TEXTO PARA ELABORAR EL INFORME DE LABORATORIO. Objetivo de la clase: Redactar un texto académico a partir de información disciplinar.

Transcripción

1 TEXTO PARA ELABORAR EL INFORME DE LABORATORIO Objetivo de la clase: Redactar un texto académico a partir de información disciplinar. I. Instrucciones: a) Lea el siguiente texto, que servirá de base para la elaboración de su Informe. b) A partir de la lectura, elabore su informe, considerando la estructura que se presenta en la matriz y la pauta de evaluación. 1. Dos citas textuales de acuerdo a las normas ISO. 2. Respeto de normas de redacción: coherencia, cohesión y estilo académico, uso correcto de ortografía literal, puntual y acentual. Elementos estructurales: Título adecuado: corresponde a la descripción específica y contextualizada de la experiencia de laboratorio realizada (no es el tema). Introducción: aspectos teóricos del tema. Incluye la contextualización, presentación, descripción y objetivos del experimento (debe utilizar como máximo una página). Objetivos: Enumere los objetivos, es decir, las metas que se quiere lograr al término del experimento que realizó en el laboratorio. Documéntese con guías, apuntes, la materia pasada en clases, textos e internet. Equipos y reactivos: Hacer una lista de los materiales (indicando su capacidad cuando corresponda) y los reactivos químicos usados en su experiencia, señalando su concentración o grado de pureza de los reactivos utilizados. Procedimiento experimental: Explicar en forma detallada y breve todos los pasos seguidos durante el experimento, no reescriba la guía. Puede utilizar diagrama de flujo, lo que va bosquejando en forma de cuadros y flechas. Resultados: Deberá mostrar los datos, separados de los resultados. Indicando las ecuaciones utilizadas si corresponde y los gráficos cuando sea necesario incluir un ejemplo de cálculo con sus respectivas unidades. Discusiones: Debe discutir respecto a los resultados obtenidos comparándolos con los que indica la teoría, planteando sus argumentos por los cuales obtuvo su resultado. Conclusiones: Exponga brevemente la conclusión, dando respuesta a los objetivos y sintetizando lo medular. Bibliografía: Se debe colocar toda la bibliografía consultada. La debe citar de la siguiente manera: nombre de los autores, nombre del texto utilizado, editorial, año, páginas utilizadas, país, cuidad. Si consultó más de un libro, debe colocar los autores en orden alfabético de apellidos. 1

2 Texto: DATOS: a) Logos b) Institución: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE c) Facultad: FACULTAD DE QUIMICA Y BIOLOGÍA d) Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA DE LOS MATERIALES e) Título: Determinación de Densidad de Líquidos y Sólidos f) Fecha de entrega: 18 de enero. Santiago, DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO Se desarrolló y validó el método cuantificador de densidad de sustancias mediante métodos gravimétricos y volumétricos, operando con magnitudes experimentales. Se comparó con valores teóricos calculando así errores experimentales, los cuales serán analizados más adelante. El análisis de valores obtenidos con los teóricos nos da una explicación concisa de los errores experimentales. La densidad es una medida que expresa cuánta materia se encuentra comprimida en un espacio determinado, es la cantidad de masa por unidad de volumen. También es una propiedad de la materia que permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia ayudando a identificarla. 2

3 El principio de Arquímedes plantea que todo cuerpo sumergido total o parcialmente, experimenta una fuerza de empuje vertical ascendente igual en magnitud al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo. Con dicho método se calculó la densidad de un bolón de vidrio de masa 18,59 gramos, la que resultó ser de 2,656 ( gr ) y por el método geométrico se obtuvo un valor muy cercano. ml El densímetro es la forma más rápida y práctica para obtener la densidad de un líquido, ya que solo bastó tener una probeta con 250 mililitros de agua e introducir en ella el instrumento, obteniendo que la densidad de 0,998 ( gr ), con un error del 0,095% respecto al valor teórico. Con el picnómetro fue un proceso más largo, debido a que es un instrumento que emplea mayor precisión, por lo que se debe trabajar con más exactitud al momento de realizar las mediciones, pero aun así es muy sencillo, rápido y eficaz. Las densidades teóricas con las experimentales resultaron ser muy similares, lo que nos dice que los métodos son bastante eficaces para calcular densidades si se realizan con precaución y precisión. Esto queda demostrado al ver los pequeños márgenes de errores en los cálculos. ml 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivos Generales: Cuantificar la densidad de una sustancia medidas por métodos gravimétricos y volumétricos. Operar con magnitudes experimentales considerando incertezas de medición. 3. MARCO TEÓRICO La densidad se define como la masa de un objeto dividida entre su volumen, es una propiedad intensiva (Chang, 2010 pág. 15). Según el autor usualmente la densidad depende de la temperatura (Chang, 2010 pág. 18), esto debido a la dilatación que sufren los cuerpos. Su valor es característico de la sustancia y ayuda a identificarla. El término es aplicable a mezclas y sustancias puras y a la materia en el estado sólido, líquido, gaseoso o de plasma. Las unidades de medida de la densidad son 3

4 gramos/mililitros para líquidos y sólidos, mientras que para gases se expresa en gramos/litros. Su fórmula se define como sigue d = m v Para determinar la densidad de un líquido se utiliza: Un densímetro, que es un cilindro de vidrio hueco, herméticamente cerrado, en su parte interior contiene municiones que sirven de lastre, de modo que, al sumergirlo en el líquido, cuya densidad se desea determinar, se hunde hasta cierto nivel. Un picnómetro. Consiste en un frasco pequeño cuya capacidad es muy exacta; posee una tapa esmerilada con un capilar que permite que salga el exceso de líquido. En sólidos, la densidad se determina por: Desplazamiento de volumen (Principio de Arquímedes): Consiste en masar una muestra e introducirla en una probeta con un volumen conocido del líquido que se va a desplazar. V s = V f V 0 V s = volumen de solido, V 0 = volumen inicial del líquido y V f = volumen final del líquido. Método geométrico: En sólidos esféricos, se mide su diámetro para luego medir su densidad. 4. EQUIPOS Y REACTIVOS 4.1. Equipos: Balanza analítica Bureta Vaso precipitado Picnómetro de 10 ml Probeta de 250 ml Densímetro Vidrio de reloj Bolón de vidrio Pie de metro 4

5 4.2. Reactivos: Agua destilada 100% pura 5. DESARROLLO EXPERIMENTAL O PROCEDIMIENTOS (Diagrama de flujo) Determinación de la densidad de un líquido Actividad 1 Actividad 2 Actividad 3 Determinar la masa de un vaso precipitado limpio y seco Llenar bureta con 60 ml de agua destilada, procurando que no queden burbujas Vaciar 10 ml en un vaso precipitado, masar nuevamente Masar un picnómetro de 10,00 ml con su tapa limpio y seco Enrasar con agua destilada, taparlo y masar de nuevo limpio y seco Determinar la densidad En una probeta de 250 ml añadir agua e introducir el densímetro con escala adecuada Observar y anotar la densidad mostrada en el densímetro Ahora se repite paso anterior, en otros vasos, pero se añade 20 y 30 ml respectivamente. Calcular el valor promedio de densidad de agua (d prom ), comparándolo con el valor tabulado 5

6 Determinación de la densidad de un sólido Actividad 4: Mediante el principio de Arquímedes Actividad 5: Mediante el método geométrico Masar un vidrio de reloj Poner sobre el vidrio de reloj un bolón de vidrio y masar nuevamente Medir diámetro del bolón usando un pie de metro Calcular densidad, considerando bolón como esfera regular En una probeta de 50 ml agregar 25 ml de agua destilada (V o ) Agregar el bolón de vidrio en la probeta, eliminando posibles burbujas. Anotar nuevo volumen (V f ) Calcular la densidad del bolón de vidrio 6

7 6. RESULTADOS En cada una de las actividades se calculó la densidad con la siguiente fórmula: d = m v (Ec. 6.1) Para calcular el error en cada una de las densidades, se utiliza la Ec. 6.2: %Error = Valor experimental Valor teórico x100 Valor teórico (Ec. 6.2) Sabiendo que el valor teórico del agua a 25 C es: 0, ( gr ml ). 6.1 Actividad 1 Vaso precipitado Volumen (ml) Vaso 1 10 Vaso 2 20 Vaso 3 30 Tabla 6.1: Datos de los volúmenes iniciales de agua en los vasos precipitados. Se masaron cada uno de los vasos precipitados solos y luego con sus respectivos volúmenes de agua, obteniendo: Vaso precipitado (VP) Masa VP Masa con agua (gr) (gr) Densidad (gr/ml) % Error Vaso 1 34,87 44,76 0,989 0,807 Vaso 2 32,44 52,41 0,999 0,146 Vaso 3 58,1 87,94 0,995 0,239 d prom = 0,994 0,300 Tabla 6.2: Resultados de las masas y la densidad del agua en cada uno con sus respectivos errores. Cabe mencionar que la densidad del agua en cada vaso se calcula como, por ejemplo: d = Masa con agua (gr) Masa Vaso 1(gr) 10,00 (ml) = 44,76 (gr) 34,87 (gr) 10,00 (ml) = 0,989 ( gr ml ) 7

8 6.2 Actividad 2 Volumen Picnómetro (ml) 10,00 Tabla 6.3: Volumen del picnómetro utilizado en esta actividad. Masa Masa picnómetro (gr) PICNOMETRO con agua (gr) Densidad (gr/ml) % Error 13,02 23,31 1,029 3,205 Tabla 6.4: Resultados de las masas obtenidas y la densidad del agua con % Error 6.3 Actividad Actividad 4 Masa vidrio de reloj (gr) Densidad (gr/ml) % Error 0,998 0,095 Tabla 6.5: Densidad obtenida del densímetro. Volumen inicial, V o (ml) 25 Tabla 6.6: Dato del volumen inicial en la probeta. Masa VIDRIO DE RELOJ con bolón (gr) Volumen final, V f (ml) Volumen DESPLAZADO POR EL BOLON del sólido, V s (ml) Densidad (gr/ml) 7,62 26, ,656 Tabla 6.7: Resultados de las masas, el volumen después de ingresar el bolón a la probeta y de la densidad del sólido. 6.5 Actividad 5 El volumen del sólido (V s ), se obtiene: V s = V f V o = = 7 (ml) Masa bolón (gr) Diámetro bolón (cm) Volumen bolón (ml) Densidad (gr/ml) 18,59 2,4 7,238 2,568 Tabla 6.8: Resultados de la masa del bolón, del diámetro del bolón, volumen del bolón y su densidad. 8

9 d = La densidad en este caso se calcula como sigue: Masa bolón (gr) 18,59 (gr) 18,59 (gr) = = Volumen bolón (ml) πr3 (ml) 4 3 π (2,4 2 ) (ml) = 18,59 (gr) gr = 2,568 7,238 (ml) ml 7. DISCUSIONES Hubo manejo incorrecto de algunos instrumentos o irregularidades, por ejemplo: el mal secado de los vasos precipitados y no observar de manera correcta los meniscos en la bureta. Densidades cercanas al valor teórico de densidad del agua a temperatura ambiente. Caso con error experimental relativamente alto (actividad 2): 3%. Actividad 1: densidad promedio cercana a la teórica (Ver Tabla 6.2) Se puede destacar que el mejor método para obtener la densidad de un líquido es usando un densímetro (actividad 3). Porcentaje de error: 0,095 % (Tabla 6.5). Determinación de la densidad del bolón: se logró una correcta medición de su densidad (actividad 4 y actividad 5 son semejantes): 2,656 y 2,568 ( gr ml ) respectivamente). 8. BIBLIOGRAFÍA 1. Autor(es): Andrea Valdebenito, Gladys Ribot, Carlos Canales, Francisco Urbina, Francisco Herrera, Edmundo Ríos y Hernán Soto Año: 2015 Título: Manual de Tecnología de Laboratorio Editorial: Universidad de Santiago de Chile Edición: - Ciudad: Santiago 2. Autor(es): Raymond Chang Año: 2010 Título: Química Editorial: Mc Graw Hill Edición: Décima Edición 9