UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL

Transcripción

1 UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL DOCENTES SONIA TORRES MARTHA NOVOA GUSTAVO MOJICA GUSTAVO GAITAN HUMBERTO TORRES LUISA NAVARRETE BOGOTÁ, D.C., COLOMBIA JULIO DE 2012

2 INDUCCIÓN NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO FECHA: JULIO DE 2012 OBJETIVOS Reconocer señales y símbolos relacionados con la seguridad en el Laboratorio. Conocer las normas generales de seguridad en el Laboratorio. Identificar y aplicar las normas sobre el manejo de reactivos químicos. Identificar los lineamientos generales sobre el trabajo en el Laboratorio de Química General GENERALIDADES La seguridad en el laboratorio incluye un conjunto de protocolos de trabajo que toman en cuenta no solo el conocimiento de riesgo y las normas de prevención, sino también la definición de las normas de acción para cuando ocurra un accidente; existen factores objetivos relativos al riesgo y factores humanos. El trabajo en el Laboratorio de Química no significa peligro, pero existe la posibilidad que se produzcan accidentes ya sea por el manejo inadecuado de sustancias químicas o por falta de precaución en la manipulación de materiales con los que se trabaja. 1. Señalización indica de manera inmediata los posibles riesgos de carácter general. Existen múltiples señales reconocidas internacionalmente que informan aspectos diferentes: Color azul: riesgos para la salud Color rojo: inflamable Color amarillo: grado de inestabilidad de compuestos 2. Normas de seguridad para personal de Laboratorio: la seguridad como prevención está definida por una serie de barreras Primarias: localizadas en torno al origen del riesgo (hacer la práctica adecuadamente) Secundarias: localizadas en el círculo del practicante (relacionada con la higiene personal (cabello recogido, uñas cortas, pipeteadores, etc.) Terciarias: localizadas alrededor del laboratorio (no sacar ningún material tóxico del laboratorio) 3. Indicaciones de bioseguridad Evitar el consumo de alimentos y bebidas dentro del laboratorio. En el laboratorio se manipulan muchas sustancias tóxicas, evitar su contacto con la piel y las mucosas. Si se produce contacto con ácidos o bases se debe lavar con abundante agua e informar inmediatamente al profesor. No percibir olores directamente de recipientes recién destapados y mucho menos saboree ninguna sustancia. Cuando se estén calentando tubos de ensayos, no ubicar de frente la boca del mismo, pueden saltar líquidos en ebullición y causar quemaduras. Mantener en el sitio de trabajo una toalla o bayetilla pequeña para limpieza. En caso de accidente evitar el pánico y NO CORRER dentro del laboratorio.

3 Una vez finalizada la práctica asegurarse que hayan quedado cerradas las llaves de agua y gas. 4. Precauciones Importantes Llevar guantes puestos. Usar gafas de laboratorio. Usar máscara para gases. No mezclar sustancias sin conocimiento de su comportamiento. Usar bata blanca durante el trabajo en el laboratorio. Usar encendedores de chispa por fricción y no fósforos. No pipetear con la boca; usar dispensadores (pipeteadores) o pipetas automáticas para este fin. No pipetear varias sustancias con el mismo instrumento. No comer, beber, fumar, almacenar alimentos o aplicar cosméticos. Realizar todos los procedimientos técnicos en la forma indicada. Secar bien las manos antes de iniciar el trabajo. No trabajar con equipos eléctricos si se ha derramado algo sobre ellos. Leer la guía correspondiente y seguir las instrucciones estrictamente. Tener detergente líquido y lavarse las manos al terminar la práctica. Dejar limpio y seco el puesto de trabajo. Tener escobilla (churrusco) para lavado de material durante y al terminar la práctica. 5. Normas sobre manejo de reactivos Químicos Leer cuidadosamente la etiqueta de identificación del reactivo. Verificar que se esté usando la sustancia adecuada. Verificar el grado de peligrosidad. Conocer de forma general cómo puede llegar a reaccionar (al diluir ácidos fuertes, añadir siempre ácido al agua, nunca al revés y hacerlo lentamente). No dejar los frascos abiertos o abandonados sobre las mesas de trabajo y una vez utilizados cerrarlos y dejarlos en su lugar. No sujetar los frascos de los reactivos por el cuello. 6. Recomendaciones Adicionales a los estudiantes de Laboratorio a. El laboratorio es el sitio de trabajo, por tanto se debe mantener limpio y ordenado. b. El material que se utiliza se debe entregar limpio al depósito. c. Todo material que se rompa o extravié, debe reponerse en la práctica siguiente. d. El ingreso al laboratorio debe hacerse con bata, de lo contrario el estudiante NO podrá hacerlo recibiendo calificación de cero (0) y falla. e. El estudiante debe presentarse al laboratorio a la hora puntual, de lo contrario se le colocará falla. f. Antes de cada práctica se realizará un quizz, sobre el tema que trate dicha práctica. g. Lo experimental y lo teórico hacen parte integral de la asignatura por lo tanto las dos deben ser muy importantes. g. El Estudiante debe presentar los resultados y cálculos de la práctica cuando el profesor así lo considere. h. En caso de inasistencia a un laboratorio se colocará nota de cero y falla, evitar inasistencias al laboratorio, pues éstas pueden conducir a la pérdida de la asignatura.

4 IMPORTANTE: el laboratorio de Química General se evalúa mediante: Asistencia Informe de Laboratorio Parámetros de presentación de informes de Laboratorio: el informe de laboratorio es un documento escrito que se debe presentar por grupos, en el cual se debe incluir básicamente: 1. Título y objetivos 2. Aspectos Teóricos 3. Procedimiento (diagrama de flujo) 4. Tabla de datos (gran población de datos) 5. Muestra de cálculos (si la práctica lo requiere) y Resultados 6. Resolución del cuestionario presente en la guía 7. Conclusiones 8. Aplicaciones de la práctica a la profesión 9. Bibliografía Nota: cantidad de hojas no significa calidad, por tanto al redactar el informe de laboratorio, se debe seleccionar adecuadamente la información reflejando los aspectos más importantes. ES OBLIGATORIO EN EL LABORATORIO EL USO DE BATA GUANTES DE NITRILO Y GAFAS DE SEGURIDAD

5 TALLER: RECONOCIMIENTO DE MATERIAL DE LABORATORIO Y NORMAS DE SEGURIDAD NOMBRE: CODIGO: INTRODUCCION El sentido del laboratorio no puede limitarse a un aprendizaje de métodos o de una ilustración de la teoría, se trata de dar un significado en el aprendizaje al hecho de la ciencia es una actividad teórico-experimental. El taller propuesto está elaborado para familiarizar a los estudiantes con los materiales, los montajes, las operaciones más usuales y la seguridad industrial en el laboratorio de Química General necesarias en el ejercicio de su trabajo profesional. La norma NFPA 704 es el código que explica el "diamante de fuego" (figura A) establecido por la Asociación Nacional de Protección contra el Fuego (inglés: National Fire Protection Asociation), utilizado para comunicar los riesgos de los materiales peligrosos. Las cuatro divisiones tienen colores asociados con un significado. El azul hace referencia a los riesgos para la salud, el rojo indica el peligro de inflamabilidad y el amarillo los riesgos por reactividad: es decir, la inestabilidad del producto. A estas tres divisiones se les asigna un número de 0 (sin peligro) a 4 (peligro máximo). En la sección blanca puede haber indicaciones especiales para algunos materiales; oxidantes, corrosivos, reactivos con agua o radioactivos. Igualmente el Sistema de Identificación de las Naciones Unidas utilizado para comunicar los riesgos del transporte de materiales peligrosos se realiza a través de números y pictogramas (figura B). Es importante conocerlo y tenerlo en cuenta para ayudar a mantener el uso seguro de productos químicos. Un ejemplo de esta codificación es el pictograma Diamante de fuego y sistema de las naciones unidas para el Etanol. Figura A

6 Figura B OBJETIVOS Identificar el material de uso común en un laboratorio de química. Clasificar las sustancias químicas por el peligro que entrañan y etiquetarlas mediante pictogramas de peligro normalizados. 1. PREGUNTAS PROBLEMA Qué es la identificación y Comunicación de Riesgos? Qué determina la resistencia en un vidrio refractario? Cuál es la estructura química de la cerámica? 2. METODOLOGÍA El taller se realizará individualmente previa consulta bibliográfica y luego complementar con observación directa del material Clasificar el siguiente material en: a) vidrio, b) porcelana y c) metálico. Escribir sobre la línea.

7 2.2. Utilizando la siguiente notación clasificar el material de vidrio en: R = refractario, NR= no refractario Relacionar el material de laboratorio representado con las letras de los nombres escritos:

8 A. balón volumétrico D. balón de destilación G. embudo vástago corto B. embudo de decantación E. nuez H. aro metálico C. pinzas para tubo de ensayo F. churrusco. I. espátula 2.4. Nombrar cada uno de los siguientes elementos utilizados comúnmente en el laboratorio Describir brevemente la utilidad de cada uno de los siguientes instrumentos: a) Pipeta: b) Picnómetro: c) Bureta: d) Crisol: e) Probeta: f) Tubo de Thiele:

9 g) Erlenmeyer: 2.6. Clasificar las siguientes sustancias químicas con base a los pictogramas: a) HNO 3 : g) acetona: b) H 2 SO 4 : h) ciclohexano: c) HCl: i) alcohol etílico: d) ácido fosfórico: l) yodo: Acetona F Anhídrido acético C Fenol T Ácido acético C Anilina T Yodo X Ácido clorhídrico C Bario (sales) X Mercurio (sales) T Ácido cloroacético T Benceno F + T Naftol (α, β) X Ácido fluorhídrico C + T Boro fluoruro F + T Piridina F + T Ácido fosfórico C Bromo C Potasio dicromato X Ácido nítrico O + C Carbono sulfuro F + T Potasio clorato O + X Ácido oxálico X Carbono tetracloruro T Potasio permanganato O Ácido perclórico O + C Ciclohexano F Potasio hidróxido C Ácido pícrico X Cloroformo X Sodio cianuro T Ácido sulfúrico C Dinitrobenceno T Sodio fluoruro T Agua oxigenada C Dinitrofenol T Sodio hidróxido C Alcohol etílico F Éter etílico F Sodio nitrito O Alcohol metílico F + T Tricloroetileno X Talio (sales) T Aldehído fórmico T Fenildrazina X Tolueno F + X 2.7. A continuación se encuentran varios montajes que se utilizan para separar ciertas mezclas y sustancias, identificar el tipo de montaje según corresponda.

10 Figura 1. Figura 2. Figura 3. Figura 4. Figura 5. Figura 6 Figura 7 Figura 8 3. BIBLIOGRAFÍA Whitten, K., Davis, R., Peck, M., Stanley, G. Química., Cengage Learning, Octava Edición. Mexico, Brown, T.L. LeMay, H.E. & Bursten, B.E. Química: La ciencia central. Pearson-Prentice, Novena edición. México, Chang, R. Química. McGraw-Hill, Décima edición, China, Budavari, S. The Merck Index: an encyclopedia of chemical drugs and biological. Guide for safety in the chemical laboratory. Manufacturing Chemists Association. Whitehouse station, Merck & CO. 12 th edition. NY.

11 DENSIDAD: PROPIEDAD FÍSICA DE LA MATERIA FECHA: JULIO DE 2012 OBJETIVOS Identificar la densidad como una propiedad física de la materia. Determinar la densidad de varios compuestos líquidos y algunos materiales sólidos, a través de diferentes métodos. 1. GENERALIDADES Una forma de identificar sustancias es por medio de las propiedades físicas y químicas; una propiedad física es aquella que se puede observar y medir sin que se modifique la naturaleza de la sustancia es decir, sin que se produzcan cambios en su composición como es el caso de la determinación del punto de fusión, ebullición, densidad, etc. Las propiedades químicas se relacionan con cambios de composición y como ejemplo de ello se tiene la reacción de magnesio con oxígeno o la combustión de hidrógeno, en las que la sustancia se transforma en otra químicamente diferente. Densidad: es una propiedad intensiva puesto que no depende de la cantidad de masa presente, para una sustancia dada la relación masa a volumen siempre será la misma es decir, que el volumen aumenta conforme aumenta la masa. Usualmente la densidad se expresa en g/ml. 2. MATERIALES Y REACTIVOS 1 Balanza analítica 2 Vasos de precipitados (150 y 250 ml) 1 Picnómetro (10.0 ml) 1 Probeta (25 ml) 1 Termómetro ( -10 a 110 ºC) 1 Pipeta aforada (10.0 ml) 1 Pipeteador Etanol Acetona Agua destilada Sólidos de metal, caucho, corcho, plástico. 3. PROCEDIMIENTO 3.1. Determinación de la densidad de líquidos - Método a: pesar un vaso de precipitados limpio y seco, medir con pipeta aforada (cantidad indicada por la pipeta) el líquido de interés, pasarlo al vaso de precipitados y pesar nuevamente, medir la temperatura. Repetir la medida y promediar los datos. - Método b: pesar el picnómetro limpio y seco, luego llenarlo con el líquido de interés y pesar nuevamente registrando el peso. Vaciar el líquido del picnómetro al recipiente respectivo, lavar el picnómetro y llenarlo con agua destilada y volver a pesar. Determinar la densidad del líquido utilizando la siguiente fórmula:

12 ( ) ( ) donde m l : masa picnómetro + líquido interés m a : masa picnómetro + agua destilada m 0 : masa picnómetro vacío Datos Masa (g) vaso precipitados: Volumen (ml) líquido: Temperatura (ºC) de trabajo: Volumen (ml) Picnómetro: Líquido Acetona Agua Alcohol Masa (g) Método a Método b 3.2. Determinación densidad de sólidos - Pesar el sólido de interés. - Poner en la probeta una cantidad exacta de agua, registrar el volumen (ml) como volumen inicial. - Sumergir en la probeta con agua el sólido previamente pesado, registrar nuevamente el volumen (ml) como volumen final. - Determinar el volumen del sólido como la diferencia entre el volumen final e inicial Datos Sólido Masa (g) Volumen (ml) 4.CÁLCULOS Y CUESTIONARIO. a) Determinar la densidad de los líquidos empleados, teniendo en cuenta los métodos a y b. b) Comparar la densidad hallada experimentalmente de cada uno de los líquidos con la que aparece registrada en literatura y establecer cuál de los métodos resulta ser más adecuado. c) Calcular la densidad de cada uno de los sólidos empleados y explicar el principio físico por el cual es posible determinar dichas densidades. d) Explicar brevemente como se podría determinar experimentalmente la densidad de una roca que pesa una tonelada. e) Mencionar cuatro diferentes propiedades físicas y químicas. 5. BIBLIOGRAFÍA Whitten, K., Davis, R., Peck, M., Stanley, G. Química., Cengage Learning, Octava Edición. Mexico, Brown, T.L. LeMay, H.E. & Bursten, B.E. Química: La ciencia central. Pearson-Prentice, Decimo primera edición. México, Chang, R. Química. McGraw-Hill, Décima edición, China, 2010.

13 MEZCLAS: OPERACIONES FUNDAMENTALES DE SEPARACIÓN FECHA: JULIO DE 2012 OBJETIVOS Identificar las clases de mezclas (homogénea o heterogénea) con base en la observación de sus características físicas. Separar mezclas homogéneas y/o heterogéneas, mediante algunas operaciones básicas de laboratorio Precisar los fundamentos de separación en cada método. 1. GENERALIDADES Se denomina mezcla a la unión de dos o más sustancias; mezclas homogéneas cuando se forma una sola fase y heterogéneas cuando se forman dos o más fases. Para separar dicha mezcla en sus componentes originales se emplean ciertas técnicas de separación que dependen de las características y la clase de mezcla. Las operaciones fundamentales de separación y de mayor uso a nivel industrial y laboratorio corresponden a: precipitación, decantación, filtración, centrifugación, evaporación, destilación. Cada una de estas operaciones se fundamenta en un principio físico, el cual permite que se lleve a cabo la separación. 2. MATERIALES Y REACTIVOS Filtración manual o por gravedad: 1 soporte universal, 1 aro metálico con llave, 1 embudo de vidrio ordinario vástago corto, 1 vaso de precipitados (150 ml), papel filtro cualitativo. Evaporación: 1 plancha de calentamiento, 1 capsula de porcelana. 1 Centrifuga con tubos 1 Vaso de precipitados (250 ml) 1 Probeta (25 ml) 1 Agitador de vidrio Agua destilada Solución Nitrato de Plomo (5%) Solución Cloruro de Sodio (5%) 2 Tubos de ensayo 3. PROCEDIMIENTO Precipitación: en el vaso de precipitados de 250 ml, mezclar 25 ml de cada una de las soluciones de Nitrato de Plomo y Cloruro de Sodio. Agitar y describir las observaciones. a) Escriba la reacción química balanceada. b) Identificar la clase de mezcla, mencionando el producto de color blanco obtenido Decantación: agitar la mezcla obtenida en el literal anterior y separar en un tubo de ensayo una pequeña cantidad (no más de 20 ml), dejarla en reposo por espacio de 5 minutos. Intentar separar el sobrenadante sin que se pase el sólido que se ha depositado en el fondo del vaso Centrifugación: agitar la mezcla del literal 3.1. y separar en el tubo para centrifuga la cantidad adecuada, colocar en la centrífuga de acuerdo a instrucciones dadas por el profesor. Centrifugar a

14 800 rpm durante 5 minutos, esperar a que el carrusel de la centrifuga se detenga, retirar los tubos y observar. a) Qué sucede si el peso de los tubos de ensayos con respecto al centro de giro, no se encuentra equilibrado? b) Existe alguna diferencia con respecto a la separación por decantación? A qué se puede atribuir dicha diferencia? 3.4. Filtración: colocar adecuadamente el papel filtro en el embudo y comenzar a adicionar parte de la mezcla obtenida en el literal 3.1., recoger el sobrenadante en el vaso de precipitados de 150 ml. a) A qué se debe el paso de sólido a través del papel filtro? b) A qué se debe que el filtrado pase totalmente transparente? c) Qué pasa con la velocidad de filtración a medida que ésta continúa? 3.5. Evaporación: en una cápsula de porcelana colocar una pequeña cantidad del sobrenadante obtenido en el literal 3.4. Iniciar el calentamiento hasta lograr evaporar por completo toda el agua. Observar el fondo de la cápsula de porcelana. a) A qué corresponde el residuo en la cápsula? b) Se podrá lograr la salida de todo el solvente (en este caso agua) sin calentamiento? c) Si el solvente fuera alcohol, la salida de éste seria más rápida? 4. CUESTIONARIO a) Responder cada una de las preguntas que se encuentran incluidas en el procedimiento. b) Explicar brevemente cual es el fundamento de cada uno de los métodos de separación utilizados en la práctica incluyendo destilación. 5. BIBLIOGRAFÍA Whitten, K., Davis, R., Peck, M., Stanley, G. Química., Cengage Learning, Octava Edición. Mexico, Brown, T.L. LeMay, H.E. & Bursten, B.E. Química: La ciencia central. Pearson-Prentice, Decimo primera edición. México, Chang, R. Química. McGraw-Hill, Décima edición, China, 2010.

15 PERIODICIDAD QUÍMICA (TABLA PERIÓDICA) FECHA: JULIO DE 2012 OBJETIVOS Identificar algunas propiedades físicas y químicas de varios elementos de la tabla periódica. Establecer el comportamiento periódico de algunos grupos A de la tabla periódica. Plantear posibles reacciones y funciones químicas involucradas en la práctica. 1. GENERALIDADES Las propiedades de los elementos son una función periódica de sus respectivos números atómicos; los elementos se ubican en orden creciente de tal manera que todos los que presentan propiedades químicas y físicas mas singulares quedan unos bajo de otros formando principalmente los denominados grupos y subgrupos. Los elementos reaccionan con otros elementos o compuestos para formar un compuestos u otros compuestos que tienen unas características específicas dependiendo del elemento o compuesto con que reaccionen, así cualquier elemento de la tabla periódica que reaccione con oxigeno producirá un óxido y un no metal en presencia de agua producirá un ácido. El primer intento de clasificación fue propuesto en 1917 por Dobereiner llamado triadas y en 1869 Meyer y Mendeleiev desarrollaron, independientemente la clasificación que se emplea actualmente. 2. MATERIALES Y REACTIVOS Reactivos sólidos: Li, Na, K, Ca, Mg, Al, Zn, Sn, Fe Agua de cloro Ácido clorhídrico Agua destilada Papel tornasol rojo y azul Fenolftaleína 6 Tubos de ensayo 1 Agitador de vidrio 2 Pipetas graduadas (5 ml) 1 Plancha de calentamiento 1 Pinzas para crisol 1Vaso de precipitados (600 ml) 3. PROCEDIMIENTO 3.1. Determinación propiedades físicas: observar las muestras de cada uno de los elementos que se indican en el cuadro y completar.

16 NOMBRE COLOR ESTADO FORMA DUREZA OTRAS Litio Sodio Potasio Calcio Magnesio Zinc Aluminio Estaño Hierro 3.2. Actividades de algunos metales con agua En seis tubos de ensayo colocar aproximadamente 2.0 ml de agua y agregar por separado: 1- litio, 2- sodio, 3- potasio, 4- calcio, 5- magnesio, 6- aluminio. Los tubos 5 y 6 llevan agua caliente. a) Registrar observaciones de lo que sucede en cada tubo. b) Determinar que se desprende en cada uno de los tubos. c) Evaluar el producto de reacción en cada uno de los tubos con papel tornasol rojo, luego azul y por último adicionar una gota de fenolftaleína. Qué sucede? A qué se atribuye el comportamiento? d) Plantear las ecuaciones que representan las reacciones químicas que se llevan a cabo en cada uno de los tubos Agua de cloro: En un tubo de ensayo colocar 1.0 ml de agua de cloro, evaluar la solución con papel tornasol rojo, luego azul y por último con dos gotas de fenolftaleína. a) Registrar observaciones de lo que sucede. b) Explicar el comportamiento de la solución con cada uno de los indicadores Actividad de algunos metales con ácidos En 5 tubos de ensayo colocar: 1- estaño, 2- hierro, 3- zinc, 4- calcio, 5- magnesio, luego adicionar a cada uno de los tubos 1.0 ml HCl. a) Registrar observaciones de lo que sucede en cada tubo. b) Plantear las ecuaciones que representan las reacciones químicas que se llevan a cabo en cada uno de los tubos. c) Ordenar los metales de forma creciente en actividad con respecto al ácido clorhídrico (se sugiere consultar en libros la serie de actividad de los metales).

17 3.5. Oxidación e hidratación Con ayuda de unas pinzas, quemar 1.0 cm de cinta de magnesio, cuidando que el residuo no se pierda, el cual se debe llevar a un tubo de ensayo que contiene 2 ml aprox. de agua. Agitar vigorosamente, agregar 2 gotas de fenolftaleína Repetir el literal anterior pero empleando ahora calcio. a) Registrar observaciones de lo que sucede. b) Determinar que producto se forma cuando se quema un metal al aire. c) Plantear las ecuaciones que representan las reacciones químicas que se llevan a cabo en cada uno de los tubos. 4. CUESTIONARIO a) Responder cada una de las preguntas que aparecen incluidas en el procedimiento. b) Con base a las observaciones realizadas en los numerales 3, clasificar los elementos químicos empleados en metales y no metales. c) Mencionar tres ventajas de la clasificación periódica. d) Definir brevemente a que se le denomina función química 5.BIBLIOGRAFÍA Whitten, K., Davis, R., Peck, M., Stanley, G. Química., Cengage Learning, Octava Edición. Mexico, Brown, T.L. LeMay, H.E. & Bursten, B.E. Química: La ciencia central. Pearson-Prentice, Decimo primera edición. México, Chang, R. Química. McGraw-Hill, Décima edición, China, 2010.

18 REACCIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA FECHA: JULIO DE 2012 OBJETIVOS Reconocer reacciones de oxidación-reducción, de precipitación y plantear las respectivas ecuaciones Comprender y aplicar los principios generales que gobiernan las relaciones cuantitativas en una reacción química. 1. GENERALIDADES En una reacción química, los reactivos siempre interaccionan en proporción constante de acuerdo a la ley de acción de masas; la estequiometría de una reacción química estudia las relaciones cuantitativas entre reactivos para dar productos. Un tipo común de reacciones en solución acuosa son las reacciones de precipitación, que se caracterizan porque forman un producto insoluble en agua, denominado precipitado, a partir del cual se puede determinar cantidades, concentraciones, etc., tanto de reactivos como de productos. En el caso de las reacciones de oxidación-reducción (rédox) se presentan variaciones en los estados de oxidación de algunos de los reactivos y de los productos, por lo que también se denominan reacciones de intercambio de electrones, lo que implica que se puede generar una corriente eléctrica. 2. MATERIALES Y REACTIVOS 1 Balanza analítica 2 Vasos de precipitados ( 150 ml) 2 Pipetas aforadas (5.0 ml) 1 Vidrio de reloj 1 Embudo de vidrio 1 Aro metálico con llave 1 Soporte universal 1 Estufa 4 tubos de ensayo 1 gradilla 1 agitador de vidrio Papel filtro cuantitativo Agua destilada Soluciones de cloruro de calcio (0.5 M) y carbonato de sodio (1.0 M) Ácido sulfúrico concentrado y solución 2M Yoduro de potasio sólido 1 espátula metálica Solución de ferrocianuro de potasio 0.1M Solución de de CuSO 4.7H 2 O 0.1M y 1M Solución de KMnO M Solución de peróxido de hidrógeno

19 3. PROCEDIMIENTO 3.1. REACCIONES QUÍMICAS RÉDOX En un tubo de ensayo colocar 2 ml de ácido sulfúrico concentrado y unos pocos cristales de yoduro de potasio. Observe lo ocurrido En un tubo de ensayo colocar 2 ml de solución de permanganato de potasio 0,01M, adicionar 1mL de ácido sulfúrico 2M y 2 ml de peróxido de hidrógeno. Observar, describir y explicar lo ocurrido. Plantear ecuaciones de reacción En un tubo de ensayo colocar 2 ml de sulfato cúprico 1M y adicionar un clavo de hierro limpio. Dejar en reposo 15 minutos y observar el color del clavo y de la disolución. Explicar lo ocurrido ESTEQUIOMETRÍA - REACCIÓN DE PRECIPITACIÓN En un vaso de precipitados de 150 ml, mezclar 5.0 ml de cada una de las soluciones de cloruro de calcio y carbonato de sodio, agitar constantemente. Pesar el papel filtro, doblarlo adecuadamente en el embudo y finalmente filtrar lavando con agua destilada varias veces el vaso que contiene el producto de reacción. Tomar el papel filtro, ubicarlo sobre el vidrio de reloj, secarlo en la estufa a 100 C durante un periodo de tiempo de dos horas. Luego dejar enfriar el papel a temperatura ambiente y pesar, por diferencia con el peso del papel filtro vacío determinar la cantidad de sólido obtenido Datos MASA (g) Papel filtro vacío Papel filtro + Precipitado Precipitado 4. CÁLCULOS Y CUESTIONARIO a) Para la parte 1: Plantear, balancear, clasificar y explicar las ecuaciones de reacción para cada uno de los ítems descritos en el procedimiento experimental. En las reacciones rédox determinar agente oxidante y agente reductor. b) Para la parte 2: Escribir la ecuación balanceada que representa la reacción química que se lleva a cabo. Identificar reactivo: limitante y en exceso. Calcular la cantidad teórica a obtener de sólido insoluble (precipitado). Determinar el rendimiento porcentual de la reacción. Mencionar algunos factores que pudieron haber influido en el rendimiento de reacción obtenido. c) Cuando una lenteja de NaOH se coloca en un vidrio de reloj y expuesta al aire, gradualmente se convierte en un líquido incoloro, luego se torna en cristales incoloros transparentes y finalmente en un sólido opaco de color blanco cuya masa es 55% mayor que la del NaOH original. Explique completamente estos cambios. 5. BIBLIOGRAFÍA Whitten, K., Davis, R., Peck, M., Stanley, G. Química., Cengage Learning, Octava Edición. Mexico, Brown, T.L. LeMay, H.E. & Bursten, B.E. Química: La ciencia central. Pearson-Prentice, Decimo primera edición. México, 2009.

20 SOLUCIONES: PREPARACION DE SOLUCIONES ÁCIDO BASE FECHA: JULIO DE 2012 OBJETIVO Aplicar los fundamentos teóricos de soluciones y sus unidades de concentración. Preparar soluciones ácidas y básicas de concentraciones conocidas. 1. GENERALIDADES Se da el nombre de solución a un sistema compuesto de diferentes sustancias que tienen tanto la misma composición química así como las propiedades físicas en todas sus partes, es decir que presentan una sola fase. Esta definición involucra a sistemas sólidos, líquidos y gaseosos, siendo de particular interés aquellas de tipo líquido, debido a la gran mayoría de reacciones que se llevan a cabo de forma casi espontanea. Una solución se compone básicamente de soluto y solvente; la sustancia que se encuentra en menor cantidad se denomina soluto, mientras que el solvente es aquella en mayor cantidad sin embargo, desde el punto de vista fisicoquímico, se consideran igualmente las que tienen mayor afinidad. Para indicar la relación cuantitativa soluto solvente se emplean ciertas unidades de concentración, que por lo general emplean como solvente el agua. Dichas unidades de concentración son: Porcentajes en peso volumen, volumen volumen o peso peso. Partes por millón o por billón. Molaridad, molalidad y normalidad. Diluciones: un proceso común en el laboratorio es preparar soluciones a partir de otras más concentradas mediante la adición de más solvente. En la dilución la cantidad de soluto expresada en gramos, moles o equivalentes es la misma antes y después de la adición del solvente, por lo tanto, las diluciones son soluciones de concentración conocida a las cuales se les va a disminuir su concentración. Generalmente se emplea la siguiente fórmula: V 1 C 1 = V 2 C 2 donde V 1 y V 2 corresponden a volumen soluciones concentrada y diluida. C 1 y C 2 corresponden a concentraciones de las soluciones concentrada y diluida. 2. MATERIALES Y REACTIVOS 2 Balones aforados (50.0 ml) 2 Vasos de precipitados (150 ml) 1 Balanza analítica 1 Pipeta graduada de 2 (ml) 1 Pipeteador Ácido clorhídrico concentrado Hidróxido de sodio (granallas) Espátula Pesa sustancias

21 Nota: El estudiante o grupo de trabajo deben traer dos recipientes (plástico o vidrio) limpios, secos y con tapa, cada recipiente debe tener una capacidad aproximada de 200 ml. 3. PROCEDIMIENTO Calcular las cantidades de soluto y solvente necesarias para preparar las soluciones de concentración y cantidad indicadas. Teniendo en cuenta que el hidróxido de sodio es un sólido, por tanto se debe determinar la masa, mientras que para el caso del ácido clorhídrico se determina el volumen Solución Básica 0.1N (50.0 ml) a) Pesar en un vaso de precipitados la cantidad indicada de hidróxido de sodio, disolver con 15 ml de agua destilada. b) Pasar la solución del literal a) al balón aforado y lavar con pequeñas porciones de agua destilada el vaso de precipitados. c) Completar volumen de aforo (aforar) con agua destilada, tapar y homogeneizar la solución preparada. d) Trasvasar la solución preparada a uno de los recipientes dispuestos para tal fin. Rotular adecuadamente Solución ácida 0.1N (50.0 ml) a) Poner en un balón aforado 10 ml de agua destilada, luego adicionar con ayuda de la pipeta graduada, la cantidad adecuada de ácido clorhídrico (evitar inhalar los vapores que se desprenden, evitar derrames o contacto con la piel). b) Realizar mismo procedimiento literales c) y d) de la solución básica. 4. CÁLCULOS Y CUESTIONARIO a) Definir brevemente: fracción molar, molaridad y normalidad. 5. BIBLIOGRAFÍA Whitten, K., Davis, R., Peck, M., Stanley, G. Química., Cengage Learning, Octava Edición. Mexico, Brown, T.L. LeMay, H.E. & Bursten, B.E. Química: La ciencia central. Pearson-Prentice, Decimo primera edición. México, Budayari, S. The Merck Index: an encyclopedia of chemical drugs and biological. Guide for safety in the chemical laboratory. Manufacturing Chemists Association. Whitehouse station,merck & CO. 12 th edition. NY. Chang, R. Química. McGraw-Hill, Décima edición, China, 2010.

22 TITULACIÓN: REACCIÓN ÁCIDO BASE FECHA: JULIO DE 2012 OBJETIVO Determinar la concentración de soluciones por medio de titulaciones ácido base. 1. GENERALIDADES Aunque los ácidos y las bases también participan en reacciones de óxido reducción, las reacciones más importantes en que intervienen tales compuestos son las denominadas reacciones de neutralización, es decir, la reacción que tiene lugar entre un ácido y una base para producir la sal correspondiente y agua. Las soluciones de concentración conocida (generalmente en unidades de normalidad o molaridad) se llaman soluciones estándar. El procedimiento de verificar la neutralización se denomina titulación y el punto final de ésta se observa por el cambio de color que se produce ante la presencia de un indicador. El cálculo de la concentración de una solución en términos de normalidad o de molaridad cuando la estequiometría de la reacción es 1:1, se puede llevar a cabo mediante la siguiente ecuación: donde N corresponde a concentración y V a volumen. 2. MATERIALES Y REACTIVOS 1 Bureta (25.0 ml) 1 Soporte universal 1 Pinza para bureta 1 Nuez 1 Erlenmeyer (150 ml) 1 Vaso de precipitados (100 ml) 2 Balones aforados (50.0 ml) 1 Pipeta aforada (10.0 ml) Soluciones de ácido y base preparadas por cada uno de los grupos en la práctica inmediatamente anterior. Fenolftaleína Solución patrón de Biftalato de potasio 0,1N [C 6 H 4 (COOK)COOH cuyo PM = 204,23g/mol] Agua destilada 3.PROCEDIMIENTO 3.1. Preparación de la bureta a) Verificar que la bureta se encuentre completamente limpia, si es necesario enjuagar. b) Revisar que no exista goteo alguno ya sea en la llave o en la punta de la bureta. c) Adicionar una pequeña cantidad de solución de hidróxido de sodio para purgar la bureta y evitar errores por dilución. d) Llenar completamente la bureta (que debe estar con la llave cerrada) con la solución de hidróxido de sodio, cuidando de eliminar burbujas y verificando que la parte baja de las llaves quede completamente llena de la solución.

23 e) Ajustar menisco (volumen de solución) a 0.00 ml Preparación diluciones a) Dilución 1: en un balón aforado de 50.0 ml introducir una alícuota de 10.0 ml de la solución de ácido clorhídrico que se preparó en la sesión de laboratorio anterior. Completar a línea de aforo con agua destilada, tapar, homogeneizar y rotular adecuadamente. b) Dilución 2: en un balón aforado de 50.0 ml introducir una alícuota de 10.0 ml de la dilución 1 de ácido clorhídrico que se preparó en el literal a. Completar a línea de aforo con agua destilada, tapar, homogeneizar y rotular adecuadamente Titulación de la base a) Introducir en un erlenmeyer una alícuota (volumen exacto) de 10.0 ml de solución patrón de Biftalato de potasio, adicionar 2 gotas de indicador (fenolftaleína). b) Adicionar lentamente la solución que esta en la bureta, hasta cuando la adición de una gota, cambie el color de la solución a un rosa pálido, llegando así al punto final de la titulación. Reportar el volumen de solución desalojada de la bureta Titulación del ácido Realizar el mismo procedimiento del literal 3.2., remplazando en este caso la solución de Biftalato de potasio por la de ácido clorhídrico Datos TITULACIÓN HCl Original Dilución 1 Dilución 2 NaOH VOLUMEN (ml) Alícuota NaOH gastado 4.CÁLCULOS Y CUESTIONARIO a) Plantear las ecuaciones de las reacciones ácido - base que se llevan a cabo. b) Determinar la concentración real de las soluciones de: ácido clorhídrico e hidróxido de sodio. c) Comparar los valores de las concentraciones obtenidos experimentalmente con aquellos teóricos usados para determinar la cantidad de reactivo a emplear para preparar la solución. Explicar la diferencia. d) Definir brevemente: - Reactivo patrón (dar dos ejemplos). - ph y su escala - Indicador, mencionando cuatro indicadores con sus respectivos ph s de viraje 5. BIBLIOGRAFÍA Whitten, K., Davis, R., Peck, M., Stanley, G. Química., Cengage Learning, Octava Edición. Mexico, Brown, T.L. LeMay, H.E. & Bursten, B.E. Química: La ciencia central. Pearson-Prentice, Decimo primera edición. México, Chang, R. Química. McGraw-Hill, Décima edición, China, 2010.

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