Manual de Quimica Basica

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS

Laboratorio de Qumica Analtica

UNIVERSIDAD VERACRUZANAD. E. Facultad de Ciencias Qumicas Campus Coatzacoalcos D.E.S. rea Tcnica rea Bsica

MANUAL DE PRCTICAS DE LABORATORIO DE QUMICA bsica

Nombre del estudiante: _________________________ Equipo:______________________________________H. Academia de Qumica 1



Grupo y Carrera: ______________________________ Perodo lectivo: _______________________________

INDICEPag. Introduccin Reglamento Interno para los laboratorios de la FCQ.. Medidas de Seguridad. Recomendaciones a los alumnos.. Formato de prelaboratorio.. Prcticas a realizar: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Conocimiento y uso del material bsico de laboratorio de Qumica 12 Determinacin de las molculas de agua de una sal hidratada 18 Enlaces qumicos.. 22 Preparacin de soluciones y solubilidad 26 Reacciones qumicas 31 Ley de la conservacin de la materia. 36 Modelos atmicos cunticos 40 Periodicidad qumica. 44 Enlace metlico.. 47 Tratamiento de aguas residuales 52 3 4 7 9 10

Formato de reporte de la prctica.. 11

Conclusin........................................ 59 Bibliografa...... 59

H. Academia de Qumica

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INTRODUCCINLas prcticas que se encuentran desarrolladas en este manual, estn apegadas al programa de la Teora de la experiencia educativa sobre la Qumica Bsica dentro del Modelo Educativo Integral y Flexible, con el objeto de que se complemente de una manera prctica, el conocimiento adquirido en el aula, reforzando de esa manera el aprendizaje que necesita todo el profesionista del rea de la Qumica. Para lograr ese objetivo este manual se ha diseado de tal manera que inicialmente se conozca todo el material de uso ms frecuente en el quehacer experimental; las medidas de seguridad esenciales; as como las instrucciones para ejecutar acciones elementales como pipetear una solucin utilizando correctamente una perilla cosa que aparentemente es muy simple pero que tiene muchsima importancia, debido a que las mediciones volumtricas son las acciones ms realizadas en el laboratorio y de su ejecucin correcta depende el buen resultado de muchas determinaciones analticas. Posteriormente se encuentran las prcticas que de acuerdo al programa, ilustran y complementan los temas que se estudian en esta experiencia educativa tales como las referentes a los conceptos de tomos, molculas, estructura qumica basada en la teora cuntica, enlaces, periodicidad de las propiedades fsicas y qumicas de los elementos, de gran importancia para la prediccin de las caractersticas de las reacciones antes de que se lleven a cabo, as como lo referente a la conservacin de la materia y la energa en la cual se fundamentan los clculos estequiomtricos que pueden realizarse para determinar los rendimientos de los productos obtenidos en las reacciones qumicas que son de gran aplicacin en las industrias y en los quehaceres donde interviene la Qumica. En la realizacin de las prcticas de laboratorio se da un enfoque muy importante al aspecto ambiental, ya que se toman en cuenta el manejo de los productos y residuos generados en el desarrollo de dichas prcticas, as como en prcticas y actividades enfocadas al tema de la contaminacin en las aguas residuales y los tratamientos de las mismas como solucin a dicha problemtica. El lenguaje utilizado en este manual es de estilo sencillo y fcilmente comprensible para los alumnos que inician formalmente su preparacin profesional en el rea de la qumica, haciendo hincapi en aquellos detalles de gran utilidad cotidiana.


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REGLAMENTO INTERNO PARA LOS LABORATORIOS DE LA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS CAMPUS COATZACOALCOS

TITULO PRIMEROOBLIGACIONES DE LOS ALUMNOS EN LOS LABORATORIOS

Artculo 1. Conocer y cumplir el presente Reglamento. Artculo 2. El horario fijado para realizar las prcticas de Laboratorio ser sealado exclusivamente por la Direccin de esta facultad. Artculo 3. Los estudiantes estarn bajo la vigilancia del catedrtico titular de la materia, quien vigilar la puntualidad del inicio y terminacin del tiempo destinado a cada sesin para evitar interferir en el horario de otros grupos. Artculo 4. Fuera del horario establecido el estudiante no podr realizar su prctica si no est autorizada y supervisada por el maestro o en su defecto por un Tcnico Acadmico. Artculo 5. El estudiante deber permanecer en el Laboratorio durante el desarrollo de la prctica; su ausencia durante el tiempo estipulado para la prctica lo desacreditar de la misma. Artculo 6. Los laboratorios son de uso exclusivo de los alumnos que estn realizando prcticas, por tanto, queda prohibida la entrada a personas ajenas a los mismos. Artculo 7. El estudiante deber estar protegido con el equipo bsico de seguridad: Bata blanca de algodn y mangas largas. Anteojos de seguridad. Guantes de seguridad. Zapatos de piel con suela anti-derrapante. Este equipo deber portarlo al realizar cada prctica y durante el tiempo que permanezca dentro del recinto del laboratorio. Artculo 8. Los estudiantes debern colocar sus tiles escolares en los anaqueles destinados para este fin, con excepcin de su manual de prcticas y su libreta de anotaciones. Artculo 9. En la realizacin de cada prctica, el estudiante contar con los primeros quince minutos del establecido para solicitar el material y/o los reactivos necesarios para su desarrollo. Artculo 10. Dentro del Laboratorio est prohibido: H. Academia de Qumica 4

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Consumir alimentos Fumar Alterar el orden


En caso de contravenir este artculo el estudiante deber abandonar el recinto y no acreditar la prctica. Artculo 11. El estudiante deber dejar limpia su rea de trabajo despus de haber realizado su prctica, depositando correctamente la basura y desechos qumicos en los lugares indicados. Evitar tirar basura slida en las canaletas centrales de las mesas de trabajo. Artculo 12. El estudiante cuidar la conservacin general del laboratorio, todo desperfecto ocasionado tanto en aparatos como en mobiliario ser pagado por la persona o personas responsables. Artculo 13. Al finalizar el curso, el estudiante deber entregar el material, equipos y gavetas que haya solicitado al inicio del mismo (en buenas condiciones), en la fecha sealada por los tcnicos acadmicos.

TITULO SEGUNDOUSO DEL MATERIAL

Artculo 14. Los estudiantes formarn equipos de trabajo con el nmero de integrantes que el titular de la materia acuerde. Artculo 15. Al inicio del semestre cada equipo tiene derecho a solicitar en calidad de prstamo, mediante un vale, material y gavetas que pueda proporcionarle el Laboratorio. Artculo 16. El material bsico y gavetas que se requieran usar durante todo el semestre se proporcionar en la primera semana de clases en el horario que se asigne a cada materia. Artculo 17. Se dispondr de la llave de la gaveta slo en el horario y durante el tiempo que dure cada prctica. NO SE DEBERA SACAR DEL RECINTO DEL LABORATORIO. La prdida de la llave har acreedor de una sancin al responsable, el cual deber realizar las gestiones necesarias para el cambio de la cerradura dentro de las 24 horas siguientes. Artculo 18. Al recibir el material, el estudiante verificar que est limpio y en buenas condiciones, de lo contrario, se harn las aclaraciones pertinentes en el vale para que al final del semestre sea devuelto en las mismas condiciones en que le fue entregado. H. Academia de Qumica 5



Artculo 19. El estudiante tendr la precaucin de que se borre de su vale el material que solicito para la realizacin de sus prcticas. Artculo 20. El estudiante que adeude material al Laboratorio, deber reponerlo con las mismas especificaciones que le fue entregado, presentando la factura correspondiente y dentro de la fecha lmite . No se aceptar el costo del mismo. Artculo 21. Por adeudos de material al laboratorio no se dar derecho a inscripcin al semestre posterior. Al finiquitar sus adeudos los alumnos que se encuentren en esta situacin podrn solicitar un vale de NO ADEUDO que les permita su nueva inscripcin.

TITULO TERCEROEVALUACIN

Artculo 22. En todos los cursos de Laboratorio, el estudiante tendr la obligacin de entregar la investigacin del prelaboratorio y un reporte del postlaboratorio por cada prctica realizada, de acuerdo a las instrucciones dadas por el titular de la materia que se trate. Artculo 23. Para acreditar el Laboratorio, el estudiante debe cumplir con la realizacin del 100% de las prcticas establecidas. Artculo 24. Si por causa justificada el estudiante no realiza alguna prctica, inmediatamente debe solicitar la reposicin de la misma al Tcnico Acadmico correspondiente, quien le asignar un horario para dicha reposicin. Artculo 25. Las ponderaciones correspondientes al laboratorio se encuentran en los programas de las Experiencia Educativa. NOTA: CUALQUIER SITUACIN NO PREVISTA EN EL PRESENTE REGLAMENTO, SERA RESUELTA POR EL H. CONSEJO TCNICO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS


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MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIOPara que el desarrollo de una prctica de laboratorio logre sus objetivos, debern seguirse ciertas normas de seguridad con el fin de evitar accidentes al realizar un experimento; los estudiantes deben seguir con mucho cuidado todas las instrucciones de su profesor y del manual de prcticas. A continuacin se enumeran una serie de indicaciones: I. a. b. c. Antes de iniciarse las sesiones experimentales, el profesor o los encargados de los laboratorios deben: Cerciorarse de que todas las llaves de las mesas de trabajo, en especial las que estn conectadas al gas, funcionen perfectamente y no haya fugas. Asegurarse de que la campana de extraccin de gases y la regadera de presin tengan un buen funcionamiento. Dar a conocer la ubicacin de los extintores, la regadera, el lavaojos, el botiqun de primeros auxilios, y darles instrucciones para su manejo en caso de emergencia. Revisar que todo el material de laboratorio, especialmente el de vidrio, no este roto o estrellado. Antes de realizar la prctica, el estudiante debe ponerse la bata de trabajo, la cual deber ser de algodn. Cuando se trabaje con sustancias que desprendan vapores txicos, se recomienda usar lentes de seguridad y trabajar en la campana de extraccin. Se prohbe el uso de lentes de contacto en el laboratorio En la mesa de trabajo deben estar exclusivamente el material y las sustancias con las cuales se va a experimentar, el manual de prcticas para seguir las instrucciones y la bitcora de laboratorio. No se debe ingerir alimentos, ni fumar en el laboratorio y menos durante la realizacin de la prctica. Antes de encender el mechero, cerciorarse primero de que est lo suficientemente alejado de sustancias voltiles o combustibles y en seguida prender el cerillo, colocarlo en la boca del mechero y luego abrir la llave del gas. Al usar un reactivo, leer la etiqueta del frasco para evitar equivocaciones que puedan ser peligrosas. Para agitar el contenido de un tubo de ensayo no debe taparse la boca del tubo con el dedo, sino tomar con una mano el extremo abierto y con la otra aplicar pequeos golpes en la parte inferior. Cuando se caliente cualquier dispositivo, para retirarlo del fuego deben utilizarse las pinzas adecuadas. H. Academia de Qumica 7

d. II. III. IV. V.

VI. VII.

VIII. IX.

X.

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS XI.


Al calentar sustancias en un tubo de ensaye, ste debe colocarse en forma inclinada, nunca vertical, y orientado de tal forma que si ocurren proyecciones no caigan sobre las personas que estn en los alrededores, especialmente en la cara. Al calentar lquidos en tubos de ensaye, stos no deben sostenerse directamente sobre la flama, sino que deben retirarse de vez en cuando, agitando en forma continua para facilitar la salida de burbujas de gas del fondo del tubo y as evitar proyecciones. Al hervir lquidos en recipientes ms grandes, debe agitarse el contenido con una varilla de vidrio o aadir una o dos perlas para ebullicin, con lo cual se evitar alguna proyeccin. Nunca debe mezclarse el resultado de una reaccin con el de otra si no est indicado en las instrucciones de la prctica. Cuando se desee diluir un cido concentrado, nunca debe verterse al agua sobre el cido, sino al contrario; el cido debe aadirse con sumo cuidado deslizndose lentamente sobre las paredes del recipiente que contenga el agua. Nunca debe probarse y menos ingerirse alguna sustancia qumica. Una sustancia qumica no debe olerse directamente y menos si se acaba de calentar. En vez de ello, la muestra se coloca a unos 15 cm de la nariz y se atraen los vapores abanicndolos con una mano. Cuando se desprenden gases txicos en una reaccin en cantidades que pueden afectar el sistema respiratorio, ser preciso realizar el experimento en la campana de extraccin, adems de evitar una exposicin prolongada a dichos gases. Para trabajar con tubos de vidrio ser preciso redondear los extremos filosos directamente en la flama del mechero. Para introducir un tubo de vidrio o un termmetro (previamente humedecido) en tapones horadados, debe sostenerse el tapn con una mano y con la otra empujar poco a poco el tubo o el termmetro, hacindolo girar como si fuera un sacacorchos para evitar su rompimiento y, por lo tanto cortaduras en las manos. En caso de sufrir un accidente al manipular el equipo de trabajo, debe acudirse inmediatamente con el profesor y de ser necesario con l medico. Al trmino de la prctica se debe: Lavar, entregar y/o guardar el material que se utiliz; cerrar perfectamente los frascos de los reactivos y cerciorarse de que queden bien cerradas todas las llaves, especialmente las de gas. (13)

XII.

XIII.

XIV. XV.

XVI. XVII.

XVIII.

XIX. XX.

XXI. XXII.

RECOMENDACIONES A LOS ALUMNOS

El estudiante debe:


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Cuidar que los reactivos solamente se introduzcan en materiales de laboratorio, limpios, secos y a temperatura ambiente. Lavar siempre el material que se va a emplear antes de cada determinacin, enjuagarlo muy bien con agua de la llave para eliminar cualquier residuo de detergente y despus escurrirlo sobre una toalla o papel absorbente, durante el tiempo necesario para que se seque. Si quedan algunas gotas adheridas en el interior es necesario secarlas ya sea utilizando una porcin de papel absorbente si el material es de boca ancha, en caso contrario, calentando el material con el mechero bunsen durante unos minutos procurando que la salida del aire caliente se dirija hacia arriba y despus esperar el tiempo necesario para que se enfre. Leer el procedimiento de las prcticas antes de ejecutarlas. Leer cuidadosamente las etiquetas de los frascos de los reactivos antes de utilizarlos para evitar confusiones peligrosas. Rotular cuidadosamente cada uno de las reactivos y soluciones empleadas para evitar confusiones entre ellas. Observar minuciosamente y crticamente cada uno de los cambios ocurridos y registrar cuidadosa y ordenadamente: los cambios de color, de aspecto, de temperatura, la velocidad de las reacciones, olores percibidos, desprendimiento de gases, etc., as como los datos numricos de las mediciones efectuadas, y todo aquello que se considere necesario, en su bitcora de laboratorio, sealando el nmero y nombre de la prctica as como la fecha en que se realizaron las anotaciones. Realizar cuidadosamente sus experimentos, procurando entender el porqu de los hechos. Consultar los libros de texto o investigar en Internet antes y despus de la ejecucin de las prcticas para comprender l porque de las operaciones que se han de ejecutar, as como para aclarar las dudas que surjan al realizar sus experimentos, para llegar a sus propias conclusiones.


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FORMATO DE PRELABORATORIO PRCTICA No. NOMBRE DE LA PRCTICA:

Integrantes del equipo no.___________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Fecha de inicio: _____________fecha de conclusin: _____________

Contenido: Objetivo de la prctica. Fundamento de la prctica. Reacciones qumicas que puedan ocurrir durante la prctica. Respuestas del cuestionario de prelaboratorio. Diagrama de bloques de la tcnica que se realizara. Precauciones que se deben tener para esta prctica. Bibliografa y direcciones de Internet


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FORMATO DE REPORTE DE LA PRCTICA PRCTICA No. NOMBRE DE LA PRCTICA:

Integrantes del equipo no._______ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Fecha del reporte: _______________________

Incluir la investigacin del prelaboratorio Esquemas y/o imgenes Observaciones personales realizadas durante la prctica. Clculos (si aplica) y Resultados Conclusin personal. Referencias bibliogrficas.


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PRACTICA No. 1 Conocimiento y uso del material bsico de laboratorio


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FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS OBJETIVO


Que el alumno conozca, pueda usar y conservar el material y equipo mas comn de laboratorio de qumica inorgnica; se familiarice con los aparatos y tenca presentes los cuidados y riesgos, precauciones y actitudes que deber asumir dentro de las medidas de seguridad. FUNDAMENTO En un laboratorio de qumica se utiliza una amplia variedad de instrumentos o herramientas que, en su conjunto, se denominan material de laboratorio. Pueden clasificarse segn el material que los constituye:

de metal de vidrio de plstico de porcelana de madera de goma Material bsico Material volumtrico Instrumentos electrnicos de precisin

O segn su funcin:

Pipeteo de un lquido Mediante una fuerza de succin se produce un vaco que hace posible que un lquido ascienda por el interior de un tubo abierto por ambos extremos y colocado en forma vertical. Una vez que dicha fuerza cesa, la gravedad, que tambin es una fuerza, pero que en este caso acta en sentido contrario, tiende a atraer el lquido hacia el exterior del tubo por el extremo inferior de ste, pero si se contrarresta su influencia obstruyendo el extremo superior del tubo, el lquido puede quedar sostenido por el vaco que se produjo anteriormente dentro del tubo.

CUESTIONARIO DE PRELABORATORIO 1. Investigue el uso del material de laboratorio que se menciona a continuacin. MATERIAL 1. Vaso de precipitado. 2. Embudo Buchner. 3. Bureta. H. Academia de Qumica USO

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FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS 4. Pipeta Pasteur. 5. Tubo de centrfuga. 6. Refrigerante o condensador. 7. Crisol y tapa. 8. Matraz de destilacin. 9. Matraz Erlenmeyer. 10. Cpsula de porcelana 11. Matraz de filtracin (Kitasato). 12. Embudo de tallo corto. 13. Embudo de tallo largo. 14. Probeta graduada. 15. Gotero con bulbo de hule. 16. Mortero con mango o pistilo. 17. Embudo de separacin 18. Tubos de ensayo 19. Termmetro. 20. Pipeta volumtrica. 21. Matraz volumtrico 22. Vidrio de reloj. 23. Columna de Vigreux. 24. Matraz baln 25. Matraz baln de fondo plano 26. Pesafiltro con tapa. 27. Tela de asbesto. 28. Mechero Bunsen. 29. Pinzas para bureta. 30. Pinzas de Mohr 31. Pinza para tubo de ensayo. 32. Pinza de 3 dedos 33. Pinza universal 34. Triangulo de porcelana 35. Pinza para crisol. 36. Tapones de hule. 37. Anillo de metal. 38. Soporte de metal. 39. Esptula. 40. Escobilln para tubo de ensayo. 41. Gradilla para tubos de ensayo. 42. Piseta. 43. Horadadores para tapones. 44. Cortador para tubo de vidrio. 45. Cuba para bao mara



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TIEMPO PARA EL DESARROLLO DE LA PRCTICA Dos horas PROCEDIMIENTO 1. Se divide el grupo en dos subgrupos, el A y el B.

ACTIVIDADES DEL GRUPO A: 2. 3. Los alumnos se dedicarn por espacio de media hora a observar e identificar el material que se encuentre colocado en las mesas del laboratorio. En los siguientes 30 minutos , se les harn preguntas a algunos integrantes del grupo sobre el uso de los materiales expuestos.

ACTIVIDADES DEL GRUPO B: 4. 5. 6. En los primeros 10 minutos, se realizar la demostracin por parte de la persona encargada del grupo sobre la forma correcta de realizar el pipeteo de un lquido. Cada alumno se dedicar a practicar el pipeteo de una solucin colocada en un vaso de pp. para ese objetivo durante 50 minutos. Se recomienda seguir estas instrucciones: a. Sujetar la pipeta con la mano derecha. b. Con la mano izquierda oprimir una perilla con la fuerza suficiente segn el volumen del lquido que se va a aspirar (Si es un pequeo volumen bastar con oprimirla levemente, si se tiene que aspirar por ejemplo un volumen de 10 mL se tendr que oprimir con mayor fuerza). c. Colocar la perilla en el extremo superior de la pipeta, haciendo coincidir el orificio de la perilla con el de la pipeta, impulsando la perilla y la pipeta una contra la otra para impedir la entrada del aire exterior lo que disminuira el vaco que se pretende apicar al interior de la pipeta. No introduzca la pipeta dentro del orificio de la perilla (a menos que sta posea una boquilla especial para ello), ya que se dificultara la separacin de ambos al terminar la succin requerida. d. Una vez que el lquido ha alcanzado la altura deseada dentro de la pipeta, separar la perilla suavemente y colocar de una manera rpida y suave el dedo ndice de la mano derecha, sobre el borde superior de la pipeta para obstruir la entrada del aire, de esa manera se detendr la salida del lquido. e. Con los dedos restantes de la mano derecha, girar suavemente la pipeta aflojando suavemente la presin del dedo ndice (sin despegarlo), para H. Academia de Qumica 15



permitir que el lquido se deslice lentamente hacia abajo hasta la marca en que se desea colocar la parte inferior del menisco del lquido. (El menisco es la superficie curva que se forma en el nivel superior del lquido en la pipeta).

f. La lectura del menisco se debe realizar colocando la superficie del lquido a la altura de nuestros ojos en forma horizontal, si se lee en forma diagonal la lectura es incorrecta. Al llegar el lquido hasta la marca deseada, oprimir fuertemente el dedo ndice sobre el borde superior de la pipeta.

g. Tocar suavemente el borde del vaso de precipitado o frasco que contena el lquido de donde se aspir, para eliminar alguna pequea gota que se hubiera quedado adherida en la pipeta. h. Depositar el lquido de la pipeta en el interior del recipiente, levantando el dedo ndice para permitir el drenado del contenido, procurando colocar la punta de la pipeta en contacto con la pared del recipiente, inclinando ligeramente ste para que forme ngulo con la pipeta que se coloca en forma vertical. No se debe soplar con la perilla para obligar a que salga todo el lquido, ya que las pipetas vienen calibradas considerando que va a quedar algo de lquido en su interior al drenarlas. 7. Despus de concluir la primera hora se intercambian los grupos y pasan al rea donde no han trabajado para realizar la actividad correspondiente en la siguiente hora.


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gur

Fi a

No. 1. Material bsico de laboratorio MANEJO DE RESIDUOS Y SUBPRODUCTOS El contenido de los vasos de pp empleados para la prctica del pipeteo se puede vaciar al drenaje, ya que solamente es agua con unas gotas de colorante no txico.


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