cido-bsico es un cido dbil que cambia de color cuando pierde iones

hidronios. Por ejemplo, la fenolftalena, que representaremos como HPhth, es un

46


indicador que cambia de incolora (en medio cido) a rosado intenso (en medio bsico).

HPhth + OH- Phth- + H2O

Incoloro Rosado

En una solucin neutra las dos formas de la fenolftalena HPhth (incolora) y Phth-

(rosada) se encuentran en equilibrio y predomina la incolora. El pH en el cual un

indicador cambia de color depende de su fuerza cida.

En esta experiencia se pretende observar el comportamiento de los cidos, bases, y

productos caseros, utilizando una serie de indicadores.

El cambio de color ser la evidencia de la presencia de un medio cido o bsico. Para

medir el valor exacto del pH de una solucin o producto, se utiliza un pH-metro.

INVESTIGAR sobre:

- Qu es pH y pOH, como se relacionan

- Electrolitos fuertes y dbiles

- Clculos de pH de cidos y bases fuertes y cidos y bases dbiles.


Determinar pH a diferentes soluciones, algunos reactivos cidos y bases y otras

soluciones caseras.



20 tubos de ensayos

Gradilla

Frasco lavador

pH metro (opcional)

cido clorhdrico (HCl) 0,1 M

cido actico (CH3C00H) 0,1 M

Amoniaco (NH3) 0.1 M

Hidrxido de sodio (Na0H) 0.1 M

Agua destilada

INDICADORES

Rojo de metilo

Azul de bromotimol

47


Fenolftalena

Azul de timol

Papel indicador universal

Materiales caseros (Uno por cada grupo)

Jugo de limn

Vinagre

Caf

Leche

Aspirina o alka-seltzer

Anticido (leche de Magnsia)

Gaseosa

Blanqueador

Otros


la prctica

No se emplea


PRECAUCIONES

Cumpla las normas de seguridad cuando trabaje con cidos y bases.

No inhale el amoniaco.



Metodologa


Teora sobre cidos, bases, qu es pH, cmo se calcula.

Diferenciar electrolitos fuertes y electrolitos dbiles.

Diferenciar cidos fuertes y cidos dbiles

FORMA DE TRABAJO.


48


PROCEDIMIENTO.

1. En cinco tubos de ensayos limpios y marcados vierta por separado 2mL de cada una

de las siguientes soluciones: cido clorhdrico 0.1 M; cido actico 0.1 M; amoniaco

0.1 M, hidrxido de sodio 0,1; agua destilada.

2. Agregue una gota de rojo de metilo a cada uno de los 5 tubos de ensayo. Agite.

Registre el color final de la solucin y estime el pH de la solucin.

3. Repite para nuevas muestras de solucin los procedimientos anteriores para cada

uno de los indicadores.

4. Utilice cada uno de los indicadores para estimar el pH de cada una de las sustancias

de uso domiciliario; para ello tenga en cuenta la siguiente tabla en la que se da una

lista de algunos indicadores cidos bsicos y el intervalo de pH en el cual cambia de

color.

Tabla 6. Valor de pH de cambio de color de algunos indicadores.

Indicador Color 1 Color 2

Intervalo de cambio

de color

(pH)

Azul de timol

(Primer cambio) Rojo Amarillo 1,2 - 2,8

Azul de timol

(Segundo cambio) Amarillo Azul 8,0 - 9,6

Azul de bromofenol Amarillo Azul 3,1 - 4,4

Rojo de clorofenol Amarillo Rojo 4,8 - 6,4

Rojo de cresol Amarillo Rojo 7,2 - 3,8

Fenolftalena Incoloro Rojo 8,3 10

Alizarina amarilla Amarillo Rojo 10 12,1

Anaranjado de metilo Rojo Amarillo 3,1 4,4

Rojo de metilo Rojo Amarillo 4, 2 6,3

Azul de bromotimol Amarillo Azul 6 7,6

49


5. Compruebe el pH de todas las soluciones utilizando el pH-metro (OPCIONAL)

RESULTADOS

1. Registre sus datos en tablas similares a las nmeros 7 y 8.

Tabla 7. Reacciones con soluciones estndar

Solucin

pH utilizando Indicador pH

Rojo

de

metilo

Fenolfta

lena

Azul de

Bromoti

mol

Azul de

timol Estimado

Papel

indicador

universal

pHmetr

o

(OPCI

ONAL)

HCl

0.1 M

cido

actico

0.1M

Amoniaco

0.1M

Hidrxido

de sodio

0.1M

Agua

destilada

Tabla 8. Reacciones con soluciones caseras

Soluci

n

casera

pH utilizando Indicador pH medido

Rojo

de

metil

o

Fenolftale

na

Azul de

Bromotimol

Azul

de

timol

Estima

do

Papel

indicador

universal

pHmetro

(OPCIONAL)

50


2. Compare el pH del cido clorhdrico y el del cido actico y compare el pH del

amoniaco con el del hidrxido de sodio

3. Compare el valor del pH de las diferentes soluciones caseras




PREGUNTAS

1. Explique la diferencia del valor del pH entre el cido clorhdrico y el cido actico,

entre el amoniaco y el hidrxido de sodio y entre las soluciones caseras. Qu

puede concluir?

2. De los reactivos registrados en la tabla 7 identifique los cidos y bases fuertes,

por qu reciben ese nombre?

3. Clasifique las soluciones de la tabla 8 en cidos o bases fuertes dbiles o neutras

4. Calcule el pH de la solucin de HCl 0,1 M (cido fuerte)

5. Calcule el pH de la solucin 0,1M de cido actico (Ka = 1,8x10-5)

6. Calcule el pH de la solucin de NaOH 0.1 M (base fuerte)

7. Calcule el pH de la solucin de NH4OH 0.1 M (Ka = 1,75x 10-5)

CONCLUSIONES







51




prctica.








Retroalimentacin


52


PRACTICA No. 7. REACCIONES Y ECUACIONES QUMICAS

Tipo de practica


Otra Cul




Intencionalidades

formativas

PROPSITOS

Reconocer cuando se produce una reaccin

qumica

Escribir correctamente una ecuacin qumica

Observar diferentes clases de reacciones

qumicas

OBJETIVO GENERAL

Identificar diferentes tipos de reacciones qumicas.

METAS

Observar evidencias que indiquen que se realiz

una reaccin qumica.

Diferenciar los tipos de reacciones que se

producen

Adquirir habilidades de observacin y anlisis

COMPETENCIAS

Los estudiantes deben poder identificar, interpretar

53


y argumentar sobre las reacciones qumicas.


Investigar en el mdulo y en otros textos sobre:

- La ecuacin qumica,

- Las reacciones qumicas, su clasificacin y ejemplos de ellas.

- Enumere evidencias que indiquen que se ha llevado a cabo una reaccin qumica.

- Cmo se determina el nmero de oxidacin de los elementos que forman los

compuestos. Qu es Reduccin, Oxidacin, Agente oxidante y Agente reductor.


Realizacin de diferentes reacciones qumicas,



Vasos de precipitado de 50 ml y 100 ml

Tubos de ensayo

Agitador de vidrio

Oxido de Calcio

Hidrxido de Bario

Nitrato de Amonio

Solucin de Yoduro de Potasio (KI)

Solucin de Acetato de Plomo (CH3COOH)

Solucin de Sulfato de cobre (Cu(SO4)2 )

Acido sulfrico concentrado (H2SO4)

Granallas de Zinc

Carbonato de Calcio (CaCO3)

Acido Clorhdrico concentrado (HCl)


la prctica

No se emplea



54


seguridad que se debe tener para manejar los reactivos utilizados en el laboratorio.

PRECAUCIN

El nitrato de amonio debe estar alejado del fuego y de fuentes de calor porque es

un agente oxidante muy poderoso.

Metodologa


Teora sobre clasificacin de las reacciones qumicas

Conocimiento de una ecuacin qumica

Conocimiento sobre nmero de oxidacin, Reduccin y Oxidacin.

FORMA DE TRABAJO.


PROCEDIMIENTO.

1. Observar cuidadosamente cada una de las reacciones que se describen a

continuacin.

2. Escribir la ecuacin qumica balanceada, clasificar la reaccin y determinar si

hay o no transferencia de electrones.

Reaccin 1

1. Anote la temperatura ambiental

2. Coloque en un tubo de ensayo oxido de calcio (aproximadamente 1,0g)

3. Aada un 1mL de agua y tome la temperatura

4. Agite con cuidado (evite romper el termmetro)

5. Observe y registre sus observaciones

CaO + H2O ?

Reaccin 2

1. Coloque en un beaker de 100 ml 1,0g de Hidrxido de Bario agregue 5mL

de H2O, agite con una varilla para disolver el hidrxido.

2. Tome la temperatura ambiental y la de la solucin.

3. Agregue 1,0g Nitrato de Amonio agite.

4. Tome de nuevo la temperatura.

55



Ba(OH)2 + NH4NO3 ?

Reaccin 3

1. En un tubo de ensayo tomar 2mL de agua, luego agregue 0.5g de acetato

de plomo, agite. Observe el color de la solucin.

2. En otro tubo de ensayo prepare, siguiendo la misma tcnica, una solucin

de yoduro de potasio. Tome 2mL de agua, luego agregue 0.5 de yoduro de

potasio. Observe el color de la solucin.

3. Vierta el contenido de ambos tubos en un vaso de precipitados de 50mL


(CH3COO)2Pb + KI ?

Reaccin 4

1. En un vaso de precipitados de 100 mLcolocar de 5mL de una solucin de

sulfato de cobre

2. Acidular la solucin con 6 gotas de cido sulfrico con

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