UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES ESCUELA DE QUÍMICA CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL GUÍA DE ELABORACIÓN DE REPORTES LARGOS

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES ESCUELA DE QUÍMICA CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL GUÍA DE ELABORACIÓN DE REPORTES LARGOS Elaborado por: Lic. Karina Delgado, Lic. Karla Ramírez, M.Sc. Marianelly Esquivel PORTADA EXPERIMENTOS CUALITATIVOS UNIVERSIDAD NACIONAL Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Cátedra de Química General Laboratorio de Química General I Número de reporte Nombre de la Práctica Estudiante Grupo Profesor (a) Fecha de entrega RESUMEN Ciclo, año Consiste en redactar en pasado e impersonal una breve explicación del experimento en cuestión. Se incluyen los objetivos de la práctica, pero no se deben plantear de manera puntual, sino que se redactan dentro del cuerpo del resumen. Se hace referencia de los resultados más relevantes por ejemplo precipitados característicos, color de llamas, propiedades físicas, entre otras. El manejo apropiado del quemador Bunsen formó parte indispensable dentro de la primera sesión de laboratorio, conociendo sus partes y aprendiendo a encender y apagarlo correctamente; de esta forma se tiene conocimiento de los peligros a los que se está expuesto al manipular este equipo. Además se pudieron verificar las diferencias entre la combustión completa e incompleta dependiendo de la cantidad de oxígeno presente, generando distintos colores de la llama y los productos en cada tipo de combustión. Las técnicas de separación como filtración, decantación, centrifugación y evaporación se aplicaron a diferentes tipos de mezclas ya sean homogénea o heterogénea, esta última separada especialmente por la técnica de evaporación. 1

2 INTRODUCCIÓN Se plantean las bases teóricas (conceptos, reacciones, fórmulas) necesarias para entender con éxito la práctica realizada y poder realizar un análisis acertado de los resultados. El quemador Bunsen es parte de las fuentes de calor con las que cuenta el laboratorio. El proceso de combustión se lleva a cabo gracias a la presencia de un hidrocarburo (propano o butano) con la presencia de oxígeno (1). La cantidad de oxígeno produce una variación en el tipo de combustión que se obtenga, tal es el caso de la combustión incompleta que se caracteriza por una llama amarilla, menos energética y productora de más contaminantes, que se representa con las siguientes reacciones: 2C 4 H 10(g) + 9O CO (g) + 10H 2 O (ecuación 1) 2C 4 H 10(g) + 5O C (s) + 10H 2 O (ecuación 2) Por otra parte, la combustión completa la cuál contiene una llama azul, más energética y sin producción de contaminantes, que se representa con la siguiente reacción: 2C 4 H 10(g) + 13O CO 2(g) + 10H 2 O (ecuación 3) NOTA: El número entre paréntesis corresponde al número de la referencia bibliográfica que se puede encontrar en el reporte al final en el apartado denominado: BIBLIOGRAFÍA. METODOLOGÍA La metodología consiste en citar brevemente el método de análisis empleado así como hacer la referencia bibliográfica del libro o manual tomado para dicho efecto, además si se realiza una modificación, ésta debe ser indicada. Consiste en encender correctamente el quemador Bunsen con la combustión completa e incompleta, posteriormente colocar una cápsula de porcelana sobre la llama con ambos tipos de combustión y finalmente un palito de fósforos sobre la cabeza del quemador. Las técnicas de separación de mezclas se aplican para la separación de los productos de una reacción y posteriormente separar una mezcla de agua de mar denominada mezcla ABC. Se siguió la metodología correspondiente a la práctica N 2: Manejo del equipo básico de laboratorio Parte I, que se encuentra en el Manual de Laboratorio de Química General I. RESULTADOS En esta parte se ponen todas aquellas observaciones, resultados de ecuaciones, colores característicos, entre otros resultados sobre los análisis cualitativos. Los resultados deben ser presentados en cuadros indicado el número y título del cuadro o si es una figura debe tener un número de figura y correctamente titulada. 2

3 4 1 CAÑÓN 2 BASE 3 ENTRADAS DE AIRE 4 BOCA DEL CAÑÓN 5 ENTRADA DE GAS 6 LLAVE Figura 1. Quemador Bunsen con sus partes. DISCUSIÓN En la discusión se pretende que el estudiante analice los resultados obtenidos con el fin de dar explicación lógica de los datos, ya sean estos de tipo cualitativo (olor, color, estado físico, precipitados, color llamas, entre otros), además tiene que responder todas aquellas interrogantes, hipótesis o simplemente verificar un argumento. La redacción de dicha discusión debe realizarse en pasado y en forma impersonal. La sesión de laboratorio permitió conocer parte de las fuentes de calor con las que cuenta el laboratorio como es el Quemador Bunsen. Permitiendo observar la combustión completa e incompleta. Dichos tipos de combustión se diferencian por la presencia o ausencia de oxígeno, ya que la llama amarilla efectivamente es característica para procesos ausentes de oxígeno, es decir, solamente con la presencia del hidrocarburo que puede ser propano o butano. Por otra parte, se comprobó que la combustión completa es la que posee una llama azul, gracias a que al abrir las entradas de aire se permite el ingreso del oxígeno que mezclado con el hidrocarburo reaccionan según la ecuación planteada en la introducción para este proceso en la cual se observa la formación de dióxido de carbono que es inofensivo para la salud, además de la ventaja, con respecto a la combustión incompleta, de no formar carbono conocido comúnmente como hollín que se deposita en la cristalería o equipo de trabajo, como se comprobó con la cápsula de porcelana que quedó manchada de negro en la parte inferior después de la combustión incompleta. 3

4 Las zonas de la llama permiten justificar la forma en que se quemó el fósforo para cada tipo de combustión. En general, la llama tiene una zona fría que se encuentra en el centro a la salida del quemador y una zona caliente en el área superior y en los lados de la llama; lo que justifica que el palito de fósforos se quemara primero en los extremos y luego en la zona central. La llama de la combustión completa tiene otra ventaja que es ser más energética lo que justifica que el palito de fósforo se quemara más rápido con este tipo de combustión que con la combustión incompleta. CONCLUSIONES Consiste en el cierre del reporte. Las conclusiones se basan o escriben como respuesta a los objetivos planteados al inicio de la práctica de laboratorio. La regla es discuto lo que hice y obtuve, concluyo lo que discutí, pueden verse como un resumen sumamente corto de la discusión. Mínimo 3 ideas en una oración. Sólo se concluye lo que se probó, discutió y analizó. La combustión completa produce una llama color azul, más energética y menos productora de contaminantes. La combustión incompleta produce una llama amarilla, menos energética y productora de monóxido de carbono y carbono, perjudiciales para la salud y para los equipos. Las llamas de los distintos tipos de combustión tienen diferentes zonas. Existe un orden correcto para encender y apagar un quemador con el fin de evitar accidentes. La centrífuga es un equipo que permite la separación de mezclas heterogéneas a partir de la acción de la fuerza centrífuga. El uso de un tubo de ensayo gemelo es indispensable como parte del uso correcto de la centrífuga. El nitrato de plomo se combina con el ácido clorhídrico formando un precipitado blanco llamado cloruro de plomo II y un líquido denominado ácido nítrico. Las técnicas de separación se aplican de acuerdo al tipo de mezclaron la que se este trabajando. La técnica de decantación y filtración son técnicas que deben ir juntas para una buena técnica de laboratorio. BIBLIOGRAFÍA 1. Vargas, X., et. al., (2005). MANUAL DE LABORATORIO QUÍMICA GENERAL I, Experimento Nº1 Manejo del equipo básico de laboratorio, parte I., Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica, págs: Chang, R., (2004). QUÍMICA GENERAL, Editorial McGraw Hill, 5ª Edición, México, págs: APÉNDICE Se trata de todo aquello que no tiene cabida o un apartado específico en el cuerpo del reporte. Un ejemplo podría ser dibujos, diagramas, gráficos o cualquier documentación extra que pudiera ser anexada. Los números de cuadros y figura empiezan con una numeración nueva, ya que esta separada de la parte principal del reporte. 4

5 Figura 1. Zonas de la llama del quemador para un combustión completa. Figura 2. Fósforo después de haberse colocado sobre la boca del quemador, en donde se observa la forma en la que se quemó de acuerdo a las zonas de las llamas. 5

6 UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES ESCUELA DE QUÍMICA CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL GUÍA DE ELABORACIÓN DE REPORTES LARGOS Elaborado por: Lic. Karina Delgado, Lic. Karla Ramírez, M.Sc. Marianelly Esquivel PORTADA EXPERIMENTOS CUANTITATIVOS UNIVERSIDAD NACIONAL Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Cátedra de Química General Laboratorio de Química General I Número de reporte Nombre de la Práctica Estudiante Grupo Profesor (a) Fecha de entrega RESUMEN Ciclo, año Consiste en redactar en pasado e impersonal una breve explicación del experimento en cuestión. Se incluyen los objetivos de la práctica, pero no se deben plantear de manera puntual, sino que se redactan dentro del cuerpo del resumen. Se hace referencia de los resultados más relevantes por ejemplo precipitados característicos, color de llamas, propiedades físicas, entre otras. En esta práctica se aprendió a manipular de forma correcta los instrumentos de medición de masa y volumen, los cuales serán utilizados para la determinación posterior de valores de densidad. Se obtuvo la densidad para diversos materiales, empleando para cada uno de estos una técnica determinada correspondiente al tipo de muestra: un sólido regular, un sólido irregular y un líquido. Se aplicaron los criterios de cifras significativas e incertidumbre de los instrumentos para el correcto reporte de los datos obtenidos en el laboratorio. A partir de los datos de densidad experimental obtenidos en el laboratorio se pudo determinar el grado de precisión al realizar las mediciones por triplicado, así como se determinó el porcentaje de error, indicativo del grado de exactitud de los valores, en comparación con los valores reportados en la bibliografía. 6

7 INTRODUCCIÓN Se plantean las bases teóricas (conceptos, reacciones, fórmulas) necesarias para entender con éxito la práctica realizada y poder realizar un análisis acertado de los resultados. La densidad se define como: la cantidad de masa contenida en una unidad de volumen, a una temperatura dada. La determinación experimental de la densidad de líquidos y sólidos, implica realizar independientemente dos tipos de mediciones para una sustancia, su masa y su volumen. (1) Dependiendo del tipo de material a analizar se utiliza una técnica diferente para determinar su valor de densidad. En el caso de sólidos regulares se determina la masa con una balanza y el volumen se determina por medio de una fórmula matemática dependiendo del tipo de forma que tenga. Para sólidos amorfos la masa se determina de igual forma con la balanza granataria y el volumen utilizando el principio de Arquímides que consiste en un desplazamiento de volumen similar al sólido introducido. Para los líquidos se determina un volumen exacto del líquido y a esta cantidad se le determina la masa por medio de una balanza granataria. En la literatura se reportan valores de densidad para cada tipo de material, ya que la densidad es una propiedad física específica para cada sustancia. (2) Cuadro 1. Densidades de materiales reportados en la literatura Material Densidad (g/cm 3 ) Aluminio 2,70 Cobre 8,92 Alcohol Etílico 0,789 Cuando se realizan mediciones de tipo cuantitativo se puede determinar la precisión y la exactitud de las mediciones realizadas. La precisión se basa en el rango de cercanía de los valores determinados, mientras que la exactitud se trata de la variación de los valores experimentales a partir de los valores teóricos, para este caso los valores de densidad reportados por la literatura para cada uno de los materiales analizados. La exactitud se analiza determinando el porcentaje de error a partir del valor teórico, se determina según se muestra a continuación: % error = valor teórico valor experimental x 100 valor teórico NOTA: El número entre paréntesis corresponde al número de la referencia bibliográfica que se puede encontrar en el reporte al final en el apartado denominado: BIBLIOGRAFÍA. METODOLOGÍA La metodología consiste en citar brevemente el método de análisis empleado así como hacer la referencia bibliográfica del libro o manual tomado para dicho efecto, además si se realiza una modificación, ésta debe ser indicada. Consiste en la determinación de densidades para diversos materiales. Sólido regular: se determina la masa en un balanza granataria, el volumen se determina por medio de la aplicación de fórmulas matemáticas. Sólido irregular: se determina la masa utilizando una balanza granataria y el volumen determinado el desplazamiento de líquido en una probeta antes y después de sumergir el sólido. Líquido: se determina el volumen del líquido en una probeta y luego se mide la masa del volumen determinado anteriormente. Se siguió la metodología correspondiente a la práctica N 2: Manejo del equipo básico de laboratorio Parte II, que se encuentra en el Manual de Laboratorio 7 de Química General I

8 RESULTADOS En esta parte se ponen todas aquellas observaciones sobre los análisis cualitativos y además todos los datos obtenidos de las mediciones con sus respectivas incertidumbres y expresados con el número correcto de cifras significativas. Los resultados deben ser presentados en cuadros indicado el número y título del cuadro. Cuadro 1. Determinación de la densidad de un sólido regular N ensayo Masa Volumen Densidad ( 0,05 ) g ( 0,05 ) cm 3 ( 0,05 g/cm 3 ) 1 2,60 1,00 2,60 2 2,60 1,00 2,60 3 2,60 1,00 2,60 Densidad promedio ( 0,05 g/cm 3 ) 2,60 Cuadro 2. Porcentaje de error en la determinación de la densidad de un sólido regular Valor verdadero Valor experimental % de error 2,70 2,60 1,96 Cuadro 3. Determinación de la densidad de un sólido amorfo N ensayo Masa Volumen Densidad Densidad promedio ( 0,05 ) g ( 0,05 ) ml ( 0,05 g/ml) ( 0,05 g/ml) 1 5,70 1,00 5,70 2 5,70 1,00 5,70 5,70 3 5,70 1,00 5,70 Cuadro 4. Porcentaje de error en la determinación de la densidad de un sólido amorfo Valor verdadero Valor experimental % de error 7,14 5,70 20,20 Cuadro 5. Determinación de la densidad de un líquido N ensayo Ensayo 1 Ensayo2 Masa beaker ( 0,05 ) g 114,10 114,10 Masa beaker + líquido ( 0,05 ) g 125,80 125,80 Masa líquido ( 0,05 ) g 11,70 11,70 Volumen del líquido ( 0,05 ml) 15,0 15,0 Densidad del líquido ( 0,05 g / ml) 0,78 0,78 Densidad promedio ( 0,05 g / ml) 0,78 Cuadro 6. Porcentaje de error en la determinación de la densidad de un líquido Valor verdadero Valor experimental % de error 0,79 0,78 1,14 8

9 DISCUSIÓN En la discusión se analiza dependiendo del tipo de resultados obtenidos, es decir los de tipo cualitativo y los de tipo cuantitativo. En este caso se trata de un experimento cuantitativo, en que se tienen una serie de valores determinados con instrumentos tales como la balanza, por lo cual el tipo de análisis que se realiza se basa en la precisión, la exactitud y las posibles fuentes de error que pudieron causar una desviación a partir del valor esperado, es decir el valor teórico. En la discusión no se incluyen conceptos teóricos, estos van en la introducción; tampoco se incluye el procedimiento del análisis realizado para esto es la metodología. Cuando se habla de resultados obtenidos en la discusión se hace referencia al valor final de una medición, en este caso al valor promedio de la densidad de un determinado material, se reporta con el número correcto de cifras significativas y su respectiva incertidumbre. CONCLUSIONES Consiste en el cierre del reporte. Las conclusiones se basan o escriben como respuesta a los objetivos planteados al inicio de la práctica de laboratorio. La regla es discuto lo que hice y obtuve, concluyo lo que discutí, pueden verse como un resumen sumamente corto de la discusión. Mínimo 3 ideas en una oración. Sólo se concluye lo que se probó, discutió y analizó. BIBLIOGRAFÍA 1. Vargas, X., et. al., (2005). MANUAL DE LABORATORIO QUÍMICA GENERAL I, Experimento Nº1 Manejo del equipo básico de laboratorio, parte I., Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica, págs: Chang, R., (2004). QUÍMICA GENERAL, Editorial McGraw Hill, 5ª Edición, México, págs: APÉNDICE Se trata de todo aquello que no tiene cabida o un apartado específico en el cuerpo del reporte. Un ejemplo podría ser dibujos, diagramas, gráficos o cualquier documentación extra que pudiera ser anexada. Los números de cuadros y figura empiezan con una numeración nueva, ya que está separada de la parte principal del reporte. En el reporte tipo cuantitativo, se debe anexar una muestra de los cálculos realizados para obtener los resultados reportados anteriormente. 9