UNIVERSIDAD NACIONAL
ABIERTA Y A DISTANCIA
358081 – BALANCE MÁSICO Y ENERGÉTICO DE PROBLEMAS AMBIENTALES
Protocolo de prácticas de laboratorio
IDENTIFICACION DE LA PRÁCTICA Nombre de curso Balance másico y energético de problemas ambientales
Código de curso 358081
Créditos del curso 3 Créditos
Valor de esta actividad
práctica 150 Puntos: (90 Calificado por el tutor práctico - 60 por el tutor virtual)
Nombre del director de
curso Janet Bibiana García Martínez
Correo institucional del
director del curso [email protected]
Contacto del director de
curso
(7) 6358577 ext.: 1047025
Cell: 3122662777
CEAD al que pertenece Bucaramanga
Espacio donde se debe
desarrollar la práctica Laboratorio
Objetivos de la práctica
Evaluar la aplicación de los conocimientos adquiridos por el
estudiante en todas las lecciones del curso, mediante el
desarrollo de prácticas de laboratorio.
Justificación de la práctica
Todo conocimiento debe ser afianzado en el entorno práctico, en donde el estudiante aprende haciendo y valida la profundidad de sus conocimientos en la aplicación directa
Competencias a desarrollar El estudiante desarrolla la habilidad de aplicar balances de masa
y energía en los procesos desarrollados en el laboratorio.
Duración de la práctica. 8 Horas
Mecanismo mediante el
cual se evaluará la práctica:
A través de la rúbrica de evaluación la cual va adjunta al final del
presente protocolo.
2
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Ambiente
358081 – Balance másico y energético de problemas ambientales
ACTIVIDADES PARA EL ESTUDIANTE
METODOLOGIA
Respetados estudiantes. Esta actividad corresponde al desarrollo de un trabajo colaborativo
basado en el desarrollo de prácticas de laboratorio a partir de las temáticas tratadas en todas
las tres unidades del curso. Usted debe enviar a través de la plataforma el documento
informe de prácticas desarrolladas, de acuerdo con las recomendaciones dadas para la
resolución de esta actividad y la hoja de ruta. ¡Muchos Éxitos!
Objetivos: Evaluar la aplicación de los conocimientos adquiridos por el estudiante en todas
las lecciones del curso, mediante el desarrollo de prácticas de laboratorio.
Esta actividad puede ser desarrollada en grupos de máximo 3 personas. La estrategia de
aplicación corresponde a aprender haciendo. Ésta estrategia difiere a los demás trabajos
colaborativos en cuanto a que representa la oportunidad para que el estudiante indague e
investigue desde lo básico cómo funcionan los procesos químicos (si bien a escala de
laboratorio).
Actividades:
1. Leer muy bien el documento protocolo de prácticas.
2. Seleccionar mínimo 3 actividades de laboratorio para desarrollar el día de la práctica.
Una por cada tema.
3. Preparar un documento pre-informe de la práctica que incluya el marco teórico,
objetivos de la práctica, materiales y reactivos, metodología y diagramas de flujo de
los procesos, hoja de seguridad de los reactivos usados. El tutor revisará los pre-
informes al comienzo de la práctica. De acuerdo con dicha revisión autorizará el
desarrollo de la práctica. El pre-informe corregido puede servir como base para la
elaboración del informe final.
4. El día de la práctica contar y tener puestos en todo momento los elementos de
protección personal necesarios: (gafas, guantes, bata,..).
5. Desarrollar las prácticas o actividades en orden y con mucho cuidado, recuerden que
están manipulando productos químicos que pueden ser nocivos para la salud.
6. Al final de la práctica entregar al tutor una copia de los resultados obtenidos con
todos los datos de la actividad. Esta debe ser legible y fácilmente entendible.
7. Preparar el informe de laboratorio de acuerdo con las indicaciones dadas en la hoja
de ruta. Este informe debe ser desarrollado con el grupo con el cual trabajo en su
laboratorio. Recuerde producto final debe entregarse en el espacio dispuesto para
esto en el entorno de Evaluación y seguimiento por cada uno de los integrantes del
grupo.
3
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Ambiente
358081 – Balance másico y energético de problemas ambientales
TEMA 1. BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA
OBJETIVO GENERAL
Estudiar los cambios que ocurren en procesos de separación de mezclas sin reacción
química y verificar la ley de la conservación de la materia.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Identificar las propiedades físicas de sustancias puras y mezclas.
· Realizar balances de materia sin reacción química.
· Verificar la ley de la conservación de la materia
Practica a. MEZCLA DE ALCOHOL ETÍLICO CON AGUA
ACTIVIDADES
1. En una probeta graduada de 100 ml, colocar 25 ml de agua destilada. Determine la masa de agua (solución A)
2. En otra probeta graduada de 50 ml, colocar 10 ml de alcohol etílico. Determinar la masa de alcohol (solución B)
3. Mezclar las soluciones A y B; determinar la masa, el volumen y la densidad de la solución resultante (solución C)
4. En otra probeta graduada de 100 ml, verter 25 ml de agua destilada. Determinar la masa de agua destilada (solución D)
5. En una probeta graduada de 50 ml, añadir 20 ml de alcohol etíl ico. Determinar la masa de alcohol (solución E)
6. Mezclar las soluciones D y E, determinar la masa, el volumen y la densidad de esta mezcla resultante (solución F)
7. Mezclar las soluciones C y F (solución G), determinar la masa el volumen y la densidad de la solución G.
4
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Ambiente
358081 – Balance másico y energético de problemas ambientales
Práctica b. BALANCE MACROSCÓPICO DE MATERIA EN RÉGIMEN NO
ESTACIONARIO
Un reactor continuo de tanque agitado es, básicamente, un recipiente por el que circula un caudal
de fluido m, y en cuyo seno el fluido se encuentra perfectamente agitado de manera que, en un
momento dado, todos los puntos del mismo poseen idénticas propiedades, variando éstas con el
tiempo.
ACTIVIDADES
1. Con la ayuda de su tutor diseñe y construya un reactor continuo de tanque agitado cuyo volumen sea de 400 ml. Utilice los materiales con que cuenta en el laboratorio. Recuerde que sobre el reactor debe circular un caudal constante de agua. Un ejemplo lo encuentra en la figura siguiente:
1. Tanque agitado
2. Entrada de fluido
3. Llave de paso salida de fluido
4. Llave de vaciado
5. Vaso de precipitados de 25 ml
6. Agitador magnético
7. Electrodo del conductímetro
8. Conductímetro
9. Imán
5
2. Preparar una curva de calibración de Conductividad (cond.) vs. Concentración (C) de NaCl
3. Preparar 1 litro de solución para cada una de las siguientes concentraciones de cloruro de sodio: 30 g/l, 60 g/l, 90 g/l.
4. Colocar 400 ml de la primera solución en el tanque y comenzar a agitar. Realizar la lectura de conductividad.
5. Hacer fluir agua destilada a través del tanque agitado y tomar lecturas de conductividad cada 30 segundos hasta que la conductividad sea estable.
6. Repetir la experiencia cambiando el caudal de agua para la misma concentración de cloruro de sodio
7. Repetir las actividades 3 a 5 para las otras dos concentraciones de cloruro de sodio.
8. Elaborar una tabla que recoja la variación de la concentración de sal con el tiempo.
9. Graficar –ln C sal vs. t. Explicar el valor de la pendiente y el intercepto.
10. Analizar las fuentes de error en la experimentación.
6
Práctica c. SEPARACIÓN DE MEZCLAS
ACTIVIDADES
1. En una probeta graduada de 100 ml, colocar 15 ml de acetona. Determine la masa de acetona (solución A)
2. En otra probeta graduada de 100 ml, colocar 35 ml de alcohol etílico. Determinar la masa de alcohol (solución B)
3. Mezclar las soluciones A y B; determinar la masa, el volumen y la densidad de la solución resultante (solución C)
4. En un sistema de destilación simple (pida ayuda al tutor para la instalación) introducir la solución C y calentar hasta ebullición. Recoja las diferentes fracciones de destilado y tome nota de los puntos de ebullición de las sustancias.
5. Determine la masa de las diferentes fracciones de destilado.
6. ¿Puede determinar a qué compuesto corresponde cada fracción?
7. Determine el porcentaje de recuperación de cada compuesto.
8. Justifique las diferencias entre el la masa inicial y la masa final de los compuestos.
7
TEMA 2. BALANCE DE MATERIA CON REACCIÓN QUÍMICA
OBJETIVO GENERAL
Estudiar los cambios que ocurren en reacciones químicas
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Identificar la propiedades físicas de reactivos y productos de diferentes reacciones
químicas.
· Clasificar las reacciones químicas según los cambios ocurridos en cada sistema.
· Realizar balance de materia con reacción química.
Practica a. REDUCCIÓN DE PERMANGANATO DE POTASIO
ACTIVIDADES
i) MEDIO FUERTEMENTE ACIDO
1. Vierta en un vaso de 100 ml, 20 ml de agua destilada
2. Vierta en la solución anterior 2 ml de ácido sulfúrico concentrado.
3. Disuelva en la solución anterior 0.6 g de oxalato de sodio (Na2C2O4) ó 0.8 g de
oxalato de potasio.
4. Calentar la solución ácida de oxalato de sodio a 60 ºC.
5. Añadir a la solución caliente 1 ml de una solución de permanganato de potasio.
6. Registrar sus observaciones.
ii) MEDIO NEUTRO
1. Vierta en un vaso de 100 ml, 20 ml de agua destilada.
2. Disuelva en 0.6 g de oxalato de sodio (Na2C2O4) ó 0.8 g de oxalato de potasio.
3. Calentar la solución de oxalato de sodio a 60 ºC.
8
4. Añadir a la solución caliente 1 ml de una solución de permanganato de potasio.
5. Registrar sus observaciones.
iii) MEDIO FUERTEMENTE ALCALINO
1. Disuelva 2 g de hidróxido de sodio1 en 20 ml de agua destilada en un vaso de
100 ml.
2. Disuelva en la solución anterior 0.6 g de oxalato de sodio (Na2C2O4) ó 0.8 g de
oxalato de potasio.
3. Calentar la solución alcalina de oxalato de sodio a 60 ºC.
4. Añadir a la solución caliente 1 ml de una solución de permanganato de potasio.
5. Registrar sus observaciones.
Práctica b. CLASIFICACIÓN DE REACCIONES QUÍMICAS
Una reacción química es el proceso por el cuál dos o más sustancias puestas en contacto
reaccionan entre sí o ejercen su actividad para formar una nueva sustancia, la misma que
es representada mediante una ecuación química.
ACTIVIDADES
1. Vierta en un tubo de ensayo 1 ml de reactivo A
2. En otro tubo de ensayo, 1 ml de reactivo B. (Si es sólido tomar aproximadamente 0.1 g de reactivo)
9
3. Hacer reaccionar 2 o 5 gotas del reactivo A con el reactivo B, observe y registre cambios.
4. Vierta el resto del reactivo A, observe y anote cambios. Si la reacción es lenta, deje el tubo en reposo hasta que se observe algún cambio.
5. Analizar las fuentes de error en la experimentación.
Práctica c. REACCIONES DE PRECIPITACIÓN
ACTIVIDADES
1. En dos vasos de precipitados de 50 ml vierta 20 ml de agua destilada.
2. Adicione a cada vaso 0.1 g y 0.25 g de cromato de potasio.
3. En otros dos vasos de precipitados de 50 ml vierta 20 ml de agua
destilada
4. Adicione a cada vaso 0.35 g de nitrato de plomo.
5. Verter las soluciones de cromato de potasio a las de nitrato de plomo
6. Utilizar un disco de papel filtro (debe determinar la masa del papel filtro
seco) y colocarlo a un embudo de plástico
7. Armar el soporte universal con aro metálico donde se instala el embudo
y el papel filtro
8. Filtrar por separado los productos obtenidos.
9. Secar el precipitado en el papel filtro en un horno secador.
10. Determinar la masa del precipitado.
10
TEMA 3. BALANCE DE ENERGIA
OBJETIVO GENERAL
Estudiar los cambios que ocurren en procesos con consumo o generación de energía.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Identificar propiedades físicas de sustancias puras.
· Realizar balances de energía.
· Verificar la ley de la conservación de la energía
Practica a. COMBUSTIÓN
ACTIVIDADES
1. En un vaso de precipitados pese exactamente 50 g de agua líquida. Mida la temperatura a la que se encuentra el agua.
2. En un recipiente resistente al calor pese exactamente 5 g de gasolina. Con la ayuda de un mechero incinere la gasolina de tal forma que la mayor parte de calor desprendido por la combustión sirva para calentar el vaso de precipitados que contiene los 50 g de agua.
3. Inmediatamente se apague la llama de la combustión de la gasolina, mida la temperatura del agua.
4. Deje enfriar hasta temperatura ambiente y mida la masa de agua en el recipiente.
5. Realice los balances de masa y energía (con ayuda de tablas termodinámicas determine la capacidad calorífica de la gasolina).
6. Repita las actividades 1 a 5 empleando diesel y etanol como combustibles.
7. Calcule la masa de agua perdida por evaporación. ¿Se ajustan los balances de energía? ¿si? ¿no? ¿Por qué?
11
Práctica b. REACCIONES EXOTÉRMICAS
Es aquella reacción donde se libera calor, esto significa que la energía de las moléculas
de los productos (EP) es menor que la energía de las moléculas de los reaccionantes
(ER). En las reacciones químicas exotérmicas se desprende calor, significa que la
energía de los productos es menor que la energía de los reactivos, por ejemplo en las
reacciones de combustión.
ACTIVIDADES
1. Prepare una solución 2 molar de hidróxido de sodio en agua a partir de hidróxido de sodio sólido. ¿Qué observa?
2. En un vaso de precipitados mezcle 20 ml de hidróxido de sodio 2 molar con 10 ml de azul de metileno. (solución A). Determine la temperatura de la solución.
3. En otro vaso de precipitados mezcle 20 ml de ácido acético 2 molar con 10 ml de azul de metileno. (solución B). Determine la temperatura de la solución.
4. Mezcle lentamente las soluciones A y B. ¿Qué observa?
5. Mida la temperatura de la solución resultante. ¿Qué puede decir de este tipo de reacciones? ¿Cuál o cuáles son los productos de la reacción?
6. Repita los pasos 2 a 5 tomando como solución A, hidróxido de sodio 2 molar con 3 gotas de fenolftaleína y como solución B ácido sulfúrico 2 molar.
12
Práctica c. INTERCAMBIO DE CALOR
ACTIVIDADES
1. En un vaso de precipitados calentar agua hasta ebullición. (solución A)
2. En otro vaso de precipitados enfriar agua hasta un valor cercano a 0 °C (solución B)
3. Tomar 500 ml de la solución A y medir su temperatura cada 2 minutos.
4. Tomar 500 ml de la solución B y medir su temperatura cada 2 minutos.
5. Graficar T vs t. ¿Qué observa?
6. Repita los pasos 1 a 5 tomando como solución B, cloruro de sodio al 10 % P/V en agua cercano a 0 °C, y, como solución A cloruro de sodio al 10 % P/V en agua en el punto de ebullición.
13
Recomendaciones para la elaboración del informe:
- El trabajo es de carácter grupal y debe contener la siguiente estructura:
Portada (1 página)
Objetivos: general y específicos (1 página)
Marco teórico o de referencia (5-7 páginas)
Materiales y reactivos (2 páginas)
Metodología (3 páginas)
Diagrama de flujo detallado de las prácticas (3 páginas)
Resultados (3-5 páginas)
Cálculos, si los hay (2 – 5 páginas)
Discusión de resultados (3 – 5 páginas)
Conclusiones (1 página)
Bibliografía (1 página)
Esto quiere decir que la extensión mínima del trabajo, será de veintitrés (23) páginas y
máxima de treinta y cuatro (34) páginas. Recuerde que el informe incluye los resultados
obtenidos de mínimo tres (3) actividades prácticas de laboratorio, una por cada tema
presentado.
- El trabajo debe ser de su autoría, por lo que no debe contener copias textuales de otros
documentos. En caso de consultar otras fuentes (libros, artículos o páginas de Internet),
debe hacer la respectiva cita bibliográfica según las normas APA, que puede encontrar en
el siguiente [enlace].
- En caso de consultar páginas en Internet, por favor ingrese a páginas que tengan
reconocimiento académico (centros investigativos, revistas especializadas, páginas de
entidades oficiales, universidades, entre otros). NO consulte páginas como “el rincón del
vago”, “buenas tareas”, “wikipedia”, entre otras.
- El formato del trabajo es el siguiente:
Tamaño hoja: carta
Márgenes: superior, inferior, izquierdo y derecho: 2,5 cm
Interlineado: sencillo
Texto: Arial 11 puntos
Formato de entrega: PDF o Word
14
Evaluación:
RÚBRICA PARA EL TUTOR DE LA PRÁCTICA.
COMPONENTE PRÁCTICO EVALUADOS POR EL TUTOR DE PRÁCTICA (90 Puntos)
ACTIVIDAD EVALUADA
CRITERIO EVALUADO
VALORACIÓN PUNTAJE MÁXIMO BAJO MEDIO ALTO
Componente práctico
Puntualidad y permanencia en la práctica
No asiste a la práctica
Aunque llega puntual a la práctica se ausenta en el transcurso de esta o en el caso contrario no es puntual al llegar a la práctica, sin embargo, permanece atento a ella
Es puntual y permanece durante el desarrollo de la práctica
20
Puntos: 0 Puntos: 10 Puntos: 20
Pre-Informe El estudiante no presenta pre- informe
Aunque el estudiante entrega pre informe este no cumple con los lineamientos especificados en el protocolo de prácticas o entrega pre informe incompleto.
El estudiante entrega el adecuado pre- informe para cada una de las prácticas a realizar y cumple con las especificaciones dadas en el protocolo de prácticas.
30
Puntos: 0 Puntos: 15 Puntos: 30
Ejecuta actividades exclusivas de la práctica
No hace uso del equipo de seguridad para realizar la práctica
Reconoce pero no hace uso de todo el equipo de seguridad para la realización de la práctica.
Reconoce y hace uso adecuado de todo el equipo de seguridad para el ingreso y la realización de la práctica.
20
Puntos: 0 Puntos: 10 Puntos: 20
Manejo adecuado de los equipos
No hace el uso adecuado de los equipos propios de la práctica
Aunque desconoce el manejo adecuado de los equipos es atento al reconocimiento de estos e indaga en el adecuado manejo.
Realiza una revisión del protocolo de prácticas con el fin de adquirir un conocimiento acerca de los equipos que se utilizaran y hacer el uso adecuado de estos
20
Puntos: 0 Puntos: 10 Puntos: 20
PUNTOS TOTALES
90
15
ACTIVIDADES PARA EL TUTOR
METODOLOGIA
Actividades a desarrollar
1. Selección del sitio donde se desarrollará la práctica. 2. El tutor debe gestionar la reserva o convenio del laboratorio para el día programado
de la práctica. 3. Aseguramiento logístico para el desarrollo de la práctica: disponibilidad de
laboratorios, reactivos y materiales. 4. Seguimiento de la práctica: Su rol debe ser de orientador y facilitador en el desarrollo
de las actividades 5. Evaluación: El tutor realizará la evaluación de la práctica de acuerdo con la rúbrica
Productos a entregar
El tutor de prácticas deberá elaborar un informe sobre el desarrollo de las actividades del
componente práctico el cual debe ser entregado al director de curso, en el espacio
dispuesto en oldcontest. Dicho informe estará compuesto por los siguientes formatos
diligenciados:
16
Formato 1: Datos generales de la práctica
CONTROL Y SEGUIMIENTO AL DESARROLLO
DEL COMPONENTE PRÁCTICO
Nombre del tutor
Correo del tutor
Contacto del tutor Teléfono fijo y teléfono celular
CEAD al cual
pertenece el tutor
Curso
Fecha de
realización Día:_____ Mes: _______________ Año:_________
Lugar donde se
desarrolló la
práctica
Temas abordados
en la práctica
Materiales y
equipos
empleados en la
práctica
Observaciones
Costo aproximado
Transporte: ________________________________________
Materiales y equipos: ________________________________
17
Formato 2: registro de asistencia de los estudiantes a las actividades prácticas
REGISTRO DE ASISTENCIA DE ESTUDIANTES
A LAS ACTIVIDADES PRÁCTICAS
No NOMBRES APELLIDOS CODIGO FIRMA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Datos del tutor
Nombre: _________________________________________
Cédula: ____________ Firma: ________________________
Correo:
___________________________________________
Teléfono fijo: _____________ Celular: __________________
Anexos Evidencias del desarrollo de la práctica (Fotografías)
18
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Ambiente
358081 – Balance másico y energético de problemas ambientales Formato 3: Reporte de calificaciones obtenidas por los estudiantes
REPORTE DE CALIFICACIONES
Curso: __________________________________________ Código:_________________________________________ Título de la práctica: _____________________________ ________________________________________________
CEAD: ________________________________________ Fecha: ________________________________________ Tutor: _________________________________________ Firma: __________________ Cédula: ________________
No
Puntaje del Ítem de la rúbrica de evaluación obtenido
Justificación de la calificación
otorgada al trabajo
Nombres Apellidos Código
Puntualidad y
permanencia
en la práctica
(20 Puntos)
Pre-Informe
(30 Puntos)
Ejecuta
actividades
exclusivas de la
práctica
(20 Puntos)
Manejo adecuado
de los equipos
(20 Puntos)
Total
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Top Related