UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ INSTITUTO DE CIENCIAS BIOMÉDICAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICO-BIOLÓGICAS PROGRAMA DE BIOLOGÍA

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ INSTITUTO DE CIENCIAS BIOMÉDICAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICO-BIOLÓGICAS PROGRAMA DE BIOLOGÍA MANUAL DE PRÁCTICAS QUÍMICA GENERAL

2 MANUAL DE PRÁCTICAS DE QUÍMICA GENERAL COMPILADORES: Principal: M en SP MARTHA PATRICIA OLIVAS SANCHEZ Ing. Quim. GUILLERMO BARRAZA Ciudad Juárez, Chihuahua Universidad Autónoma de Ciudad Juárez 2009 p. 129

3 M. en C. Emilio Clarke Crespo Coordinador de la Academia de Biología D. Ph. Antonio de la Mora Covarrubias Coordinador del Programa de Biología Dr. Alejandro Martínez Martínez Jefe del Departamento de Ciencias Químico-Biológicas M.C. Hugo Staines Orozco Director del Instituto de Ciencias Biomédicas Aprobado por la Academia de Biología, 2011

4 INDICE PRACTICA 1. MATERIAL DE LABORATORIO 1 PRACTICA 2. MANEJO DEL MATERIAL VOLUMÉTRICO DE VIDRIO 12 PRACTICA 3. SEPARACION DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA 21 PRACTICA 4. DENSIDAD 24 PRACTICA 5. TÉCNICAS DE FILTRACIÓN 34 PRACTICA 6. MANEJO DEL MECHERO DE BUNSEN 42 PRACTICA 7. OXIDOS E HIDROXIDOS 48 PRACTICA 8. REACCIONES QUÍMICAS 52 PRACTICA 9. PREPARACIÓN DE SOLUCIONES 59 PRACTICA 10. ESTEQUIOMETRIA. LEY DE LA CONSERVACION DE LA MATERIA 71 PRACTICA 11. CONCENTRACION DE SOLUCIONES 73 PRACTICA 12. SOLUCIONES ACUOSAS 75 PRACTICA 13. LA CORRIENTE COMO INDICADOR DE UNA NEUTRALIZACION 78 PRACTICA 14. DIFERENCIA ENTRE MOLARIDAD Y MOLALIDAD 81 PRACTICA 15. ENLACES QUIMICOS 85 PRACTICA 16. REACTIVO LIMITANTE 91 PRACTICA 17 COSTO DE PRODUCCION DE MATERIAS PRIMAS EN BASE AL PROCENTAJE DE REMDIMIENTO 97 PRACTICA 18 EJERCICIOS DE SINTESIS PARA ESTIQUIOMETRIA 107 PRACTICA 19 IDENTIFICACIÓN DE COMPUESTOS 111 PRACTICA 20 SIMBOLOS DE RIESGO O PELIGROSIDAD, REACCIONES QUIMICAS Y UTILIDAD DEL PAPEL TORNASOL 116

5 PRACTICA 1 MATERIAL DE LABORATORIO OBJETIVOS 1.- El alumno se familiarizará con el material de uso común en un laboratorio de química general y conocerá las medidas de seguridad general, servicios, almacenamiento de reactivos e higiene. 2.- El alumno conocerá las medidas de seguridad e higiene a considerar (laboratorio y personal) durante todo trabajo de laboratorio. INTRODUCCION La realización de prácticas de laboratorio requiere la utilización de diversos materiales. Estos materiales se clasifican en cuatro grandes grupos: Material de vidrio, Equipo, Reactivos y Misceláneos. 1.- Material de vidrio: La utilidad del material de vidrio en un laboratorio incluye: Medición de volúmenes líquidos (por ej. con probetas, pipetas) Dosificación de líquidos, cualitativa (por ej. con pizetas) o cuantitativa (por ej. con buretas). Funcionar como contenedores en los cuales se efectúen reacciones (por ej. en matraces Erlenmeyer, vasos de precipitados); Preparación de soluciones cuya concentración se requiere conocer con exactitud (por ej. con matraces volumétricos, pipetas volumétricas); Facilitar operaciones de laboratorio (como agitación con varillas de vidrio, calentamiento en cápsulas de porcelana o crisoles). El material de vidrio que es utilizado para la medición de volúmenes puede ser volumétrico (calibrado para medir un solo volumen) o serológico (calibrado para 1

6 medir varios volúmenes). Aunque ambos materiales se encuentran calibrados, el material volumétrico tiene un menor porcentaje de error. El material serológico tiene varias marcas que indican diferentes subdivisiones, las cuales corresponden a los volúmenes de líquido que pueden ser medidos. 2.- Equipo: Consiste en aparatos eléctricos (digitales o de aguja) y no eléctricos que facilitan la medición de diferentes propiedades físicas-químicas de una sustancia. Ejemplos de equipo de laboratorio son: balanza analítica, balanza granataria, mel temp, espectrofotómetro y densitómetro. Así mismo, el equipo de laboratorio permite facilitar o acelerar etapas requeridas para que se efectúe una reacción. Ejemplos de estos equipos son la mufla, estufa, incubadora, parrilla de agitación/calentamiento, baño de agua, campana de extracción, etc. 3.- Reactivos: Las sustancias químicas (reactivos) que se encuentran almacenadas en un laboratorio incluyen sustancias de tipo orgánico e inorgánico, y su diversidad y cantidad dependen del tipo de laboratorio así como de las actividades que en él se vayan a realizar. Los reactivos más comunes en un laboratorio de química inorgánica son agua destilada, ácidos inorgánicos (HCl, HNO3, H2SO4), bases (NaOH, NaHCO3, Na2CO3), y sales minerales (Na2SO4, NaCl, KCl). 4.- Misceláneos: Corresponde al material que no cae dentro de algunos de los grupos antes mencionados. Sus usos son diversos, y algunos misceláneos son desechables. Ejemplos de misceláneos son: papel filtro, soporte universal, pinzas para soporte universal, pinzas para bureta, guantes. cepillos, propipetas y papel para pesar. Medidas de seguridad e higiene. Comprenden acciones preventivas y correctivas de posibles accidentes en el laboratorio. Para esto se consideran aspectos personales y del laboratorio. Seguridad personal 2

7 Lea las etiquetas de los reactivos químicos antes de tomar una sustancia de su contenedor. Nunca pruebe nada. Nunca huela directamente los vapores generados por una fuente; en su lugar, acarree una pequeña muestra de vapor hacia su nariz. Reacciones que involucre irritación de piel, peligro u olores no placenteros, deberán ser realizados dentro de una campana de extracción. Sólo deben realizarse experimentos autorizados en el laboratorio. Limpie inmediatamente cualquier sustancia que se derrame: Disponga todas las sustancias sólidas solubles o las soluciones en el resumidero. Todas las demás sustancias, así como el papel y cerillos, dispóngalos en contenedores de residuos que han sido especificados por su profesor de laboratorio. Neutralice ácidos o bases que han sido derramados: ACIDO SOBRE ROPA: Solución diluida de NH4OH o Na2CO3. BASE SOBRE ROPA: Acido acético diluido; posteriormente NH4OH diluido y agua. ACIDO O BASE SOBRE EL AREA DE TRABAJO: NaHCO3 posteriormente agua. Siempre utilice ácidos diluidos y bases diluidas, a menos que se indique lo contrario. Para diluir ácidos y bases, vierta el reactivo concentrado hacia el agua por las paredes del recipiente y/o auxiliado por una varilla. Evite frotar sus ojos cuando sus manos estén contaminadas con sustancias químicas. 3

8 El instructor debe ser notificado inmediatamente en caso de un accidente. Trate de evitar accidentes en el laboratorio: Siempre incline el tubo de ensaye en el cual se encuentre un líquido que se esté calentando, y en una dirección contraria a su persona y la de sus compañeros de trabajo. Nunca se sitúe cerca de aparatos en los cuales se esté calentando algo. Nunca caliente materiales de vidrio que se encuentren quebrados. Después de apagar su mechero, asegúrese que la llave de gas esté cerrada. Para insertar un tapón en un tubo de vidrio, primero lubrique el tubo y humedezca el tapón (a menos que tal operación afecten su experimento); sostenga el tubo con un trozo de tela en la parte próxima por donde va a ser insertada, e inserte con un movimiento giratorio. No caliente material de vidrio de pared gruesa (como matraces volumétricos, probetas, botellas) ya que se quiebran fácilmente. Los tubos de ensaye pueden quebrarse si son calentados sobre el nivel del líquido, y el líquido es posteriormente vertido mientras continúan calientes las paredes del tubo. Las cápsulas de porcelana y crisoles pueden ser calentados al rojo vivo. Evite calentar con el mechero cualquier tubo de ensaye demasiado rápido. Aplique la flama en forma intermitente. MATERIALES Y REACTIVOS. 4

9 Diferentes tipos de materiales de laboratorio, dispuestos sobre las mesas de trabajo. METODOLOGIA En base a las consideraciones teóricas presentadas previamente: 1.- Realice una clasificación del material dispuesto en su mesa de trabajo. Su clasificación debe contener la siguiente información: a.- Nombre y dibujo del material b.- grupo de clasificación c.- uso en el laboratorio Además verifique que en el laboratorio se cumplan los mínimos requerimientos de seguridad. Tome como guía la siguiente lista de verificación: Se encuentra en condiciones adecuadas de limpieza. No existen defectos estructurales en pisos. No existen defectos estructurales en escaleras No existen defectos estructurales en paredes. No existen defectos estructurales en techos. Las aberturas del suelo se encuentran protegidas por barandillas. Hay suficiente espacio para realizar con seguridad todas las operaciones. Las mesas, inmobiliario y accesorios se encuentran en buen estado. Las mesas que contiene solventes y sustancias corrosivas son resistentes Existe un lavabo para el laboratorio. 5

10 La construcción y mantenimiento es tal que impide la presencia de roedores y artrópodos. Se cuenta con cuartos y/o estantería para el almacenamiento de materiales y reactivos. Organización del manejo y disposición de basura infecciosa y no infecciosa. Se cuenta con servicio de agua potable. Se cuenta con servicio de gas Se cuenta con servicio de electricidad Existe una temperatura agradable en el laboratorio. Existe ventilación apropiada. Existe buena iluminación Se cuenta con extinguidores. Se cuenta con salidas de emergencia señaladas e iluminadas. CONOCIMIENTO Y MANEJO DEL MATERIAL DE LABORATORIO MATERIAL DE VIDRIO 1.-Tubos de ensayo. Se usan para realizar reacciones químicas en pequeñas cantidades. Los tubos de vidrio pyrex pueden calentarse y los hay de diferentes tamaños. 2.- Vasos de precipitados: Se usan en general para contener líquidos y específicamente para formar precipitados. Los hay en diferentes capacidades y algunos tienen graduación. 3.- Vidrio de reloj: se usa para cristalizar en pequeñas cantidades y tapar vasos. Los hay de diferentes diámetros. 6

11 4.- Matraces: Se emplean para contener, calentar o evaporar sustancias líquidas; debido a su forma, los líquidos llegan más pronto a la ebullición. Los hay de diferentes tipos. 5.- Matraz de destilación: Consta de una base esférica que permite un pronto calentamiento de las sustancias además tiene un brazo que permite la salida de vapores y su conexión con el refrigerante. 6.- Matraz Erlenmeyer: Su base es circular y disminuye hacia arriba hasta una boca angosta, permite un calentamiento rápido. 7.- Matraz Kitazato: Su forma es similar al Erlenmeyer solo que tiene una salida lateral en la parte superior, que le permite conectar a una bomba de vacío, se utiliza para provocar un filtro rápido en sustancias cuyo precipitado es muy compacto. 8.- Matraz balón de fondo plano: su forma esférica permite un calentamiento excelente y su base permite asentarlo. 9.- Matraz aforado: Consta de una base en forma de pera, plana en la parte inferior y un cuello largo en el que se encuentra una marca de aforo en forma de anillo, su función es la de medir exactamente una cantidad determinada Pipetas: se utilizan para medir volúmenes con gran exactitud. Las hay volumétricas y graduadas: en las primeras se mide el volumen definido que marca la pipeta; en las segundas se puede medir el volumen total, que marca la pipeta o fracciones de ésta Probetas: Están graduadas y se utilizan para medir volúmenes de líquidos. Las hay de diferentes capacidades Embudos: Se usan para separar sólidos de líquidos, utilizando un medio filtrante. Los hay de tallo largo para filtración rápida y de tallo corto para filtración lenta, se encuentran en diferentes diámetros. 7

12 13.- Embudo de separación: se utiliza para separar mezclas de líquidos inmiscibles o adicionar líquidos de manera semicontrolada. Los hay de diferentes formas y tamaños Buretas: Se usan para medir con precisión volúmenes de líquidos, por lo que se utilizan en análisis cuantitativo y en la valoración de soluciones Cristalizador: Se utiliza para preparar cristales por medio de la evaporación a temperatura ambiente, de soluciones saturadas o sobre saturadas Frasco gotero: Se usa para almacenar líquidos que se adicionan en cantidades pequeñas. Los hay de diferentes capacidades y normalmente son de color ámbar Frasco reactivo: Se usa para almacenar líquidos. Los hay cristalinos o ámbar de diferentes tamaños de tapón esmerilado o con rosca y de boca ancha o angosta Tubo de seguridad: Se utiliza para adicionar líquido a matraces cuando se realiza alguna reacción que implique un riesgo Agitador: Se usa para agitar sustancias Refrigerante: Se usa para condensar vapores. Los hay rectos o de rosario o serpentín en diferentes tamaños Termómetro: Se usa para medir la temperatura Lámpara de alcohol: Se utiliza para calentar lentamente, aunque proporciona una llama intensa Pinzas: Normalmente se utiliza para sujetar material o llevarlo a diferentes operaciones que entre otras o pueden se calentamiento Pinza de Hoffman: Consta de un cuerpo de dos barras de acero que mediante un tornillo permite sujetar mangueras de hule látex. 8

13 25.- Pinza para crisol: Consta de un cuerpo similar a unas tijeras, termina en punta curva que sirve para sujetar a gran temperatura Pinza para bureta: Consta de una nuez con tornilllo para sujeción a una varilla para soporte y uno o dos dispositivos para sujetar buretas Pinzas para tubo de ensayo: Son de alambre de acero y termina en forma cilíndrica para sujetar tubos de ensaye Pinzas de tres dedos: Consta de un tubo que se sujeta en una nuez y termina en tres dedos de sujeción manejados mediante tornillo Nuez de doble sujeción: Está formada de hierro, consta de dos espacios, uno par sujetar a una varilla y otro a una pinza u otro material, se logra por el manejo de tornillos. 30.-Soporte universal: Se utiliza para fijar a la altura que se desee, pinzas y anillos, Además sirve para detener los diferentes aparatos Tripié: Se utiliza como base del material que deba ser calentado Mechero: Se usa para calentar sustancias. El más común es el de Bunsen, pero existe el de Fisher para alcanzar temperaturas más altas Rejilla de asbesto: Se usa para homogeneizar el calentamiento y evitar que el fuego llegue directamente al material Anillo de hierro: Se acopla al soporte universal; también se utiliza como base para materiales de laboratorio Espátula: Se usa en el laboratorio para manipular sólidos Cucharilla de combustión: Se usa para sacar pequeñas cantidades de muestras de metales o quemar azufre; se puede introducir fácilmente en matraces y otros recipientes Baño maría: Se utiliza para calentar en forma indirecta, dado que contiene agua en la cual se sumerge otro recipiente. 9

14 38.- Gradilla: Generalmente son de madera, aunque puede haber metálicas, se utilizan para colocar tubos de ensaye cuando no se están manipulando Cápsula: Por su facilidad para calentarse a fuego directo, se utiliza para evaporar líquidos. Las hay de diferentes diámetros Crisol: Se usa para calentar sustancias hasta calcinarlas porque pueden soportar altas temperaturas Mortero: Sirve para triturar sustancias Triángulo de porcelana: Se usa como auxiliar para colocar crisoles en el soporte y calentar directamente Embudo de Buchner: Con medio filtrante, se utiliza para filtración al vacío Pizeta: Se usa para contener agua destilada, la cual puede emplearse para lavar precipitados. Así mismo sirve para diluir o disolver pequeñas cantidades de ustancias Tapones: Se utilizan en operaciones o procesos en los que se producen gases. Se usan para tapar embudos de seguridad, sostener termómetros, tubería, etc Tubería de hule: Se usa para conectar aparatos o equipos. Sirve como conductor de líquidos o gases Balanzas: Pueden ser granatarias o analíticas Balanza granataria: Sirve para pesar cantidades grandes de sustancias Balanza analítica: Sirve para pesar pequeñas cantidades, del orden de miligramos Centrífuga: Aparato que se utiliza en las separaciones de sustancias generalmente sólidas, finamente divididas o en estado coloidal. 10

15 REPORTE DE LABORATORIO. Su reporte debe presentar: número de la práctica, título, objetivos, introducción, material, procedimiento, evaluación del aprendizaje, bibliografía. CUESTIONARIO 1.- Presente sus resultados de clasificación de material de laboratorio. 2.- Por qué razón los derrames de sustancias ácidas o básicas (tanto sobre ropa, como en el área de trabajo) se neutralizan con soluciones diluidas y no concentradas, se sustancias contrarias de ph? 3.- Menciones la razón por la cual la dilución de ácidos y bases se efectúa vertiendo el reactivo concentrado en el agua, por las paredes del recipiente y/o auxiliado por una varilla, y no el agua sobre el reactivo concentrado. 4.- Explique por qué no calentar materiales de vidrio que se encuentren quebrados. 5.- Por qué razón los tubos de ensaye pueden quebrarse si son calentados sobre el nivel de líquido, y el líquido es posteriormente vertido mientras continúan calientes las paredes del tubo? 6.- Cuando se utiliza la flama de un mechero como medio de calentamiento de una solución contenida en un tubo de ensaye, se recomienda efectuar el calentamiento de forma intermitente, NUNCA RAPIDA; Por qué? 7.- En base a la lista de verificación de seguridad en el laboratorio, concluya respecto al grado de seguridad/inseguridad del mismo. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. Fundamentals of Laboratory Safety. Physical Hazards in y\the Academic Laboratory. 11

16 PRACTICA 2 MANEJO DEL MATERIAL VOLUMÉTRICO DE VIDRIO INTRODUCCION: Muchas propiedades de la materia son cuantitativas, esto es, están asociadas con cifras. Cuando una cifra representa una cantidad medida, las unidades de esta cantidad deben estar especificadas. Otro aspecto importante en el uso de material de vidrio es saber cual de ellos es el indicado para ser utilizado de acuerdo a la capacidad deseada para así tener mejores resultados al llevar a cabo una práctica. PRERREQUISITOS 1.-Describa la diferencia entre números exactos y números inexactos. 2.- Explique la diferencia entre precisión y exactitud. 3.- Hacer una tabla donde se encuentren las unidades fundamentales de SISTEMA INTERNACIONAL. 4.- Escriba una tabla los prefijos selectos empleados en el sistema internacional de unidades. 5.- Use prefijos métricos aproximados para escribir las siguientes mediciones si usar exponentes: a) 3.4 x10-12 m. b) 4.8 x10-6 ml. c) 7.23 x10 3 g. d) 2.35 x10-6 m. 12

17 Realice las siguientes conversiones. a) 3.05 x 10-5 g a Kg. b) mm. A nm. c) 3.45 x 10-1 seg. A mseg. Indique cual de los siguientes son números exactos. a)la masa de una lata de café de 32 onzas. b)el número de estudiantes de un grupo de química. c) La temperatura de la superficie del sol. d) La masa de un sello de correo. e) El número de ml. En un metro cúbico de agua. f) La altura media de los estudiantes de una escuela OBJETIVO: Desarrollar destreza en el manejo del manejo del material volumétrico de vidrio. MATERIAL Y REACTIVOS Matraz aforado de 50ml Termómetro Cuba hidroneumática Pipeta graduada de 5ml. Bureta de 25 ml Pipeta volumétrica de 5ml. Matraz Erlenmeyer de 125ml. Vaso de precipitados de 150ml. 13

18 Probeta de 100ml. Agua destilada. Hielo. Problema 1 Cuál es la temperatura adecuada para medir 50 ml de agua con un matraz aforado de50 ml? HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Observe detalladamente las características e indicaciones del matraz volumétrico que va a utilizar. 2. Caliente agua destilada a 50 oc en un vaso de precipitados y con ésta llene el matraz volumétrico de 50 ml hasta la marca de aforo. 3. Espere a que el agua alcance la temperatura ambiente y observe el volumen del líquido con respecto a la marca de aforo. 4. Con agua a temperatura ambiente, lleve otra vez el nivel hasta el aforo. 5. Coloque el matraz en un baño de hielo hasta que la temperatura del agua descienda a 5 oc. Observe lo que pasa con el nivel del líquido respecto a la marca de aforo. 6. Registre todas sus observaciones. 14

19 Cuestionario 1 Las preguntas siguientes se refieren a la relación que hay entre la marca de aforo del matraz volumétrico y el menisco del agua. 1. Qué observa cuando se lleva al aforo con agua caliente y deja que ésta alcance la temperatura ambiente? A qué atribuye este cambio? 2. Qué observa cuando se lleva al aforo con agua a temperatura ambiente y posteriormente lo enfría a 5 oc? A qué atribuye este cambio? 3. Qué pasa si se lleva al aforo con agua a 6oC y posteriormente lo deja que alcance la temperatura ambiente? 4. Registre todas las indicaciones que tiene el matraz volumétrico y explique qué significa cada una de ellas. 5. Considerando la temperatura de calibración registrada en el matraz aforado y las observaciones de su experimento, cuál es la temperatura adecuada para medir 50 ml de agua en un matraz aforado de 50 ml? Problema 2 De los siguientes materiales: Pipeta graduada de 5 ml, pipeta volumétrica de 5 ml y bureta de 25 ml, con cuál de ellos mediría con mayor precisión y exactitud 5 ml de un reactivo a temperatura ambiente? HIPOTESIS 15

20 Procedimiento experimental 1. Determine todas las masas utilizando siempre la misma balanza. 2. Determine la masa de un vaso de precipitados limpio y seco en una balanza digital. 3. Mida 5 mililitros de agua destilada con la pipeta graduada de 5mL previa determinación de la temperatura del líquido. Vacíe el agua en el vaso y determine su masa. Repita el procedimiento cuatro veces más. 4. Registre sus datos en la tabla Repita las operaciones de los pasos 2, 3 y 4, sustituyendo la pipeta graduada por una pipeta volumétrica de 5 ml y por una bureta de 25 ml. 6. Realice los cálculos necesarios para completar la tabla 1. Consulte las fórmulas necesarias en el apéndice. Apéndice: Media aritmética: Desviación estándar: Incertidumbre porcentual: = x 100 Precisión: 100% - % Error porcentual: E% = 16

21 Exactitud = 100% - E% xi = valor en cada experimento (x1,...,xn), n = número de experimentos. X teo = valor teórico X = valor promedio Tabla 1 Masa de 5 ml de agua destilada a oc. Pipeta Pipeta bureta Graduada volumétrica X Precisión E% Exactitud 17

22 Cuestionario 2 1. Cuál es el valor experimental más representativo de cada una de las series de mediciones que realizó? 2. Qué incertidumbre se debe asociar a cada uno de los valores promedio obtenidos? 3. Ordene los materiales utilizados en forma creciente respecto a la exactitud de las mediciones realizadas con ellos. Fundamente su respuesta con los datos obtenidos en la tabla Ordene los materiales utilizados en forma creciente respecto a la precisión de las medidas efectuadas con ellos. Fundamente su respuesta con los datos obtenidos en la tabla Compare la desviación estándar obtenida con la tolerancia registrada en cada material, Son similares? por qué? 6. Cual de los materiales utilizados, es el más apropiado para medir con mayor exactitud y precisión, 5 ml de un reactivo líquido a temperatura ambiente? Fundamente su respuesta con los datos obtenidos en la tabla 1. Problema 3 De los siguientes materiales de vidrio: matraz Erlenmeyer de 125 ml, vaso de precipitados de 150 ml y probeta de 100 ml, cuál elegiría para medir 50 ml de un reactivo líquido con un error de + 0.5%? 18

23 HIPOTESIS Procedimiento experimental 1. El procedimiento para llevar a cabo este experimento es similar al anterior. La diferencia consiste en pesar 50 ml de agua destilada a temperatura ambiente, utilizando para medir este volumen un matraz Erlenmeyer de 125 ml, un vaso de precipitados de 150 ml y una probeta de 100 ml. Los resultados se registrarán en la tabla 2. Tabla 2 Masa de 50 ml de agua a oc Matraz Vaso de Probeta Erlenmeyer Precipitados X 19

24 Precisión E % Exactitud Cuestionario 3 1. Ordene los materiales utilizados en forma creciente, de acuerdo con la exactitud de las mediciones realizadas con cada uno de ellos. Fundamente su respuesta con los datos obtenidos en la tabla Ordene los materiales utilizados en forma creciente de acuerdo con la precisión de las mediciones realizadas con ellos. Fundamente su respuesta con los datos obtenidos en la tabla De los materiales utilizados, cuál elegiría para medir 50 ml de un reactivo líquido con una incertidumbre de %? Cuestionario final 1. Qué significan las siguientes indicaciones de la pipeta graduada de 5 ml? a) Tol ml b) PE 20 oc 2. Qué especificaciones tiene cada uno de los materiales BIBLIOGRAFÍA Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 20

25 PRACTICA. 3 SEPARACION DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA DE ACIDO BENZOICO, ARENA Y SAL. OBJETIVO El alumno observará las técnicas más simples que permiten la purificación de sustancias, conociendo los principios en los que se basan los métodos de separación. INTRODUCCION Investigue en la bibliografía correspondiente: el principio de las técnicas de separación física de la materia. La diferencia entre cambios físicos y químicos. La estrecha relación entre el tipo de material, el cambio y la energía. MATERIALES Mortero, vaso de precipitados, cápsula de porcelana, soporte, anillo para soporte, arandela para soporte, tela de asbestos, mechero de Bunsen, espátula, embudo, balanza, estufa, papel encerado. Reactivos: Acido benzoico (C7H6O2), arena lavada, cloruro de sodio, hielo, agua destilada. METODOLOGIA Armar el equipo, y pesar la cápsula de porcelana, el papel encerado y el papel filtro. Separación del ácido benzoico: Colocamos la mezcla seca (proporcionada por el maestro) en el vaso, lo tapamos con la cápsula llena con agua fría; seria conveniente añadir unos trozos de hielo. Calentamos suavemente el vaso, con lo cual el ácido benzoico sublima y se deposita sobre la pared exterior de la cápsula, de donde lo retiramos con la espátula para depositarlo en el papel encerado (previamente pesado). Repetimos la operación para cerciorarnos de que la separación ha 21

26 sido completa. Posteriormente se procede a pesar el papel conteniendo el ácido. Anote sus resultados: Peso del ácido benzoico Peso final del papel encerado con ácido Peso inicial del papel encerado Lavar la cápsula de porcelana para utilizarla en la siguiente separación. Separación de la arena. El residuo que queda en el vaso lo tratamos con agua; filtramos mediante el embudo con el filtro, pasándolo a la cápsula de porcelana (previamente lavada), y repetimos la experiencia utilizando pequeñas porciones de agua destilada, las veces que sean necesarias para separar la arena de la sal (Cloruro de sodio), y así tener los dos componentes aislados. El filtro conteniendo la arena, se coloca en la estufa durante 30 minutos con el propósito de eliminar la humedad. Se pesa el filtro ante de colocarlo en el embudo y después del proceso de filtradosecado. Peso de la arena Peso final del filtro ( con arena) Peso inicial del filtro Peso de la arena = Peso final del filtro (con arena) Peso inicial del filtro. 22

27 Separación de la sal. Para la obtención de la sal, se elimina el agua hirviendo con mucho cuidado. Recordar que este proceso hay que realizarlo con precaución porque se pueden producir perdidas por precipitación. El peso de la sal es el resultado de la sustracción por las pesadas de la cápsula de porcelana vacía y seca (después de la eliminación del agua), respectivamente. Las pesadas se deben cuidar y registrar para poder comprobar el final de los pesos resultantes con los iniciales (este dato será proporcionado por el maestro), y ver las pérdidas. CUESTIONARIO 1.- Determinar las pérdidas de cada una de las sustancias del experimento. 2.- Qué técnicas básicas de separación utilizaste para realización de esta práctica? 3.- Mencione los tipos de mezclas que se fueron dando en cada paso del experimento. 4.- Comente los tipos de cambios ocurridos en el experimento y clasifíquelos de acuerdo con su propiedades o principio. 5.- Exponga las conclusiones y realice dibujos que ilustren las separaciones. BIBLIOGRAFIA Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 23

28 PRACTICA. 4 DENSIDAD INTRODUCCIÓN La densidad se utiliza ampliamente para caracterizar las sustancias; se define como la cantidad de masa en una unidad de volumen de la sustancia. La densidad se expresa comúnmente en unidades de gramos sobre centímetro cúbico. PRERREQUISITOS La densidad del aire a presión atmosférica normal y 25 o C Es de 1.19 g/l. Calcule la masa, en kilogramos, del aire contenido en una habitación que mide 12.5 X 15.5 X 8.0 pies. La concentración máxima permisible de monóxido de carbono en el aire urbano es de 10mg/m 3 durante un periodo de 8 horas. En este nivel, qué masa de monóxido de carbono en gramos está presente en una habitación que mide 8X12X20 pies? Una refinería de cobre produce un lingote de cobre que pesa 150 lb.si el cobre se estira para formar alambre de de 8.25mm. de diámetro, cuántos pies de cobre podrán obtenerse del lingote? La densidad del cobre es 8.94g/cm 3. OBJETIVO Que el alumno asimile el concepto de densidad así como comprender la importancia y aplicación de este conocimiento en el área de la química. MATERIAL Y REACTIVO Un Matraz aforado de 25ml. Un Matraz aforado de 50ml. Un Matraz aforado de 100ml. 24

29 Una Balanza analítica Una Platina. Cloruro de sodio. Problema 1 Cuál es la relación masa/volumen, expresada en g/ml, en los siguientes volúmenes de la disolución problema: 25 ml, 50 ml y 100 ml? Se utilizarán disoluciones acuosas de cloruro de sodio previamente preparadas. HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Mida la temperatura inicial de la disolución en cada volumen que utilice; si existe alguna diferencia, trate de estandarizarla. La temperatura inicial de las disoluciones es 2. Registre todos sus datos en la tabla Determine la masa de cada uno de los siguientes volúmenes de la disolución problema: 25 ml, 50 ml y 100 ml. 4. Calcule la relación masa/volumen en cada caso. Tabla 1 Volumen (ml.) Masa m1 25

30 Masa m2 Masa m3 (m/v) promedio(g/ml.) Cuestionario 1 1. Qué relación se encuentra en los resultados obtenidos? 2. Trace el gráfico de la relación masa/volumen (ordenadas) en función del volumen utilizado (abscisas). Anéxelo. 3. Interprete la gráfica obtenida. 4. Qué valor tiene la pendiente? Qué significado físico tiene este valor? Problema 2 Cuál es la relación masa/volumen (densidad), en g/ml, de cada una de las disoluciones problema? HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. 26

31 1. Mida la temperatura inicial de la disolución en cada volumen que utilice; si existe alguna diferencia, trate de estandarizarla. 2. Registre todos los datos en la tabla Numere nueve vasos de precipitados de 100 ml. 4. Determine la masa de cada vaso perfectamente seco. 5. En cada vaso vierta 50 ml de cada una de las disoluciones problema. 6. Determine la masa de cada vaso con la disolución correspondiente. 7. Calcule la masa correspondiente a los 50 ml de cada una de las disoluciones. 8. Calcule el valor de la relación masa/volumen para cada una de las disoluciones. 9. Los vasos con las disoluciones se utilizarán para resolver el problema 3. Tabla 2 Disolución número Volumen (ml.) Masa de la Disolución (g). Masa/volumen (g/ml.) 27

32 Cuestionario 2 1. Tienen la misma masa los 50 ml de cada una de las disoluciones? 2. Es igual la relación masa/volumen en cada caso? 3. Cómo varía la relación masa/volumen de las disoluciones problema? 4. Tiene algún significado esta variación con respecto a la concentración de las disoluciones? Justifique su respuesta. Problema 3 Cuál es la concentración, expresada en porciento en peso (% p/p), de cada una de las disoluciones problema? HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Registre todos sus datos en la tabla Evapore a sequedad el contenido de cada uno de los vasos utilizados para resolver el problema 2. Caliente con cuidado para evitar que se proyecte el sólido. 3. Deje enfriar a temperatura ambiente y registre la masa de cada vaso con el residuo sólido. 4. Determine por diferencia la masa del residuo sólido de cada uno de los vasos. 5. Calcule el valor de la relación masa del residuo/masa inicial de la disolución. 28

33 6. Multiplique por 100 para obtener el porciento de soluto en cada una de las disoluciones. 7. Calcule la concentración, en gramos de soluto por mililitro de disolución, de cada una de las disoluciones utilizadas. Tabla 3 Disolución número Volumen (ml.) Densidad (g/ml.) Obtenida del Problema 2 Masa disolución (g) Masa residuo Sólido (g). (Masa residuo/ Masa de la Disolución) Concentración 29

34 (% peso) Concentración (g soluto/ volumen disolución) Cuestionario 3 1. Tienen la misma cantidad de sal los 50 ml de cada una de las disoluciones? 2. Cuál de las disoluciones tiene mayor concentración? 3. Tiene sal la disolución A? De qué sustancia se trata? 4. Trace el gráfico de densidad (ordenadas) en función de la concentración expresada como % p/p (abscisas). 5. Interprete la gráfica obtenida. 6. Son similares para una misma disolución los valores de densidad (g/ml) y concentración (g/ml)? Qué diferencia hay entre las unidades de densidad (g/ml) y las unidades de concentración (g/ml)? Problema 4 Cuál es la densidad de cada una de las disoluciones problema a las siguientes temperaturas: 10oC, 20oC,30oC, 40oC,50oC,60oC y 70oC? HIPOTESIS 30

35 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Utilice un densímetro para determinar el valor de la densidad de cada una de las disoluciones a las temperaturas indicadas. 2. Registre sus resultados en la tabla 4. Tabla 4 Densidad Disolución Concentración 10 o C 20 o C 30 o C 40 o C 50 o C 60 o C %peso

36 Cuestionario 4 1. Trace en la misma hoja de papel milimetrado las curvas de densidad(ordenadas) en función de la temperatura (abscisas), para cada una de las disoluciones utilizadas. Anéxela. 2. Interprete la familia de curvas obtenidas. 3. Trace en la misma hoja de papel milimetrado las curvas de densidad(ordenadas) en función de la concentración (abscisas) para los diferentes valores de temperatura. Anéxela. 4. Interprete la familia de curvas obtenidas. Cuestionario final 1. Existe alguna diferencia en los valores de la densidad obtenidos para cada una de las disoluciones, mediante los métodos propuestos en los problemas 2 y 4? (Compare los valores de densidad correspondientes a la temperatura de trabajo del problema 2). Se justifican estas diferencias? 32

37 2. Es la densidad una propiedad extensiva o intensiva? Justifique su respuesta. 3. Cómo varía la densidad de una disolución en función de la concentración? 4. Cómo varía la densidad de una disolución en función de la temperatura? BIBLIOGRAFÍA Rayner-Canham G. Química Inorgánica Descriptiva. 2da. Ed. Pearson Educación. México. (2000). Beyer, L. Y Fernández Herrero, V. (2000). Química Inorgánica. Ariel Ciencia. Barcelona. (2000) 33

38 PRACTICA. 5 TÉCNICAS DE FILTRACIÓN OBJETIVO El alumno conocerá y aplicará los principios básicos de una de las principales técnicas de separación de mezclas empleando diferentes tipos filtración. INTRODUCCION Puesto que la mayoría de las reacciones químicas se llevan a cabo en solución acuosa, es común que se forme algún producto sólido que queramos separar de la solución con la intención de desecharlo o de reunirlo cuidadosamente, secarlo y después pesarlo, lo cual se logra aplicando una de las técnicas básicas del laboratorio: la filtración. Para conseguir una filtración eficiente se deben tomar en cuenta ciertas características de cada precipitado en específico, tales como tamaños de las partículas, solubilidad respecto a la temperatura, etc. PRERREQUISITOS 1. Qué es una reacción en solución acuosa? Menciona 3 ejemplos 2. Qué es un precipitado? 3. Resuelve el siguiente problema a) Considera la siguiente reacción: AgNO 3 + NaCl AgCl + NaNO 3 Un volumen de 20ml de solución 0.1 M de AgNO 3 reacciona completamente con 40ml de solución de NaCl, qué masa de productos sólidos esperarías recuperar al hacer una filtración? 4.-.Cuales son las principales técnicas de filtración? 34

39 OBJETIVOS: a) Dominar las diferentes técnicas de filtración. b) Formar un criterio para la aplicar la técnica de filtración apropiada según sea el producto sólido obtenido. c) Aprender a secar y recuperar los precipitados. MATERIAL Y REACTIVOS Embudo cónico Embudo Büchner Manguera de Hule Matraz kitasato Vaso de precipitados Agua destilada Soporte universal Triangulo de porcelana Pipeta graduada de 10ml Probeta graduada de 100ml 3 Papeles filtro Mechero de Bunsen Vidrio de reloj Vaso de precipitados de 250ml Agitador de vidrio Maskin Tape Trampa para bomba de vacío 35

40 Soluciones de NaOH y Fe(NO) 3 Problema Cuál de las dos técnicas de filtración : por gravedad o al vacío se lleva a cabo en menor tiempo? HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Prepara un dispositivo para llevar a cabo una filtración con un embudo cónico (convencional) y otra a vacío. 2. Registra la masa inicial de los papeles filtro que vas a usar. 3. Toma 15ml de la disolución de nitrato férrico, en un vaso de precipitados, y añade 10 ml de la disolución de NaOH 0.5M poco a poco según, hasta verificar que ya no haya reacción. Puedes usar un papel indicador para asegurarte de que la reacción ha sido completada. 4. Espera 5 minutos en lo que el producto lleva a cabo la digestión. 5. El coloide formado se debe filtrar utilizando un embudo cónico. Deja que filtre totalmente y anota el volumen de líquido recogido. 6. Repite el proceso anterior con un embudo de Büchner y compara las velocidades de las dos operaciones. 7. En caso de que al retirar el papel filtro del embudo Büchner observes restos de sólidos sobre la cerámica del mismo, toma un trozo de papel filtro (previamente pesado) y limpia a forma de servilleta los 36

41 restos. Sécalo de igual forma y luego pésalo de nuevo. Esto se hace con el objeto de recuperar todo el sólido formado. 8. Extrae de ambos los papeles filtro y determina la masa de precipitado obtenida. Seca el papel filtro. FILTRACIÓN A PRESIÓN NORMAL O POR GRAVEDAD Para filtrar a presión normal, se opera tal como se muestra en la figura 6. El embudo debe de tener un ángulo aproximado de 60 grados y vástago largo, con lo que el liquido al llenarlo hará disminuir ligeramente la presión en la cara inferior del papel filtro, favoreciéndose así la velocidad de filtración. El papel filtro se escogerá de tal modo que su poro sea lo suficientemente pequeño como para retener a las partículas sólidas y lo suficientemente grande como para que pasen las partículas liquidas. Para filtración de precipitados gelatinosos, como óxidos hidratados, se utilizan papeles de textura blanda y poco compacta. Para precipitados como el sulfato de bario se necesita un papel de alta retención. En general se utilizan con profusión papeles de 9 a 11cm de diámetro y embudos de 7.5cm de diámetro. El borde del papel debe quedar 37

42 al menos a 1cm del borde del embudo. Se debe comprimir bien el papel contra el embudo, cuidando que los dobleces y los bordes superiores queden adheridos al vidrio; si queda entre el papel y el embudo alguna burbuja de aire, debe expulsarse presionando con los dedos. Hay operaciones en donde es necesario que el proceso de filtración a gravedad sea más rápido. Para esto se dobla el papel en pliegues como se muestra en la figura siguiente. FILTRACION AL VACIO En ocasiones al realizar una filtración es demasiado el tiempo que toma ésta para completarse debido a que la presión por debajo del papel filtro no es la suficiente como para provocar que el liquido de lavado traspase los poros del papel rápidamente, es por eso que conviene hacerlo al vacío, es decir, aplicar 38

43 una presión extra con ayuda de una bomba de succión como se muestra en la figura 7. En estos casos se usa un embudo especial llamado embudo de Büchner, al cual se le coloca en su placa interior un círculo de papel filtro con un diámetro igual al de la boca de éste, humedeciéndolo luego con el líquido de lavado para que la adherencia sea total. El embudo se une a un kitasato por medio de un tapón de hule que embone perfectamente con la boca del matraz. Por medio de la tubería lateral del kitasato se conecta a una trampa (frasco limpio y seco con dos entradas) y esta a una toma de vacío. La trampa evita que la bomba de vacío absorba reactivos o solventes que la contaminen y dañen. Procura que las mangueras sean de un hule más grueso y duro que el convencional para que no se colapsen cuando la succión se aplique. Asegúrate de que el matraz no tenga fisuras o paredes demasiado delgadas. El matraz kitasato debe de estar bien limpio en caso de que la filtración deba repetirse. Precaucion Es muy importante envolver el matraz Kitasato y la trampa con tiras de cinta adhesiva gruesa fácil de remover, ya que si llega a ocurrir una implosión no saltaran los pedazos de vidrio y habrá menos peligro de que alguna persona salga lesionada. 39

44 LAVADO DE PRECIPITADOS El lavado eficaz de un precipitado se consigue añadiendo una cantidad pequeña del líquido de lavado adecuado al precipitado, la mayor parte del cual debe quedar aun en el vaso después de que el líquido en que se formo se ha vertido sobre el filtro. La mezcla se agita bien, se deja sedimentar el precipitado y se vierte el líquido que sobrenada en el filtro; se repite varias veces esta operación. Este proceso se conoce con el nombre de lavado por decantación. Finalmente se transfiere el precipitado totalmente al filtro. Gran parte del precipitado habrá pasado ya al filtro en la última decantación. Se completa la transferencia manteniendo la varilla de agitación contra el vaso con el dedo índice e inclinando el vaso por encima de la posición horizontal. La varilla conduce el material al embudo. Se somete después la superficie interior del vaso a la acción de un chorro de agua de la piseta o frasco lavador (o de otro liquido de lavado especifico) para que todas las partículas pasen al embudo (véase la figura 8). Se coloca el vaso en la mesa, se le añade una pequeña cantidad de liquido de lavado y se separan las partículas de precipitado adheridas a sus paredes por frotamiento con un agitador de vidrio, vertiendo luego la suspensión obtenida en el filtro y repitiendo la operación las veces que se considere necesario para completar la recogida del precipitado. Las operaciones anteriores dejan casi completo el lavado del precipitado. Se verifica luego un lavado adicional con un chorro frío de liquido de la piseta o añadiendo liquido mediante una varilla, conduciendo siempre el liquido 40

45 alrededor del borde superior del papel. Es mas eficaz el lavado con pequeñas cantidades de liquido añadidas de forma sucesiva que con la misma cantidad de liquido utilizada de una sola vez. Debe dejarse escurrir cada porción de líquido de lavado antes de añadir la siguiente. En general, el lavado debe prolongarse hasta que unas gotas del ultimo liquido que filtra den negativo el ensayo de algún componente (generalmente el precipitante) del filtrado principal. Cuando el lavado termina, el precipitado está reunido de forma compacta en el vértice del filtro, que puede retirarse con el embudo sin peligro de pérdidas de precipitado. CUESTIONARIO 1. Escribe la ecuación química balanceada de la reacción que se llevo a cabo cuando se combinaron las dos soluciones 2. Cuál es el nombre y la formula del sólido formado? 3. Qué masa de sólido se recuperó en la filtración al vacío? y a gravedad? 4. Teóricamente qué masa de sólidos se debió haber recuperado? 5. Suponiendo que el rendimiento de la reacción es del 100% Qué porcentaje de sólidos logró recuperar? 6. Qué factores crees que afectaron a la recuperación total del sólido formado? 7. De que manera el papel indicador señala que la reacción ha sido completada. BIBLIOGRAFIA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de química. Ocampo G.A.; Fabila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones cultural. México. 41

46 PRERREQUISITOS OBJETIVO PRACTICA. 6 MANEJO DEL MECHERO DE BUNSEN 1. Investigar tipos de mecheros, sus componentes su manejo y usos. 2. Explicar con detalle las zonas de la flama explicar, el fenómeno de combustión y sus reacciones. 3. Explique él porque los diferentes espectros de luz de identificación de sales a la flama. 4. Qué aplicación se le da este procedimiento? De ejemplos. 5. Mencione 3 instrumentos que se basen en este fundamento, de la utilidad de la flama. 6. Cuales son los elementos que tienen la particularidad de emitir coloraciones especificas en la llama del mechero? Familiarizar al estudiante con el manejo del material de vidrio, utilización de la flama del mechero, elaborar algunos de los implementos esenciales en el laboratorio como; pisetas, varilla de vidrio, conexiones, etc. Incrementar su habilidad manual, criterio y confianza, enseñarle a registrar sus observaciones en forma metódica, exacta, completa e inteligible. Para que estos fines se logren; se necesita la ilimitada cooperación del estudiante, quien deberá estudiar cuidadosamente y ampliamente toda la teoría de la práctica asignada antes de empezar su ejecución. 42

47 INTRODUCCIÓN: Algunos metales producen coloraciones a la flama del mechero, esto es debido a que al vaporizarse algunas de sus sales, los átomos de estos elementos son fácilmente excitables. Material Sustancias asa de alambre de platino o lápiz - cloruro de litio de plomo (grafito) - cloruro de sodio vidrio de cobalto - cloruro de potasio vidrios de reloj - cloruro de bario mechero de bunsen - cloruro de estroncio tripie o soporte universal - sulfato de cobre telas de asbesto - ácido clorhídrico 1:1 cápsulas de porcelana - arena - solución de nitrato de plata 0.1M pinzas para crisol - sulfato de calcio HIPOTESIS DESARROLLO Experimento # 1 Coloca las sustancias por experimentar en vidrios de reloj, procurando humedecerlas con unas gotas de agua destilada. En uno de los vidrios de reloj se tendrá ácido clorhídrico diluido 1:1 para limpiar el asa de platino cuantas veces sea necesario. El asa debe limpiarse cada vez que se cambie de sustancia para evitar interferencias en las coloraciones. Generalmente, los 43

48 mecheros Bunsen están muy contaminados de sodio, por lo que la identificación de este elemento se dificulta un poco; sin embargo, repitiendo el experimento varias veces, es posible lograrlo con cierta facilidad. Para limpiar el asa, se humedece ésta en el ácido clorhídrico y se lleva a la llama hasta que su coloración sea normal. Experimento #2 Mezcla los cloruros de sodio y de potasio, lleva la mezcla a la llama y observa a simple vista. Después, haz la observación a través del vidrio de cobalto. Anota las observaciones. Anote sus resultados Sustancia Coloración de la llama Observaciones Cloruro de litio Cloruro de sodio Cloruro de potasio Cloruro de bario Cloruro de estroncio Sulfato de cobre Conclusiones y observaciones del experimento No

49 Experimento # 3. Trabajo con tubo de vidrio. 1. CORTAR EL TUBO DE VIDRIO. Coloca el tubo de vidrio sobre la mesa, con la arista de una lima triangular haz una incisión a los 45 cm. De uno de los extremos. Toma el tubo con las manos colocando los dedos pulgares directamente opuestos a la marca y los dedos índices a los lados de ella. Haz presión con los dedos pulgares contra el tubo tratando de flexionarlo hacia fuera. NOTA: para hacer un corte correcto es necesario tener suficiente espacio para apoyarse REDONDEAR LOS BORDES.Como al hacer el corte siempre quedan pequeños filos que pueden producir cortaduras o destrucción de las conexiones de hule, es conveniente redondear los bordes; Para ello coloca el extremo del tubo sobre la flama del mechero haciéndolo girar constantemente hasta que se ponga rojo, retíralo de la flama y haz lo mismo con el otro extremo; espera que se enfríe para colocarlo sobre la mesa. 3. DOBLAR EL TUBO DE VIDRIO. Toma el tubo de 45 cm. ; a los 10cm. De uno de los extremos, haz el dobles. Figura #1. Se requiere para ello una flama plana, misma que se obtiene con el uso de una mariposa; en caso de que no cuentes con ella, coloca el tubo directamente sobre la flama, tomándolo entre los dedos índice y pulgar de ambas manos y apoyándote en el dedo medio hazlo girar procurando que la zona de calentamiento sea de 8 cm. Aproximadamente para que el dobles sea correcto. Un tubo bien doblado no debe tener arrugas ni aplastamientos en el vértice. ESPACIO PARA LA FIGURA # 1. 45

50 4. - CONSTRUYE LAS SIGUIENTES CONECCIONES: A)Con el tubo de 45 cm. Termina de construir una conexión en escuadra haciendo, para ello, otro doblez a los 10 cm. Del anterior. Figura 2. ESPACIO PARA LA FIGURA 2 (elabora tus dibujos) B) Corta 2 tubos, uno de 40 cm. y otro de 30 cm., y construye con ellos una conexión para obtener gases por desalojamiento del agua. Figuras 3 y 4 46

51 ESPACIO PARA FIGURAS 3 Y 4 (elabora tus dibujos) C) Ya obtenidos los dobleces en los tubos de 30 cm. y 40 cm., únelos como la muestra de la figura 5 y habrás hecho la conexión para obtener gases por desalojamiento de agua. FIGURA 5 ESPACIO PARA FIGURA 5 (elabora tus dibujos) BIBLIOGRAFÍA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de química. Ocampo G.A.; Fabila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones cultural. México. 47

52 PRACTICA. 7 OXIDOS E HIDROXIDOS OBJETIVOS El alumno distinguirá químicamente la diferencia entre óxidos e hidróxidos PRERREQUISITOS Definirá el concepto de metal 2. -Investigará las características del oxígeno Definirá el concepto de hidróxido. 4. -Investigará algunos indicadores de ph utilizados en química Definirá el concepto de ácido 6. - Definirá el concepto de sal. INTRODUCCIÓN La mayoría de los metales se combinan con el oxígeno dando óxidos que son sólidos a la temperatura ordinaria. Muchos óxidos metálicos no son alterados por el agua, pero algunos se disuelven originando soluciones que azulean el papel tornasol rojo; Estas disoluciones se denominan alcalinas o básicas, y los óxidos se llaman óxidos básicos. Los óxidos básicos reaccionan con el agua para dar origen a hidóxidos. óxidos básicos hidróxidos Na 2 O + H 2 O 2 Na OH = (2 Na + 2 OH ) Las disoluciones de estos hidróxidos reaccionan con disoluciones ácidos para formar agua y sales: Na OH + HCl Na Cl + H 2 O 48

53 Aunque los óxidos de la mayoría de los metales no son solubles en agua, reaccionan, no obstante, con disoluciones de ácidos para formar agua y sales: Zn O + 2 HCl Zn Cl 2 + H 2 O A los óxidos de metales se les denominan óxidos básicos, mientras que a los óxidos de elementos no metálicos se les llaman óxidos ácidos o anhídridos. OBJETIVO: Comprobará el carácter alcalino de algunos compuestos producidos por reacciones químicas simples, con ayuda de indicadores. METODOLOGIA: Se ensayará la síntesis de óxidos e hidróxidos experimentalmente y se comprobará su principal propiedad. MATERIAL, EQUIPO Y SUSTANCIAS Material y equipo 1 pinzas para crisol 1 mechero de bunsen 1 vidrio de reloj 1 vaso de precipitados de 250 ml 1 varilla de vidrio 1 cucharilla de combustión Sustancias 1 cinta de magnesio, 3 cm. solución indicadora de fenoftaleina al 1% calcio agua destilada 49

54 papel tornasol rojo HIPOTESIS METODOLOGIA 1. -Tomar con una pinza para crisol un trozo pequeño de cinta de magnesio, por uno de sus extremos y llevar a la llama del mechero; calentar enérgicamente hasta que se observe un fenómeno notable; Depositar el polvo obtenido en un vidrio de reloj Colocar en un vaso de precipitados de 250 ml un poco de agua y añadir el polvo residual obtenido en el paso anterior; Agitar repetidas veces con una varilla de vidrio.anotar observaciones. 3. -Colocar en una tira de papel tornasol rojo unas gotas de la solución obtenida en el paso anterior utilizando la varilla de vidrio. Observar el cambio de color en la tira de papel. 4. -Al terminar la prueba anterior, agregar unas gotas se solución indicadora de fenoftaleina al 1% al vaso de precipitados.anotar observaciones Colocar en la cucharilla de combustión un trozo pequeño de calcio, acercar a la llama de oxidación del mechero y calentar directamente hasta observar el cambio de color en el sólido y en la llama. Asir la cucharilla utilizando un pedazo de tela u otro elemento que proteja a la mano del calor Repetir para el calcio los mismos procedimientos seguidos en los pasos 2, 3 y4. Anotar las observaciones. Anota tus observaciones 50

55 observaciones Paso 1 Paso 2 Paso 3 Paso 4 Paso 5 Paso 6 OBSERVACIONES, RESULTADOS Y CONCLUSIONES 1. -Anotar las observaciones de los pasos que se han efectuado en la práctica Anotar los resultados en cada uno de los pasos Escribir las conclusiones a las que ha llegado al finalizar la práctica. BIBLIOGRAFÍA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de química. Ocampo G.A.; Fabila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones cultural. México. 51

56 PRACTICA. 8 REACCIONES QUÍMICAS OBJETIVO El alumno podrá diferenciar los diferentes tipos de reacciones que existen de acuerdo al reacomodo de los átomos, por el rompimiento o formación de enlaces químicos. INTRODUCCIÓN Conceptos teóricos. Que es una reacción química? Es un reordenamiento de átomos en el que ciertos enlaces se rompen y se forman nuevos; desde luego no se pueden observar directamente. Indicios de que ha ocurrido una reacción química. Se forma un precipitado. Si se forma un precipitado, es que se deben de haber formado unos nuevos enlaces más fuertes, los cuales no se pueden romper mediante reacciones con los otros productos químicos disponibles. Se forma un gas. Esta circunstancia debe significar que se forman nuevos enlaces y/o se rompen otros para formar una sustancia que no estaba presente previamente. Hay cambio de color la mayor parte del color que aparece en las sustancias es el resultado de unas ciertas variaciones de energía que experimentan los electrones. Los cambios posibles están determinados por el medio que rodea a los electrones; los cambios en los enlaces químicos originan cambios en el medio y por consiguiente, variaciones en el colorido. 52

57 Color absorbido o cedido.- Se necesita energía para romper enlaces y se libera energía al formarlos a menudo estas dos cantidades no son iguales y la reacción global es endotérmica o exotérmica. También es conveniente clasificar las reacciones según diferentes categorías para tener un conjunto de reglas para predecir el resultado de reacciones específicas. He aquí algunas de estas categorías. REACCIONES DE COMBINACIÓN O DE SÍNTESIS Elemento + elemento = compuesto 2Mg + O 2 2 MgO Elemento + compuesto = compuesto O 2 + 2NO 2NO 2 Compuesto + compuesto compuesto NH 3 + HCl NH 4 Cl REACCIONES DE DESCOMPOSICION Estas reacciones son las opuestas de las reacciones de combinación recientemente mencionadas. Compuesto elementos y compuestos, o bien, elementos o elementos. NiCO 3 NiO + CO 2 HgO Hg + O 2 REACCIONES DE SIMPLE DESPLAZAMIENTO Elemento 1 + compuesto2 elemento2 + compuesto1 Zn + 2HCl H 2 + ZnCl 2 53

58 DESPLAZAMIENTO DOBLE Compuesto1 + compuesto2 compuesto 3 + compuesto4 No se trata más que de un simple cambio de pareja H 2 S O 4 + C a F 2 C a S O H F PRERREQUISITOS 1.- QUE ES UNA REACCION QUIMICA Y UNA ECUACION QUIMICA (DESCRIBA LA DIFERENCIA ENTRE AMBAS)? 2.- CUANTOS TIPOS DE REACCIONES HAY, CONSIDERANDO LA FORMACION O RUPTURA DE LOS ENLACES MOLECULARES? EXPLICA BREVEMENTE CADA UNA DE ELLAS. 3.- CUANTOS TIPOS DE REACCIONES HAY CONSIDERANDO El CALOR ABSORBIDO O DESPRENDIDO (EXPLIQUE Y DE EJEMPLOS ) 4.- QUE DATOS APORTA UNA ECUACION QUIMICA? 5.- QUE CONDICIONES BASICAS DEBEN REUNIR LAS ECUACIONES QUIMICAS? 6.- QUE SIGNIFICA BALANCEAR O AJUSTAR UNA ECUACION QUIMICA (MENCIONE METODOS DE BALANCEO)? 7.- QUE CONOCEMOS COMO AGENTES OXIDANTES O REDUCTORES? 8.- QUE CONOCEMOS COMO VALENCIA Y NUMERO DE OXIDACION? 9.- QUE ES ESTEQUIOMETRIA, Y MENCIONE LAS LEYES QUE LA APOYAN? 10.- DEFINA: PESO ATOMICO: ISOTOPOS: MASA ATOMICA: 54

59 PESO-ATOMO-GRAMO: PESO MOLECULAR: MOL: MATERIAL Y REACTIVOS MATERIAL SUSTANCIAS Gradilla Dos tubos de ensaye Espátula Pinzas de crisol Mechero agua oxigenada dióxido de manganeso varilla de madera cinta de magnesio solución de nitrato de mercurio 3 vasos de precipitado objeto de cobre solución de nitrato de plomo solución de yoduro de potasio PROBLEMA 1 En que consiste la reacción de descomposición? HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: a) Deposite en un tubo de ensaye 5 ml. De agua oxigenada. b) Utilizando la espátula, agréguele aproximadamente un gramo de dióxido de manganeso. 55

60 c) Rápidamente encienda el extremo de una varita de madera, luego apague la flama de modo que se conserve el carbón incandescente e introdúzcalo al tubo. d) Observara que se aviva la combustión, lo cual indica la presencia de oxigeno. Cuestionario Indique la reacción antes descrita por medio de una ecuación química, y lleve a cabo el balanceo. 2.- Porque es una reacción de descomposición? 3.- Anote observaciones. Problema 2 En que consiste la reacción de simple sustitución? HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Precaución; Debemos despojarnos de objetos de oro y plata que tengamos en las manos, ya que el mercurio forma amalgama con ellos. a) Deposite en un vaso de 10 ml. De solución de nitrato de mercurio. b) Introduzca en dicha solución un objeto de cobre durante 5 min. c) Utilizando las pinzas, saque el objeto de cobre se ha recubierto de una capa de mercurio formando una amalgama. Cuestionario Indique la reacción antes descrita por medio de una ecuación química, y lleve a cabo el balanceo. 56

61 2.- Porque es una reacción de simple sustitución? 3.- Anote observaciones. Problema 3 En que consiste la reacción de síntesis? HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL a) Tome un pedazo de cinta de magnesio y aprecie su color, y su dureza. b) Sujetando la cinta por su extremo con las pinzas de crisol expóngalo por el otro extremo a la flama del mechero. c) Observara que la cinta se inflama con una luz muy intensa quedando un polvo blanco como residuo. Cuestionario Indique la reacción antes descrita por medio de una ecuación química, y lleve a cabo el balanceo. 2.- Porque es una reacción de síntesis? 3.- Anote observaciones. Problema 4 En que consiste la reacción de doble sustitución? HIPOTESIS 57

62 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL a) Deposite en un vaso 10ml. De solución de nitrato de plomo. b) Ahora deposite en otro vaso 10 ml. De solución de yoduro de potasio. c) Unir las dos soluciones. d) Observara la formación de un precipitado de color amarillo. Cuestionario Indique la reacción antes descrita por medio de una ecuación química, y lleve a cabo el balanceo. 2.- Porque es una reacción de doble sustitución? 3.- Anote observaciones. BIBLIOGRAFÍA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de química. Ocampo G.A.; Fabila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones cultural. México. 58

63 PRACTICA. 9 SOLUCIONES OBJETIVOS El alumno conocerá los principios de disolución y aplicará las técnicas para preparar soluciones empleando los diferentes estados físicos de la materia PREPARACIÓN DE SOLUCIONES INTRODUCCIÓN Una de las operaciones básicas más recurrentes en casi todos los experimentos químicos es el de preparar soluciones. Aunque en principio es generalmente sencillo, hay ciertos procedimientos que se tienen que seguir para garantizar la eficiencia de la técnica. La mayor parte de las reacciones químicas se llevan a cabo en disolución, siendo imprescindible conocer la cantidad de soluto que contiene un cierto volumen de disolvente. En esta práctica se prepararan diferentes tipos de disoluciones: sólido-liquido y líquido-líquido. Existen diferentes tipos de concentración como: Normalidad (N), Molaridad (M), Molalidad (m), Fracción Molar (X i ), Porcentaje en peso (%W), Porcentaje en volumen (V%), Partes por millón (ppm). PRERREQUISITOS 1.- Explique que es una mezcla y cuantos tipos de mezclas existen 2.- Defina que es una solución 3.- Cómo se clasifican las soluciones desde el punto de vista cualitativo, o empíricas y expliquelas? 4.- Cómo se clasifican las soluciones desde el punto de vista cuantitativo? 59

64 5.- Mencione y explique las unidades de concentración de las soluciones, así como las fórmulas: porcentaje en masa, porcentaje en volumen, fracción molar, molaridad, molalidad y normalidad 6.-Mencione y explique los principios de solubilidad. 7.- Qué factores afectan la solubilidad de las soluciones y de que manera? 8.- Calcular la molaridad, molalidad y la normalidad de una solución de H2SO4 cuya densidad es de 1.17 gr/ml. Y una concentración del 30 % 9.- calcule el porcentaje en masa de Ca Cl2 en una solución que contiene 16.5 gr. De Ca CL 2 en 456gr. de agua Un mineral de plata contiene 83.5 gr. de Ag por tonelada de mineral. Exprese la concentración de plata en ppm. OBJETIVOS: Ejercitar la técnica de preparación de soluciones. Expresar correctamente la concentración de soluciones. Realizar correctamente las disoluciones y expresar su concentración. Adquisición de destreza en el manejo de material. 3 Vasos de precipitados de 250ml Vaso de precipitados de 50ml Agitador de vidrio Triángulo de porcelana 1 Matraz aforado de 250ml 1 matraz aforado de 100ml 3 Pesa sustancias 60

65 Pipeta graduada de 10ml Soporte universal Embudo cónico de vidrio 5 frascos de 250ml Propipetero Agua destilada Cloruro de sodio Hidróxido de sodio Ácido clorhídrico comercial Problema 1 Cómo se prepara una solución sólido Líquido? PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL PREPARACION DE SOLUCIONES SÓLIDO-LIQUIDO 1. Calcula la masa del sólido que va a pesar para preparar la solución del volumen y concentración especificada. Si el sólido cristaliza con moléculas de agua, debe de tomarlas en cuenta al momento de los cálculos. 2. Pese a continuación el sólido tomando en cuenta las sugerencias siguientes: a) Los reactivos sólidos NUNCA se ponen directamente sobre el platillo o sobre un pedazo de papel, ya que se puede contaminar el sólido y, en algunos casos, deteriorarse la balanza. Siempre utiliza un pesa sustancias, como un vidrio de reloj, vaso de precipitados pequeño o cápsula de porcelana. 61

66 b) Conoce las características de la balanza, así como la precisión de esta. c) Ten cuidado de no añadir materia extraña al pesa sustancias, evitando ponerlo sobre una superficie húmeda o sucia. En operaciones que requieren de mucha más precisión, hasta una huella digital sobre el pesa sustancias puede afectar los cálculos. d) No te obsesiones en pesar la masa exacta del reactivo sólido, basta con que sea lo mas aproximado posible. Con la cantidad pesada se calculara la concentración exacta de la disolución que se va a preparar. e) No retornes NUNCA el exceso de sustancia al bote original de reactivo, ya que podrías impurificarlo f) Evita colocar la tapa del bote reactivo boca abajo, ya que podría absorber materia que contaminaría la sustancia del bote al colocarla de nuevo sobre el recipiente. 3. Las disoluciones se preparan en matraces aforados, cuyo volumen exacto se ha calibrado a una temperatura de 20 C y se señala mediante una raya horizontal grabada conocida como aforo. Hay especies químicas que al ser disueltas en agua generan una gran cantidad de calor o se enfrían de manera violenta (ver calor de dilución), por lo que afectan permanentemente la exactitud de medición que tienen estos matraces. Es por ello, que jamás debes disolver directamente ningún soluto en un matraz aforado, ya que además de echar a perder el equipo, no lograras una medición precisa. Para esto, primero logra que el soluto se disuelva en un vaso de precipitados con un volumen de agua mucho menor al de la capacidad del matraz y espera que alcance la temperatura ambiente 62

67 (para asegurarse de esto basta con tocar el vaso de precipitados con l a m a n o ). figura 1 4. Traslada el sólido disuelto al matraz aforado como lo describe la figura 1 Con una piseta o frasco lavador asegúrate de arrastrar cualquier resto contenido en el vaso de precipitados. No siempre es adecuado usar un embudo para hacer el transvasado. 5. Añade agua destilada al matraz aforado sin llegar al inicio del cuello. Ponga el tapón esmerilado y voltee el matraz unas 10 veces para homogenizar la solución. 6. Completa el aforo cuidadosamente y deje reposar la disolución a fin de comprobar su homogenización. 7.Puede transferir la solución a un frasco limpio y seco, tápelo y rotúlelo 63

68 con una etiqueta en la que conste la disolución de la que se trata, su concentración y su fecha de preparación. 8..Prepara las siguientes soluciones siguiendo el método descrito en los pasos anteriores de preparación de soluciones sólido-líquido: 100ml de NaCl 0.1M, 100ml de NaOH 0.5M. Problema 2 Cómo se prepara una solución líquido- Líquido? PREPRACION DE SOLUCIONES LIQUIDO-LIQUIDO Riesgo Químico El HCl comercial (generalmente al 38% en peso) desprende vapores irritantes y tóxicos, evite inhalarlos. Usa mascarilla y haz esta operación en la campana. Es altamente corrosivo. Cuando se van a llevar a cabo este tipo de disoluciones es mucho mas practico medir el volumen del soluto que su masa. En esta práctica vas a preparar soluciones de concentraciones mas diluidas a partir de otras mas concentradas del reactivo deseado. En concreto se van a preparar disoluciones ácidas, y distinguiremos dos casos, según se parta del ácido comercial, cuya densidad y riqueza se conoce, o de una disolución mas concentrada del ácido, de la que se conoce su molaridad. 1. A partir de los datos de riqueza y densidad del ácido comercial especificado en su etiqueta, calcula el volumen del producto comercial que debe disolver para obtener la concentración deseada de la disolución. En caso de no conocer la densidad del ácido determínala con ayuda de la balanza analítica (procura mantener el compartimiento superior de la caja de medición abierta para que los vapores del ácido no se queden en la balanza). Densidad = masa/volumen 64

69 Precaución Al hacer cualquier solución debes agregar el soluto sobre el agua, principalmente cuando se trata de ácidos concentrados, pues de este modo la superficie de contacto entre los dos reactivos disminuye y la generación de calor es menos violenta. El proceso termoquímico es conocido como calor de dilución y está relacionado con la asociación de las moléculas del solvente y el soluto (solvatación). En el caso de los ácidos se debe a la formación del ion hidronio (H3O + ). H2O + H + H3O + + calor Es por esto, que primero se debe conseguir la dilución del soluto en un vaso de precipitados y no en un matraz aforado directamente, pues el calor liberado puede afectar nuestras mediciones. Recuerda, también, nunca calentar a la flama o enfriar súbitamente cualquier cristalería aforada (pipetas, matraces, etc.) ni siquiera para secarlos. 2. Transvasa un volumen de ácido comercial superior calculado en el apartado anterior desde el recipiente hasta un vaso de precipitados limpio y seco, ayudándote para ello de una varilla de vidrio. La varilla conduce al líquido, evitando que resbale por la pared de la botella y salpique al caer. 3. Debes medir el volumen del ácido con una pipeta volumétrica o graduada para una mayor precisión. a) Si la pipeta no esta perfectamente limpia, lávala con una solución jabonosa y enjuágala varias veces con agua del grifo, y una ultima vez con agua destilada. Si la pipeta esta bien limpia debe dejar una película continua al fluir liquido, es decir, no deben de quedar gotas de agua adheridas a figura 2 las paredes interiores de la pipeta. b) Introduce el extremo de la pipeta por debajo de la superficie del líquido y con ayuda de un propipetero o dosificador succiona 3 o 4ml de reactivo. Inclina con cuidado la pipeta y rótala para que el líquido moje por completo las paredes interiores de la pipeta. Toma un vaso de precipitados y vierte en él los productos de desecho de los enjuagues realizados. c) Vuelve a introducir la pipeta en el vaso donde se encuentra el ácido concentrado y llénala hasta por encima de la marca de calibrado. Saca el extremo de la pipeta y límpiala con papel filtro o 65

70 un trozo de toalla grueso. d) Sitúa la pipeta sobre el vaso de precipitados que utilizas para los desechos (observa la figura 3). Mantén el vaso en posición ligeramente inclinada y, manteniendo la pipeta en posición vertical apoyada sobre la pared interior del vaso, deja caer el volumen de liquido en exceso (conviene practicar primero con una pipeta limpia y agua destilada para aprender a manejarla y controlar la velocidad de vertido). 4. Sitúa la pipeta sobre el vaso de precipitados en el que va a verter el líquido, el cual debe de contener un volumen inferior de agua destilada al de la capacidad del matraz aforado donde vas a preparar la solución. Esto se hace con el objetivo de evitar que el matraz volumétrico reciba el calor de dilución y disminuya la precisión de medición (la mayoría de los matraces aforados están calibrados a 20 C), además, es mucho mas fácil trasvasar el liquido a través de un vaso de precipitados. 5. Durante el vertido mantén el extremo de la pipeta apoyado sobre la pared del recipiente y por encima del nivel del líquido. El recipiente debe de mantenerse ligeramente inclinado. Espera unos segundos hasta que el líquido haya escurrido bien antes de sacar la pipeta. 6. Asegúrate de que la disolución esta a temperatura ambiente al momento de hacer el trasvasado. En ocasiones es demasiada seductora la idea de usar un embudo para facilitar el trasvasado, pero no es lo más conveniente. Tendrás que obtener la habilidad de hacer el trasvasado usando solo el vaso de precipitados, debido a que los embudos acumulan impurezas en el vástago (tallo del embudo) que son difíciles de limpiar, además, las paredes exteriores del vástago 66

71 desplazan o acarrean parte de la solución al introducirlo en el cuello del matraz aforado. 7. Añade agua destilada al matraz aforado sin llegar al inicio del cuello. Ponga el tapón esmerilado y voltee el matraz unas 10 veces para homogenizar la solución. 8. Completa el aforo cuidadosamente y deje reposar la disolución a fin de comprobar su homogenización. 9. Puedes transferir la solución a un frasco limpio y seco, tápalo y rotúlalo con una etiqueta en la que conste la disolución de la que se trata, su concentración y su fecha de preparación. 10. Prepara 100ml de HCl 1M, partiendo de un HCl comercial donde la densidad y concentración esta indicada en la etiqueta. En caso de no estar la densidad, calcúlala. Problema 3 Cómo se prepara una solución por dilución? PREPARACION DE SOLUCIONES POR DILUCION Un caso frecuente en el laboratorio es el de preparar una disolución a partir de otra de mayor concentración. En este caso la forma de preparar la solución no difiere de la anteriormente expuesta, solo varia en el modo de realizar los cálculos para determinar el volumen necesitado. 67

72 1. A partir de la concentración de la disolución concentrada, calcula el volumen de la misma que debe tomar para preparar el volumen deseado de disolución diluida. 2. Mide el volumen necesario del ácido diluido con un pipeta. 3. Prepara la disolución siguiendo la técnica de preparación utilizada para los sólidos. 4. Prepara de HCl 0.1M, tomando la cantidad necesaria de la disolución preparada en el caso anterior y diluyendo hasta el volumen del matraz que se esta utilizando. 5. Deposita cada una de las soluciones anteriores en un frasco limpio y seco que cierre perfectamente (de preferencia un frasco reactivo ámbar). Recuerda etiquetar adecuadamente, pues estas soluciones se utilizaran en prácticas posteriores. 68

73 Succiona con la perilla Descarga hasta estar sobre la marca de calibración Suelta el dedo índice para liberar el líquido Si una gota queda en la punta no intentes vaciarla. La pipeta esta calibrada para que esta cantidad permanezca Apoya la pipeta en la pared del recipiente figura 3- Técnica apropiada para utilizar una pipeta 69

74 CUESTIONARIO: 1. Escribe todos los cálculos que realizaste en cada una de las soluciones sólido- líquido que preparaste. 2. Qué cantidad de HCl concentrado tomaste para preparar la solución 1M? Justifícate con cálculos 3. Qué cantidad de la solución 1M de HCl tomaste para preparar la solución 0.1 M? Justifícate con cálculos 4. La concentración para cada una de las soluciones es exactamente igual a la calculada? Por qué? 5. Escribe los cálculos que realizaste para preparar la solución por disolución. BIBLIOGRAFIA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de química. Ocampo G.A.; Fabila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones cultural. México 3. Petrucci, R. H. Y Harwood, W. S. (1999).Química General. Prentice Hall Iberia. Madrid. 70

75 PRACTICA. 10 ESTEQUIOMETRIA. LA LEY DE LA CONSERVACION DE LA MATERIA OBJETIVOS El alumno comprobará la ley de la conservación de la materia (Lavoisier, ), pesando una sustancia antes y después de que tome parte una reacción química. INTRODUCCION La naturaleza cuantitativa de las fórmulas químicas se denomina estequiometría. La palabra se deriva del griego stoicheion (elemento) y metron (medida), es decir es la herramienta química para medir cantidades, por ejemplo problemas tan diversos como calcular la cantidad de ozono que hay en la atmósfera, determinar el rendimiento potencial de oro de una mina, etc. El principio básico es conocer lo que se denomina "un mol", que equivale al número de Avogradro (6.022x10 23 átomos, moléculas o iones) o también se conoce como el peso molecular expresado en gramos de cualquier elemento o compuesto. MATERIAL Y EQUIPO Balanza, 1 matraz Erlenmeyer de 250 ml, 1 globo grande, 1 probeta de 25 o 50 ml, 1 embudo de filtración. Reactivos: 0.5 g de bicarbonato de sodio (NaHCO3), 20 ml de ácido clorhídrico al 3.7 % (HCl). METODOLOGIA 1.- Coloque en el matraz Erlenmeyer 20 ml de HCl al 3.7%, empleando una probeta. 2.- Pese 0.5 g de NaHCO3 y vacíelo cuidadosamente en el interior del globo. 3.- Ajuste el globo a la boca del matraz Erlenmeyer, teniendo cuidado de que no caiga el NaHCO3 dentro del matraz. 71

76 4.- Coloque el sistema en la balanza y péselo. El valor obtenido será masa Sin retirar el sistema de la balanza, permita que caiga el NaHCO3 en el matraz. Una vez terminada la reacción (cuando ya no se observe desprendimiento de gases), pese nuevamente el sistema y el valor obtenido será masa 2 Anote sus datos: Masa 1 Masa 2 CUESTIONARIO 1.- Se cumple la ley de la conservación de la material? Explique por qué. 2.- De acuerdo con la reacción que se llevó a cabo: NaHCO3 + HCl CO2 + NaCl + H2O a) Cuál es el reactivo limitante y cuál en exceso? b) Cuántos moles de Cloruro de sodio se obtienen? c) Cuál es el rendimiento teórico para el dióxido de carbono? d) Suponiendo que se obtuvieron g de dióxido de carbono, cuál es el % de rendimiento? 3.- Balancee las siguientes ecuaciones químicas: a) Cu + HNO Cu(NO3)2 + NO2 + H2O b) Cu(NO3)2 + NaOH Cu(OH)2 + NaNO3 c) Cu(OH)2 + Calor CuO + BILIOGRAFIA Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 72

77 PRACTICA. 11 CONCENTRACION DE SOLUCIONES OBJETIVOS El alumno aprenderá a preparar soluciones de diferentes concentraciones y a medir el ph. INTRODUCCION Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. Una de estas sustancias se llama solvente y por lo regular es el componente que esta presente en mayor cantidad. Las demás sustancias de la solución se denominan solutos y decimos que están disueltas en el disolvente. Los científicos han empleado diferentes términos para expresar la concentración de una solución: Molaridad, ppm (partes por millón), molalidad, % en masa. Molaridad ( M ) = número de moles de soluto Litros de solución Partes por millón (ppm)= masa de un componente X 10 6 masa total de la solución Fracción molar de un componente = moles de un componente moles totales de todos los componentes % en masa de un componente = masa de un componente en solución X 100 masa total de la solución Molallidad = moles de soluto kilogramos de disolvente 73

78 MATERIALES 2 Vasos de precipidatos de 100ml, 2 Matraces aforados de 50ml, balanza, espátulas. REACTIVOS Acido clorhidrico, NaOH, glucosa. METODOLOGIA 1.- Hacer los cálculos correspondientes para preparar una solución 0.1 M de HCl en un matraz aforado de 50ml, y una solución 0.1 M de NaOH aforando a 50ml. Tomando en cuenta las especificaciones de la etiqueta. 2.- Hacer los cálculos correspondientes y preparar una solución de glucosa que esta el 11.9 %. 3.- Tomar el ph de las soluciones en cuestión. Anote sus resultados Solución ph HCL 0.1M NaOH 0.1M C 6 H 12 O 6 BIBLIOGRAFIA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de Química. Ocampo G.A.; Fábila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones Culturales. México. 74

79 PRACTICA 12 SOLUCIONES ACUOSAS OBJETIVOS El alumno distinguirá la diferencia entre un electrolito débil y un fuerte, empleando el concepto de enlace químico, afinidad electrónica y características de un metal y un no metal. INTRODUCCION Las soluciones iónicas se caracterizan por contener partículas cargadas (iones), y por eso conducen la electricidad. La conducción de la corriente eléctrica es efectuada por lo iones, y la intensidad de esta dependen de la concentración de los iones en la solución. Por tanto: Las soluciones moleculares están constituidas de moléculas neutras (sin carga) y, por ello, no son conductores de electricidad. Las soluciones iónicas o electrolíticas presentan partículas móviles cargadas (iones) responsables de su buena conductividad eléctrica. Existen soluciones moleculares provenientes de la disolución de un soluto molecular en agua que se mantiene inalterado. Es el caso de una solución acuosa de azúcar. Hay sustancias moleculares como HCl, que al disolverse en agua generan iones, y la solución formada se denomina electrolítica (conductora de electricidad). Así, el HCl disuelto en agua reacciona de esta manera formando iones: HCl + H2O H3O + Cl- (ion hidronio) (ion cloruro) Existen solutos formados de iones que al disolverse en agua los liberan a la solución, dejándolos libres para la conducción de corriente eléctrica. Esto ocurre, por ejemplo, con el NaCl: NaCl + H2O Na + Cl MATERIAL (acuoso) (acuoso) Vasos de precipitados, espátulas, balanza, diferentes compuestos: glucosa, NaCl, aceite vegetal, agua de la llave, agua de piscina, agua filtrada, agua de lluvia METODOLOGIA 75

80 Emplea el montaje de la figura 1-28 para las pruebas. En él se debe usar un foco de baja potencia (de 5 a 15 W). Utiliza las muestras siguientes: ** agua de mar (o agua salada). ** suero casero (preparado con un vaso de agua, una cucharada rasa de azúcar y 1 pizca de sal). ** agua de piscina ** agua de la llave ** agua filtrada ** agua destilada **agua de lluvia. Observa con qué muestras el foco permanece apagado y con cuales se enciende. Compara la intensidad del brillo en el foco en estos casos. MUESTRAS agua de mar (o agua salada). suero casero (preparado con un vaso de agua, una cucharada rasa de azúcar y 1 pizca de sal). agua de piscina agua de la llave agua filtrada agua destilada agua de lluvia. encendió el foco? CUESTIONARIO Con qué soluciones prendió la bombilla? Porqué? Con qué soluciones no prende? Porqué? Qué tipo de enlace existe en compuestos moleculares y en compuestos iónicos? Qué es un electrolito fuerte y un débil? 76

81 BIBLIOGRAFIA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de química. Ocampo G.A.; Fabila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones cultural. México. 77

82 PRACTICA. 13 LA CORRIENTE COMO INDICADOR DE UNA NEUTRALIZACION OBJETIVOS 1.- El alumno determinará la acidez de una sustancia, reconociendo las reacciones de neutralización. 2.- El alumno observará la aplicación de los principios de electrolito y no electrolito, al aplicar una corriente eléctrica en una solución acuosa. INTRODUCCION El procedimiento mediante el cual se conoce la concentración de una solución problema a través de una solución estándar se denomina titulación. Para poder titular una solución desconocida con una estándar, debe haber alguna forma de determinar cuando se ha llegado al punto de equivalencia de la titulación, para tal fin se emplean indicadores ácido-base, los cuales tienen un color en ácido y otro cuando el ph es alcalino, cuando cambia el color se llega al punto de equivalencia o punto final, esto se puede determinar al mismo tiempo determinar cuando se suspende la conducción de electricidad pues se agotan los iones en solución. MATERIALES 3 Vasos de precipitad, soporte, nuez doble, papel adhesivo, bureta de 25 ml, agitador, lámpara o bombilla, 3 conexiones, 2 pinzas de cocodrilo, 1 pipeta de 10 ml, electrodos. REACTIVOS Solución de ácido sulfúrico, H2SO4 de concentración desconocida. Solución de Hidróxido de calcio, Ca(OH)2 de concentración 0.05 M Fenolftaleína. Agua desionizada. METODOLOGIA 1.- Deposite en un vaso de precipitado una muestra de 10 ml exactos de la solución problema (H2SO4) y agregue 3 gotas de fenolftaleína. 2.- Llene la bureta hasta la marca de aforo con solución valorada, en este caso es la solución de Ca(OH)2 al 0.05 M. Cuide que no haya fugas. 3.- Coloque el matraz sobre un papel blanco. Antes de iniciar el goteo, verificar que los electrodos se encuentren sumergidos en la muestra problema y conectados a la fuente de energía (la bombilla en éste paso se encuentra encendida). 78

83 4.- Abra la llave de la bureta y deje gotear la solución valorada de Ca(OH)2 en el matraz que contiene el problema, agitando en forma constante. Cuando se presente un cambio de color en forma permanente, cese la adición de Ca(OH)2. En este momento debe coincidir con que se apague la bombilla. Volumen consumido de Ca(OH) M Volumen de H 2 SO 4 Moralidad del H 2 SO 4 Anote sus cálculos y la ecuación química CUESTIONARIO 1. Investigue en la bibliografía correspondiente: a) El principio de equivalencia b) Técnicas para titulación de soluciones c) Titulación ácido-base d) Electrolito y no electrolito e) Principio de solubilidad f) Reacciones de metátesis g) Teoría de ionización 2. Anote el volumen que utilizó de la solución valorada. 3. Complete la reacción efectuada: H2SO4 (ac) + Ca(OH)2 (ac) 4. Calcule la concentración de la solución problema. 5. Cuál es la función de la fenolftaleína? 79

84 6. Escriba la reacción iónica completa. 7. Hubo reacción de metátesis? 8. Qué tipo de fuerza motriz influyó en la reacción? 9. Mencione el motivo por el cual la bombilla se apagó al coincidir en el momento de la neutralización. 10. Exponga las conclusiones de ésta experiencia y realice dibujos que la ilustren. BIBLIOGRAFIA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de Química. Ocampo G.A.; Fábila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones Culturales. México 80

85 PRACTICA. 14 DIFERENCIA ENTRE MOLARIDAD Y MOLALIDAD INTRODUCCIÓN: Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias cuyas proporciones relativas pueden variar dentro de ciertos límites.el componente menos abundante recibe el nombre de soluto y el de mayor abundancia se llama solvente, las soluciones pueden ser gaseosas, líquidas o sólidas. Debido a que la composición de una solución puede variar, es necesario especificarla concentración de los solutos. Ordinariamente se expresa la cantidad de soluto por cantidad de solución. Entre las soluciones químicas comunes se encuentra la molaridad, la molalidad y la normalidad. PRERREQUISITOS: 1.- Qué es una solución? 2.- Qué diferencia existe entre molaridad y molalidad? 3.- Qué unidades para la concentración de soluciones son las más usadas y explique cada una de ellas? 4.-Explique que es una solución química. 5.- Qué material se requiere para preparar una solución química? 6.- Cuáles son las propiedades físicas, químicas y toxicidad de los reactivos usados ( ácidos, y bases) y que medidas de seguridad deben emplearse al preparar una solución? 7.-Una solución acuosa de HNO 3 cuya densidad es de 1.17 gr/ml. Y tiene una concentración del 87% determine: a) molaridad 81

86 b) molalidad c) normalidad. OBJETIVO: El alumno comprenderá la diferencia entre la molaridad y molalidad, por medio de la experimentación. El alumno aprenderá a preparar concentración de soluciones. MATERIAL Y SUSTANCIAS Un matraz aforado de 100 ml. Balanza granataria 8 frascos de vidrio(que el alumno llevará a laboratorio) Cloruro de sodio Sacarosa. PROBLEMA Cuál es el comportamiento entre la molaridad y la molalidad en una solución química? HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Prepare 100ml. De las soluciones que se te indican en las siguientes tablas, así como completarlas de acuerdo con lo que se te pide. SOLUCIONES DE CLORURO DE SODIO (Na Cl ) M W 2 W1 W n2 m m M Densidad Mol/l soluto solvente total soluto mol/kg g/ml 82

87 SOLUCIONES DE SACAROSA ( C 12 H22 O 11 ) M W 2 W1 W n2 m m M Densidad Mol/l soluto solvente total soluto mol/kg g/ml

88 Cuestionario 1.- Construya gráficas para cada una de las soluciones M (x ) y m M ( y ), M (x ) y m ( y ), M ( x ) y d ( y ). Qué tipo de función se obtiene en cada caso? 2.- Qué ocurre con la diferencia m M al aumentar la concentración: a) Para la solución de sacarosa. b) Para la solución de cloruro de sodio c) En cuál es mayor el efecto? 3.- En qué condiciones la concentración molal (m ) se aproxima a la concentración molar (M)? Ocurre esto para cualquier disolvente? Porqué? 4.- Conocida la concentración molal (m) Cómo se puede conocer la concentración molar (M) BIBLIOGRAFÍA 1. Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 2. Fudamentos de química. Ocampo G.A.; Fabila G. F.; Juárez J.M.; Monsalvo R.; Ramírez V.M Publicaciones cultural. México. 84

89 OBJETIVO PRACTICA. 15 ENLACES QUIMICOS El alumno distinguirá el tipo de enlace químico en una sustancia en base a la presencia de iones en un enlace iónico o no en un enlace covalente utilizando una circuito eléctrico. NTRODUCCIÓN Para establecer el concepto de enlace químico, podemos remontarnos a la época de John Dalton, científico conocedor de la naturaleza química de la materia;en algunos de sus postulados maneja lo que se considera enlace química, mencionando la unión de átomos idénticos en la formación de un elemento. Desde principio del siglo XIX se conocía la existencia de una cierta relación entre la electricidad y las fuerzas que mantienen unidas a las moléculas. La Teoría nuclear del átomo (Rutherford) y la estructura del átomo de hidrógeno(bohr) permitieron la explicación de los enlaces químicos. En los enlaces químicos existe la tendencia de los átomos a adquirir la configuración electrónica del gas noble más cercano, aunque para ello se habrá de ceder o compartir electrones de valencia. Los enlaces químicos se pueden clasificar en iónico, covalente, covalente coordinado, covalente polar, covalente no polar, metálico y puente de hidrógeno entre otros. PRERREQUISITOS 1.- QUE MANTIENE UNIDO A LOS ATOMOS? 2.- POR QUÉ QUEREMOS ENTENDER COMO SE ENLAZAN LOS ÁTOMOS DE UNAS SUSTANCIAS Y OTRAS.? 3.- EXPLICAR LA REGLA DEL OCTETO Y ESTRUCTURA DE LEWIS. 4.- NOMBRAR DIFERENTES TIPOS DE ENLACES PARA SU ESTUDIO. 85

90 5.- QUE ES LA ELECTRONEGATIVIDAD Y QUIEN LA DEFINIÓ? 6.- CÓMO SE PUEDE USAR LA ELECTRONEGATIVIDAD PARA PREDECIR El CARACTER DE UN ENLACE QUIMICO? 7.- QUE ES UN ENLACE COVALENTE? EXPLICA CADA UNA DE ELLOS 8.- QUE ES UN ENLACE IONICO (ELECTROVALENTE)? 9.-EXPLIQUE LA DIFERENCIA ENTRE ENLACE COVALENTE Y ENLACE IONICO QUE ES ENLACE METALICO? 11.- QUE SON LAS FUERZAS INTERMOLECULARES?. 12.-DAR EJEMPLOS DE COMPUESTOS CON DOBLE ENLACE Y TRIPLE MOSTRANDO SU ESTRUCTURA DE LEWIS. 13.-EXPLIQUE LOS TERMINOS RESONANCIA E HIBRIDO DE RESONANCIA. 14.-DESCRIBA LA ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AGUA. 15.-EXPLIQUE El ENLACE PUENTE DE HIDROGENO Y DESCRIBALO EN LA ESTRUCTURA DEL AGUA.. OBJETIVO: El alumno conocerá mediante la experimentación algunas diferencias básicas entre enlace covalente y enlace iónico. 86

91 MATERIAL EQUIPO Y SUSTANCIAS 4 vasos de precipitados de 100ml agua destilada 1 agitador 3g de sal común 1 espátula 3g de azúcar 2 m de cable num. 14 o 16 3ml de ácido sulfúrico concentrado concentrado 1 socket 3ml de ácido acético. 1 foco de 40W 1 clavija 1 desarmador 1 pinzas de punta 1 pipeta graduada de 10ml 1 balanza granataria PRACTICA 1. Utilizar El cable, foco, clavija y socket para armar un circuito eléctrico como el del inciso a. 2. Deposita 50ml de agua destilada en un vaso de precipitados de 100ml, e introducir Los dos electrodos del cable, sin aislante, por orillas opuestas del vaso. Conectar con precaución el circuito al contacto eléctrico y observar el agua y el foco (esquema, inciso b). 3. Desconecta el circuito y pesar 0.5g de cloruro de sodio. Adiciona al agua este soluto y agitar hasta la disolución. Introducir nuevamente los electrodos, conectar el circuito y observar lo que sucede. Anota los resultados en la tabla. 4. Continuar adicionando cantidades de 0.5g de cloruro de sodio y repetir el procedimiento anterior para cada adición hasta un total de 3g de cloruro en el agua. Anota los resultados. 5. Tomar otro vaso de precipitados, depositar 50ml de agua destilada y repetir el procedimiento pero utilizando azúcar hasta siete observaciones, adicionando en cada una de ellas también 0.5g. Anota los resultados. 6. Repetir El procedimiento en otro vaso de precipitados utilizando sucesivamente 0.5ml de ácido sulfúrico hasta siete observaciones (3ml 87

92 en total), y nuevamente con 0.5ml de ácido acético también hasta siete observaciones (3ml den total). ESQUEMAS (a) CABLE SIN AISLANTE 10ml de agua + 0.5g de NaCl CONCLUSIONES, RESULTADOS Y OBSERVACIONES 1.Anotar las observaciones realizadas. 2.-Anotar Los resultados en la siguiente tabla. soluto g/ ml NaCl Azúcar H2SO4 CH2COOH

93 CODIGOS -- no enciende el foco x xx xxx xxxx xxxxx encendido bajo encendido regular encendido mediano encendido normal encendido intenso 3.-Anota las conclusiones a que se ha llegado en la práctica. ENLACES QUIMICOS II. PROCEDIMIENTO PRUEBA DE SOLUBILIDAD Disuelva cada uno de los solutos en los solventes que indica la tabla siguiente, y en la columna del tipo de enlace anota el que corresponda. SUSTANCIA AGUA ACIDO BENCENO TIPO DE (solvente) ACETICO (solvente) ENLACE (VINAGRE) solvente CLORURO DE SODIO (soluto) AZUCAR (soluto) UREA (soluto) 89

94 CONCLUSIONES RESULTADOS Y OBSERVACIONES 1.- LLENA CORRECTAMENTE LA TABLA ANTERIOR. 2.- EXPLICA CADA UNO DE LOS RESULTADOS. 3.- ANOTA LAS CONCLUSIONES DE ESTE EXPERIMENTO. BIBLIOGRAFIA Beyer, L. Y Fernández Herrero, V. (2000). Química Inorgánica. Ariel Ciencia. Barcelona. Valenzuela Calahorro, C. ( 1999). Introducción a la Química Inorgánica. Mc Graw Hill. 90

95 PRACTICA. 16 REACTIVO LIMITANTE OBJETIVOS a) El alumno aplicará los conceptos de estequiometría para determinar reactivos limitantes, reactivos en exceso y porcentaje de rendimiento. b) El alumno podrá determinar mediante una serie de reacciones químicas el reactivo limitante. INTRODUCCIÓN El reactivo limitante es aquel reactivo que se consume por completo en una reacción química, por lo tanto limita, la cantidad de producto que se forma. PRERREQUISITOS 1.- Define los términos de reactivo limitante y reactivo en exceso. 2.- Defina los términos rendimiento teórico, rendimiento real y porcentaje de rendimiento. 3.- El carburo de silicio, SiC, se conoce comúnmente como carborundum.esta sustancia dura, que se emplea comercialmente como abrasivo, se fabrica calentando SiO 2 y C a altas temperaturas. SiO 2 (s) + C (s) SiC (s) + CO (g) a) Cuántos gramos de SiC pueden formarse si se permite que reaccionen 3 gramos de SiO 2 y 4.5 gramos de C? b) Cuál reactivo es el reactivo limitante, y cuál está en exceso? c) Cuánto queda en exceso después de que se consume totalmente el reactivo limitante? 4.- Cuando se burbujea sulfuro de hidrógeno gaseoso en una solución de hidróxido de sodio, la reacción forma sulfuro de sodio y agua. Cuántos gramos de sulfuro de sodio se forman si 1.5 gramos de sulfuro de hidrógeno se burbujea en una solución que contiene 1.65 gramos de hidróxido de sodio, suponiendo que el reactivo limitante se consume por completo? 91

96 Problema Qué especie actúa como reactivo limitante en la siguiente reacción química? Pb(NO 3 ) 2 + K 2 Cr O 4 PbCrO 4 + KNO 3 HIPOTESIS PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Instale dos buretas de 50 ml. Las denominará A y B. Las disoluciones y su concentración las proporcionará su profesor. 2. Llene la bureta A con disolución de Pb(NO3)2. 3. Llene la bureta B con disolución de K2CrO4. 4. Numere doce vasos de precipitados. 5. Agregue a cada vaso los volúmenes de reactivo A indicados en la tabla Caliente cada vaso en baño María hasta alcanzar casi el punto de ebullición. 7. Agregue a cada vaso los volúmenes de reactivo B indicados en la tabla 1. Tabla 1 VASO No ml. A ml. B Caliente los vasos y su contenido durante 20 minutos en baño María. 9. Numere y pese doce piezas de papel filtro en la balanza granataria/analítica y registre la masa de cada papel seco. 10. Filtre en caliente el contenido de cada vaso sobre el papel filtro correspondiente. Evite pérdidas de precipitado. 92

97 11. Lave el precipitado con agua destilada caliente y ponga a secar los precipitados en la estufa a 50 oc. 12. Compruebe que los precipitados estén secos con varias pesadas en diferentes tiempos. 13. Por diferencia de masas calcule la masa de precipitado obtenido en cada vaso. 14. Registre la información obtenida en la tabla 2. Tabla 2 Vaso No ml. A ml. B Trace la gráfica gramos de precipitado obtenidos (ordenadas) en función de los mililitros de reactivo B agregados (abscisas). Cuestionario 1. Qué relación se observa entre el volumen de reactivo B agregado y la masa de precipitado obtenida? 2. Qué valor encuentra para la ordenada al origen? 3. Qué significado tiene este valor? 4. Se justifica que este valor sea diferente de cero? 5. En qué punto de la gráfica se observa un cambio de pendiente? 6. Estima usted que este cambio es significativo? 7. Qué relación se observa entre el volumen de reactivo B agregado y la masa de precipitado obtenida en los tubos 8 a 12? 93

98 8. Por qué después del punto 8, para volúmenes cada vez mayores de reactivo B agregado, la masa de precipitado que se forma se mantiene constante? 9. Con sus datos experimentales, calcule el número de moles de los reactivos empleados en cada vaso y el número de moles de precipitado obtenido en cada caso. Utilice la tabla 3. Tabla 3 P b ( N O 3 ) 2 K 2 C r O 4 P b C r O g/ mol Vaso No Volumen No de Volumen No de Masa No de (ml) mols ( ml ) mols exp. (g) mols

99 Trace la gráfica moles de precipitado obtenido (ordenadas) en función de las moles de reactivo B agregado (abscisas). Recuerde que el volumen de reactivo A se mantuvo constante. 11. Por qué razón considera usted que esta gráfica conserva la misma forma que la anterior? 12. Qué valor tiene la pendiente en la primera zona de la gráfica? 13. Tendría significado un valor fraccionario para esta pendiente? 14. Qué significado tiene que el valor de la pendiente sea un número entero? Justifique su respuesta en función de los datos de la tabla Qué significado químico tiene este valor? 16. Cómo explica usted que en los puntos 8 a 12 se obtenga una recta de pendiente igual a cero? 17. Cuál es el máximo número de moles de precipitado que se obtuvo? 18. De qué depende este valor? 19. Hay alguna relación entre este valor máximo y el punto de inflexión que se observa en las gráficas trazadas? 20. Qué conclusión se obtiene al observar los valores correspondientes al número de moles de los reactivos A, B y precipitado, en el punto de inflexión de las gráficas? 21. Qué especie actuó como reactivo limitante en la siguiente reacción química? 95

100 Pb(NO3)2 + K2CrO4 PbCrO4 + 2KNO3 22. Escriba sus conclusiones y definición de reactivo limitante. BIBLIOGRAFÍA Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México. 96

101 OBJETIVO PRACTICA. 17 COSTO DE PRODUCCION DE MATERIAS PRIMAS EN BASE AL PROCENTAJE DE REMDIMIENTO Calcular el costo de producción de una reacción química con base en costo de las materias primas. Efectuar cálculos estequiometricos para determinar el rendimiento de una reacción química a partir de datos experimentales. INTRODUCCIÓN La estequiometría es la parte de la química que se refiere a la determinación de las masas de combinación de las substancias en una reacción química. Esta cuantificación tiene como base la ley de la conservación de la masa establecida por Lavoisier que establece lo siguiente La suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos Para efectuar cálculos estequiometricos es necesario representar la reacción química por medio de una ecuación balanceada de la que a su vez es posible obtener información relacionada con el tipo de sustancias que participan en el proceso, propiedades físicas de las mismas, dirección o sentido de la reacción, absorción o desprendimiento de energía calorífica, etc. Ejemplo: De esta ecuación que representa la producción de amoniaco a partir de hidrogeno y nitrógeno, se puede decir que se trata de una reacción de síntesis, reversible, exotérmica, homogénea, cabalizada y en la que 6 unidades de masa 97

102 de hidrogeno se combinan con veintiocho unidades de nitrógeno, para producir treinta y cuatro unidades de masa de amoniaco. El amoniaco se emplea para producir fertilizantes. Estas unidades de masa pueden ser en gramos, kilogramos, toneladas, etc. Si la unida de masa se refiere específicamente al PESO MOLECULAR GRAMO, entonces se expresará en gramos, por que el peso molecular es la suma de los pesos atómicos de los átomos representados en la formula de la sustancia. En el caso anterior, el peso molecular de amoniaco es 17 y se encuentra representado dos veces según el balance de la ecuación. Pesos atómicos Peso molecular En un proceso industrial en el que ocurre una ecuación química es necesario hacer uso de la estequiometria con el fin de establecer un balance de materias, mismo que conlleva un balance económico al considerar el costo de las materias primas en las cantidades requeridas para una producción preestablecida La estequiometría permite resolver problemas inherentes al calculo de las cantidades de reactivos para obtener un producto o bien al calculo estequiometrico son PUREZA DE UN REACTIVO RENDIMIENTO DE UNA REACCIÓN La pureza de un reactivo: es la relación en la que se encuentra una sustancia en especie dentro de una muestra. 98

103 El rendimiento de una reacción química indica en que medida, un reactivo se convierte en producto o bien en que cantidad se obtiene un producto con respecto a una cantidad teórica o ideal esperada. Finalmente, con objeto de asegurarse que se consuma totalmente un reactivo se agrega otro en mayor proporción estequiometrica. Al principio se llama REACTIVO LIMITANTE y al segundo se la llama REACTIVO EN EXCESO. Ejemplo. Sea el proceso Se pregunta Qué cantidad de amoniaco se podrá obtener a partir de 100 de hidrogeno cuya pureza es del 99%, y nitrógeno en exceso, si la eficiencia de la reacción es del 80%? Solución. Los pesos moleculares representan las proporciones definidas en las que se combinan la sustancias, por lo que para cualquier otra cantidad de reactivo, habrá una cantidad proporcional de producto El resultado real se obtiene cuando se consideran los factores de pureza y rendimiento. Como se ve la cantidad real de producto disminuye con respecto al cálculo ideal por los factores antes mencionados 99

104 MATERIAL Y REACTIVOS vaso de precipitados de 100 ml. vaso de precipitados de 250 ml soporte universal con anillo y tela de asbesto embudo tallo largo para filtración simple mechero Bunsen agitador de vidrio pinzas para crisol vidrio de reloj espátula chica hoja de papel filtro de 10*10 cm. estufa con termómetro desecador balanza electrónica sustancias empleadas Limadura de hierro (Fe) de 98.5% de pureza Sulfato cuprico hidratado (cristales) Agua destilada PROCEDIMIENTO 1. Lave el vaso de precipitados y enjuaguuelo con agua destilada. No es necesario secarlo pero manéjelo todo el tiempo con las pinzas para crisol. 2. Agregue 50 ml de agua destilada al vaso y monte el equipo. 100

105 3. Pese el papel filtro y anote ese valor 4. Pese en el vidrio de reloj, limpio y seco, cinco gramos de sulfato cúprico penta hidratado y agréguelo al vaso con agua. Anote también el peso del vidrio de reloj limpio y seco 5. Agite con la varilla hasta disolución total luego caliente suavemente con flama baja para evitar que la solución comience a hervir. En ese momento, encienda la estufa para que alcance una temperatura comprendida entre 90 y 95 C 6. Al mismo tiempo, pese en el vidrio de reloj, lo mas exacto posible un gramo de limadura de hierro. 7. Adicione poco a poco la limadura al vaso y continué el calentamiento con flama baja. 8. cuando todo el hierro haya reaccionado suspenda el calentamiento y deje enfriar el vaso con su contenido Nota: el término de la reacción se percibe porque en el fondo del vaso debe haber un residuo en forma de polvo fino color rojo y en algunas ocasiones porque la solución pierde su color azul. 9. Proceda a filtrar, agitando constantemente la solución para evitar que parte del producto se quede en el vaso. Si esto sucede agregue un poco de agua destilada. Reciba el filtrado en un vaso de Lave el residuo obtenido y luego coloque el papel que contiene el polvo rojo extendido sobre el vidrio de reloj para su secado en la estufa. 11. Observe constantemente su producto para verificar que se haya secado completamente lo cual ocurre entre 10 y 20 minutos. 12. Una vez que esté seco. Llévelo al desecador para que se enfrié durante cinco minutos y luego péselo nuevamente. Anote este valor. 13. Determine la masa de producto obtenido experimentalmente. 101

106 Masa de producto = (masa final de vidrio + papel + residuo) - (masa de vidrio + papel) CONCLUSIÓN La estequiometría nos sirve para calcular y conocer la cantidad de materia de los productos que se forma a partir de los reactivos. En el caso de esta práctica, partimos que los reactivos son 5 gr. de CuSO4 y 1 gr. De Fe % de pureza. Durante la práctica, el reactivo limitante es el Fe2 ya que, durante la reacción química es el que se agota primero. Al hacer cálculos estequiométricos indicados en la pregunta 4 del cuestionario, obtenemos la cantidad de cobre esperada; esto porque debemos partir de la ley la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma en otras palabras, todo lo que entra debe salir. Es por eso que la ecuación química debe estar balanceada. Esta reacción es de sustitución simple y es endotérmica, ya que para efectuarse requerimos de energía calorífica. También se calcula la eficacia de nuestro experimento. CUESTIONARIO 1. Complete la ecuación de la reacción química de simple sustitución, llevada a cabo en esta práctica, con formular y nombres de las sustancias (reactivos y productos) 2CuSO4 (ac) + Fe2 (s) 2FeSO4 + Cu2 Donde: CuSO4 Sulfato cúprico Fe2 Limadura de Hierro FeSO4 Sulfato ferroso Cu2 Cobre 102

107 2. Clasifique este proceso de acuerdo con su dirección con el estado físico de las sustancias y de acuerdo con la energía calorífica requerida para llevarlo a cabo. Es endotérmico ya que para que se lleve acabo la reacción química necesito de energía calorífica, es irreversible porque la flecha indica una sola dirección y es de sustitución simple. 3. Qué sustancia es el polvo rojo que se obtiene como producto principal en esta reacción y que aplicaciones industriales tiene? Se obtiene cobre. La industria de transformación de los alimentos utiliza una cantidad importante de aleaciones de cobre y esto se debe a su elevada conductividad térmica, buena resistencia a la corrosión y fácil manejo. En la industria de los alimentos, el cobre es usado en pailas para la producción de mermelada y refinación de azúcar. Recipientes similares son usados en la fabricación de dulces y pastillas para propósitos médicos. El cobre también es utilizado en el manejo de alimentos líquidos. En la fabricación de cerveza, la fermentación se produce en calderas de cobre y el proceso de purificación del mismo se lleva a cabo en un equipo de destilación de cobre. En la industria química muchos recipientes de reacción y filtros son de cobre o aleaciones así como en diversos tipos de cambiadores de calor, esenciales en los procesos químicos, Tanques metálicos fabricados a base de cobre son usados para el almacenamiento de ácidos y otros productos químicos. En una refinería de petróleo, las columnas de destilación y torres para producir cloro etano (un solvente de grasas) son fabricadas con una aleación de bronce al silicio. 4. Calcule la masa de cobre que teóricamente se esperaba obtener, con base en el reactivo limitante que es 1 gramo de hierro de 98.5% de pureza. Datos. 5 gr. de CuSO4 103

108 1 gr. De Fe % de pureza 2CuSO4 + Fe2 2FeSO4 + Cu2 nfe2 = m / P. m. = 1 g/ g/mol = mol. 1 mol de Fe2 1 mol de Cu mol. de Fe mol de Cu2 m Cu2 = n * P. m. = mol * g/mol = gr. de Cu2 (ideal) m Cu2 = gr. de Cu2 (ideal) * (0.985) = gr. de Cu2 (real) 5. Existe diferencia entre el peso esperado teóricamente y el obtenido experimentalmente? Explique en cualquier caso. El peso obtenido experimentalmente de Cu2 fue de 0.9 gr y el teórico es de gr. Esto es porque durante el procedimiento del experimento pudo haberse medido mal o pudimos haber perdido materia en cada uno de los aparatos utilizados. 6. Determine el rendimiento de la reacción. 7. Qué cantidad de cobre podría obtenerse a partir de 100 g de hierro con una pureza de 99%, considerando además el rendimiento obtenido en el punto anterior? Datos. 104

109 5 gr. de CuSO4 100 gr. De Fe2 99% de pureza 80.29% de rendimiento 2CuSO4 + Fe2 2FeSO4 + Cu2 nfe2 = m / P. m. = 100 g/ g/mol = mol. 1 mol de Fe2 1 mol de Cu mol. de Fe mol de Cu2 m Cu2 = n * P. m. = mol * g/mol = gr. de Cu2 (ideal) m Cu2 = gr. de Cu2 (ideal) * (0.99) * (.8029) = gr. de Cu2 (real) 8. Investigue el costo de cada reactivo empleado en esta práctica y calcule el costo total de su experimento considerando únicamente las materias primas (agua, sulfato de cobre y hierro). Nota: deberá hacer una cotización, por lo menos, con dos proveedores diferentes. 9. Qué le representa a usted, como administrador industrial, el costo de una materia prima y el rendimiento de una reacción química? Como ingeniero en informática, representa información que podría ser necesaria para hacer un programa que calcule la materia necesaria para obtener una cantidad específica de cobre. A demás significan gastos para la empresa que se dedique a esta actividad. 10. Anote sus conclusiones generales de esta práctica. La estequiometría nos sirve para calcular y conocer la cantidad de materia de los productos que se forma a partir de los reactivos. 105

110 En el caso de esta práctica, partimos que los reactivos son 5 gr. de CuSO4 y 1 gr. De Fe % de pureza. Durante la práctica, el reactivo limitante es el Fe2 ya que, durante la reacción química es el que se agota primero. Al hacer cálculos estequiométricos indicados en la pregunta 4 del cuestionario, obtenemos la cantidad de cobre esperada; esto porque debemos partir de la ley la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma en otras palabras, todo lo que entra debe salir. Es por eso que la ecuación química debe estar balanceada. Esta reacción es de sustitución simple y es endotérmica, ya que para efectuarse requerimos de energía calorífica. También se calcula la eficacia de nuestro experimento. BIBLIOGRAFÍA Diccionario Enciclopédico Ed. Océano, Edición 1995 Paul E. Tippens. Física, Conceptos Y Aplicaciones Ed. Mc Graw Hill, 5a Edición México 1996, Pág Smoo Robertt, Price Jack. Química: Un curso moderno. Ed. CECSA, 12a Edición. México 1990, Pág Paul Ander, Anthony J. Sonsea. Principios de Química. Introducción a los conceptos básicos. Ed. Limusa, Pág. 413 Guillermo Garzón G. Fundamentos de Química General. Ed. Mc. Graw Hill, Pág

111 PRACTICA 18. EJERCICIOS DE SINTESIS PARA ESTEQUIOMETRIA OBJETIVO Esta práctica tiene por objetivo afianzar los conceptos adquiridos en clase sobre reacción química y eficiencia de reacción e introducir al estudiante en las operaciones básicas frecuentes en la síntesis de sustancias inorgánicas a escala de laboratorio. INTRODUCCION SINTESIS DEL SULFATO DE SODIO El sulfato de sodio, Na 2 SO 4, es uma sal higroscópica que cristaliza a partir de soluciones acuosas em su forma hiddratada, Na 2 SO 4 10.H 2 O. Este compuesto tiene la particularidad de cristalizar en su forma anhidra a partir de soluciones de concentración superior al 55% y temperaturas mayores de 31 C o bien, en su forma de sal deca-hidradata, cuando la temperatura de las soluciones madres es inferior a 30 C. Para efectos de la práctica, tengase en cuenta que la solubilidad del sulfato de sodio decahidratado es, aproximadamente del 55% P/V ( peso a volumen ) a 30 C, del 20% a 20C y del 6% a 0C. El procedimiento de síntesis consiste simplemente en mezclar las soluciones de hidróxido de sodio y ácido sulfúrico en proporción estequiométrica para formar la sal, que puede desprenderse bajo la forma de un precipitado anhidro- si la energía de reacción es suficiente para elevar la temperatura de la mezcla por encima de 31-C o como sal hidratada en caso contrario. Para obtener la sal hidratada, en cualquiera de los casos, se enfría la mezcla reaccionante hasta aproximadamente 0C en un baño de hielo y se filtran los cristales formados de modo convencional. El resiudo se lava deos veces con 107

112 pequeñas cantidades de etanol comercial para retirar los residuos de fenolftaleina y agua y posteriormente de seca a 20 C durante 15 minutos antes de pesar. MATERIALES Y REACTIVOS Dos vasos de precipitados de 100 ml de capacidad Un vaso de precipitados de 250 ml de capacidad Dos poetas graduadas de 25 ml Un embudo de vidrio Vidrio de reloj Un aro de hierro o soporte para el embudo Papel filtro cualitatirvo Termómetro escala C Varilla de vidrio Frasco lavador Solución de NaOH 4 M Solución de H 2 SO 4 2.M Además de los anteriores materiales y reactivos, cada grupo de estudiantes deberá llevar a la práctica, paños absorbenes o toallas de papel blancas, marcadors tinta indeleble, cinta de enmascarar y vaselina como elementos genéticos para todas las prácticas. En particular, para esta, se debe llevar como materiales adicionales una botella de etanos comercial por sesión de laboratorio. PROCEDIMEINTO Coloque en un vaso de precipitados de 100 ml de capacidad, una alícuota de 10 ml de solución de ácido sulfúrico de concentración 2M y 108

113 ajuste este recipiente dentro de otro vaso de precipitados de 250 ml que contenga algunos trozos de hiela, con el propósito de refrigerar la mezcla reaccionanate. Adicione dos gotas de indicador fenolftaleina y, lentamente desde una bureta y con agitación constante, 10 mls de solución de hidróxido de sodio 4.0M Cerciorese de adicionar una cantidad equivalente de hidroxido, manteniendo el goteo desde la bureta hasta que en mezcla reaccionante persista una muy débil coloración rosada. Retire entonces la bureta de hidróxido de sodio y enfríe la mezcla reaccionante hasta cuando su temperatura descienda a C. Homogenice vigorosamente durante aproximadamente cinco minutos y deje la mezcla, lo más cerca posible a 0 C, durante por lo menos 15 minutos. Controle esta temperatura utilizando un termómetro. Pase la mezcla reaccionante a través de un pales filtro, grado cualitativo y lave sobre él los cristales de sulfato de sodio deca-hidratado con pequeñas porciones de etanol. Acomode el papel filtro con los cristales sobre un vidrio de reloj y lléveselos, primero a una estufa a 25 C durante 10 minutos y luego a un desecador durante 10 minutos más. Retire y pese el producto. Calcule la eficiencia de la reacción que acaba de realizar. Preguntas y Temas de reflexión 1. Explique con sus propies palabras, porqué es necesrio en esta experiencia que la cantidad de hidróxido de sodio sea equivalente a la del ácido sulfúrico? 109

114 2. Qué sucedería si el número de equivalentes-gramo de ácido sulfúrico es apreciablemente mayor que el de hidríoxido de sodio? Qué sucedería en caso contratio? 3. Consulte en un texto de química analítica cualitativa el comportamiento de la solubilidad del sulfato de sodio en función de la temperatura. cómo se afectaría la eficiencia de la reacción si en el proceso de síntesis la mezcla se sobre-calienta por encima de 50C? Cómo se afectaría la eficiencia de la reacción si en el proceso de síntesis la mezcla se filtra a 10 C? 4. Cómo afecta a la eficiencia de la reacción las impurezas de humedad en los cristales de sulfato de sodio? 5. Qué tanto sulfato de sodio permanece aún en las aguas madras de la mezcla reaccionante en forma de solución? 6. Si se realiza esta práctica de acuerdo a la metodología descrita y sin error alguno, Cuál sería la eficiencia máxima alcanzada? Bibliografía Philips Strozag & Wistrom. Química. Capítulos 1 y 3. McGraw Hilla. Bogotá, Colombia Inteamericana Editores, Chang Raymond. Química. Capítulos varios. Mc Graw Hill Interamericana Editores, Curtman, J. Análisis Químico Cualitativo. Manuel Martin. Barcelona, España

115 PRACTICA. 19 IDENTIFICACIÓN DE COMPUESTOS OBJETIVO El objetivo de la práctica es que aprendamos a diferenciar un compuesto orgánico de uno inorgánico por sus puntos de ebullición, estabilidad térmica y conductividad electrónica, todo con sustancias que usamos todos los días. INTRODUCCION Diferencia entre un compuesto orgánico y uno inorgánico Entre las diferencias más importantes se encuentran: -Todos los compuestos orgánicos utilizan como base de construcción al átomo de carbono y unos pocos elementos más, mientras que en los compuestos inorgánicos participan a la gran mayoría de los elementos conocidos. -En su origen los compuestos inorgánicos se forman ordinariamente por la acción de las fuerzas fisicoquímicas: fusión, sublimación, difusión, electrolisis y reacciones químicas a diversas temperaturas. La energía solar, el oxígeno, el agua y el silicio han sido los principales agentes en la formación de estas sustancias. -Las sustancias orgánicas se forman naturalmente en los vegetales y animales pero principalmente en los primeros, mediante la acción de los rayos ultravioleta durante el proceso de la fotosíntesis: el gas carbónico y el oxígeno tomados de la atmósfera y el agua, el amoníaco, los nitratos, los nitritos y fosfatos absorbidos del suelo se transforman en azúcares, alcoholes, ácidos, ésteres, grasas, aminoácidos, proteínas, etc., que luego por reacciones de combinación, hidrólisis y polimerización entre otras, dan lugar a estructuras más complicadas y variadas. 111

116 -La totalidad de los compuestos orgánicos están formados por enlace covalentes, mientras que los inorgánicos lo hacen mediante enlaces iónicos y covalentes. -La mayoría de los compuesto orgánicos presentan isómeros (sustancias que poseen la misma fórmula molecular pero difieren en sus propiedades físicas y químicas); los inorgánicos generalmente no presentan isómeros. -Los compuestos orgánicos encontrados en la naturaleza, tienen origen vegetal o animal, muy pocos son de origen mineral; un buen número de los compuestos inorgánicos son encontrados en la naturaleza en forma de sales, óxidos, etc. -Los compuestos orgánicos forman cadenas o uniones del carbono consigo mismo y otros elementos; los compuestos inorgánicos con excepción de algunos silicatos no forman cadenas. -El número de los compuestos orgánicos es muy grande comparado con el de los compuestos inorgánicos. PRUEBA 1 Materiales y reactivos Reactivos: agua destilada NaCl alcohol benceno azúcar Materiales electroscopio recipiente aislante 112

117 Procedimiento Se mezcla el agua destilada con la sal, el alcohol con el benceno, y el agua destilada con el azúcar y se determina si hay o no presencia d cargas Anota tus resultados PRUEBA 2 Materiales y Reactivos Materiales termómetro Reactivos acetona benceno agua Procedimiento 113

118 Se calientan los reactivos por separado asta llegar al punto de ebullición y con el termómetro ver cual es su temperatura para comparar. Anota tus resultados PRUEBA 3 Materiales y reactivos Materiales encendedor plato de vidrio Reactivos NaCl Azúcar Acetona Tierra 114

119 Vidrio Plástico Procedimiento Se ponen los reactivos (por separado) en contacto con el fuego y comparamos. Anota tus resultados BIBLIOGRAFIA Química, La Ciencia Central. Brown Prentice Hall. México

120 PRACTICA. 20 SÍMBOLOS DE RIESGO O PELIGROSIDAD, REACCIONES QÚMICA Y UTILIDAD DEL PAPEL TORNASOL OBJETIVO a) Identificar los direfentes símbolos de riesgo y peligrosidad en las diferentes sustancias y reactivos que se utilizan en el de laboratorios. b) Identificar cuando se llevan a cabo reacciones exotérmicas. c) Conocer la utilización del papel tornasol. INTRODUCCION Para la correcta manipulación de los productos peligrosos es imprescindible que el usuario sepa identificar los distintos riesgos intrínsecos a su naturaleza, a través de la señalización con los símbolos de peligrosidad respectivos. Los símbolos de riesgo o peligrosidad son pictogramas o representaciones impresas en fondo anaranjado, utilizados en rótulos o informaciones de productos químicos. Éstos sirven para advertir sobre la peligrosidad o riesgo de un producto. La etiqueta es, en general, la primera información que recibe el usuario y es la que permite identificar el producto en el momento de su utilización. Todo recipiente que contenga un producto químico peligroso debe llevar, obligatoriamente, una etiqueta bien visible en su envase que, redactada en el idioma oficial del Estado, contenga: a) Nombre de la sustancia o del preparado. Incluido, en el caso de los preparados y en función de la peligrosidad y de la concentración de los distintos componentes, el nombre de alguno(s) de ellos b) Nombre, dirección y teléfono del fabricante o importador. Es decir del responsable de su comercialización. 116

121 Ahora se presenta una tabla con los símbolos de peligrosidad y su respectivo significado: TABLA DE SÍMBOLOS DE RIESGO O PELIGROSIDAD E Explosivo O Comburente Clasificación: Sustancias y preparaciones que reaccionan exotérmicamente también sin oxígeno y que detonan según condiciones de ensayo fijadas, pueden explotar al calentar bajo inclusión parcial. Precaución: Evitar el choque, Percusión, Fricción, formación de chispas, fuego y acción del calor. Clasificación: (Peróxidos orgánicos). Sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, producen reacción fuertemente exotérmica. Precaución: Evitar todo contacto con sustancias combustibles. 117

122 Peligro de inflamación: Pueden favorecer los incendios comenzados y dificultar su extinción. F+ Extremadamente inflamable F Fácilmente inflamable Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 0ºC y un punto de ebullición de máximo de 35ºC. Gases y mezclas de gases, que a presión normal y a temperatura usual son inflamables en el aire. Precaución: Mantener lejos de llamas abiertas, chispas y fuentes de calor. Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 21ºC, pero que NO son altamente inflamables. Sustancias sólidas y preparaciones que por acción breve de una fuente de inflamación pueden inflamarse fácilmente y luego pueden continuar quemándose ó permanecer incandescentes. Precaución: Mantener lejos de llamas abiertas, chispas y fuentes de calor. 118

123 T+ Muy Tóxico T Tóxico C Corrosivo Clasificación: La inhalación y la ingestión o absorción cutánea en MUY pequeña cantidad, pueden conducir a daños de considerable magnitud para la salud, posiblemente con consecuencias mortales. Precaución: Evitar cualquier contacto con el cuerpo humano, en caso de malestar consultar inmediatamente al médico! Clasificación: La inhalación y la ingestión o absorción cutánea en pequeña cantidad, pueden conducir a daños para la salud de magnitud considerable, eventualmente con consecuencias mortales. Precaución: evitar cualquier contacto con el cuerpo humano. En caso de malestar consultar inmediatamente al médico. En caso de manipulación de estas sustancias deben establecerse procedimientos especiales! Clasificación: Sustancias y preparaciones que reaccionan exotérmicamente también sin oxígeno y que detonan según 119

124 condiciones de ensayo fijadas, pueden explotar al calentar bajo inclusión parcial. Precaución: Evitar el choque, Percusión, Fricción, formación de chispas, fuego y acción del calor. Xi Irritante Clasificación: Sin ser corrosivas, pueden producir inflamaciones en caso de contacto breve, prolongado o repetido con la piel o en mucosas. Peligro de sensibilización en caso de contacto con la piel. Clasificación con R43. Precaución: Evitar el contacto con ojos y piel; no inhalar vapores. Clasificación: En el caso de ser N liberado en el medio acuático y no Peligro para el acuático puede producirse un daño medio ambiente del ecosistema por cambio del equilibrio natural, inmediatamente o con posterioridad. Ciertas sustancias o sus productos de transformación pueden alterar simultáneamente diversos compartimentos. Precaución: Según sea el potencial de peligro, no dejar que alcancen la canalización, en el suelo o el medio 120

125 ambiente! Observar las prescripciones de eliminación de residuos especiales. PROCEDIMIENTO 1 Tu maestro te proporcionará una serie de sustancias en las cuales identificarás el tipo de sustacias de que se trate en base a su grado de peligrosidad. Completa la siguiente tabla. sustancia Grado de peligrosidad sustancia Grado de peligrosidad PROCEDIMIENTO 2 Reacciones Químicas Una reacción química ocurre cuando una o varias sustancias se transforman en otras nuevas, con propiedades físicas y químicas diferentes. Generalmente están acompañadas de algún cambio observable como cambio de color, olor, producción de gases, formación de precipitado, variación de la temperatura, etc. En las reacciones químicas podemos reconocer dos tipos de sustancias, los reactivos y los productos. Los reactivos son las sustancias que se ponen en contacto para que ocurra la reacción química. Los productos son las sustancias obtenidas luego de que ocurre la reacción química. 121

126 Al ocurrir un cambio químico ocurre la ruptura de enlaces o la formación de enlaces nuevos, por lo que se requiere un aporte de energía o un desprendimiento de energía. Una reacción química se considera endergónica cuando se absorbe energía, o requiere de energía para llevarse a cabo (endotérmica si se trata de energía térmica). Una reacción química se considera exergónica cuando la reacción desprende energía (exotérmica si se trata de energía térmica). Una reacción química también se clasifica según el tipo de sustancia en reacciones de combinación (se produce un solo compuesto a partir de dos o más sustancias), descomposición (el reactivo se separa en varias sustancias), desplazamiento (un elemento toma el lugar de otro en un compuesto) o doble desplazamiento (desplazamiento de aniones por aniones y de cationes por cationes). Experimento de mezclar Aluminio (Al) con Ácido Clorhídrico (HCl) La realización de experimentos tiene una importancia fundamental en el proceso de aprendizaje de la Química. Los conocimientos teóricos deben ponerse a prueba en la práctica para obtener un mejor aprendizaje, tal como lo dijo Confucio: "Me lo contaron y lo olvide. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí." Mediante este experimento observaremos una reacción química. Para el desarrollo necesitaremos los siguientes instrumentos de laboratorio: a) Gradilla. b) Tubos de ensayo. c) Pinzas para tubos de ensayo. 122

127 Los reactantes que utilizaremos son: a) Ácido clorhídrico (HCl) b) Aluminio (Al) en trozos (papel de Aluminio). El procedimiento es el siguiente: en un tubo de ensayo colocamos 5 ml de Ácido Clorhídrico en estado líquido. Luego agregamos algunos pequeños trozos de Aluminio en estado sólido (papel de Aluminio en nuestro experimento). Se debe tener la precaución de hacerlo despacio. Este experimento también se puede hacer con agua (H2O) y Cloruro de Sodio (HCl), no necesariamente tiene que ser Cloruro de Sodio puro para que resulte bien nuestro experimento. Un esquema gráfico del con su respectiva ecuación química y balanceo del experimento se presenta a continuación: 123

128 Lo que ocurre durante el experimento es que se observa un burbujeo y el Aluminio se empieza a deshacer, al tiempo que se produce calor y hay desprendimiento de vapor o vaporación. En este experimento observamos definitivamente una reacción química, pues el Aluminio ya no se puede recuperar porque ha sufrido una transformación o cambio químico. Afirmamos que esta reacción es exotérmica porque desprende calor. Al tocar el tubo de ensayo sentimos cómo la temperatura aumenta al producirse la reacción química. UTILIDAD DEL PAPEL TORNASOL 124