UNIDAD DE LABORATORIO DE CIENCIAS AMBIENTALES MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE TEMAS SELECTOS DE FISICOQUÍMICA

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1 UNIDAD DE LABORATORIO DE CIENCIAS AMBIENTALES MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE TEMAS SELECTOS DE FISICOQUÍMICA LICENCIATURA EN CIENCIAS AMBIENTALES ELABORÓ M. EN E. LEOPOLDO FERNANDO VILLAFAÑA ESQUIVEL 1

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4 ÍNDICE Guía para Elaboración de Prácticas Introducción al Laboratorio Objetivo Introducción Seguridad Reactivos Material Equipo Muestreo y Almacenamiento Control de Calidad Calibración y/o Verificación Interferencias Procedimiento Reporte Cálculos y Resultados Manejo de Residuos Referencias bibliográficas Histórico de Cambios Anexos Determinación de la incertidumbre en las mediciones de temperatura Objetivo Introducción Seguridad Reactivos Material Equipo Muestreo y Almacenamiento

5 7. Control de Calidad Calibración y/o Verificación Interferencias Procedimiento Reporte Cálculos y Resultados Manejo de Residuos Referencias bibliográficas Histórico de Cambios Anexos Determinacion de la incertidumbre en las medidas de masa Objetivo Introducción Seguridad Reactivos Material Equipo Muestreo y Almacenamiento Control de Calidad Calibración y/o Verificación Interferencias Procedimiento Reporte Cálculos y Resultados Manejo de Residuos Referencias bibliográficas Histórico de Cambios

6 16. Anexos Sublimación Objetivo Introducción Seguridad Reactivos Material Equipo Muestreo y Almacenamiento Control de Calidad Calibración y/ o Verificación Interferencias Procedimiento Reporte Cálculos y Resultados Manejo de Residuos Referencias bibliográficas Histórico de Cambios Anexos Leyes de los gases (Boyle) Objetivo Introducción Seguridad Reactivos Material Equipo Muestreo y Almacenamiento

7 7. Control de Calidad Calibración y/ o Verificación Interferencias Procedimiento Reporte Cálculos y Resultados Cuestionario Manejo de Residuos Referencias bibliográficas Histórico de Cambios Anexos Leyes de los gases (Charles) Objetivo Introducción Seguridad Reactivos Material Equipo Muestreo y Almacenamiento Control de Calidad Calibración y/ o Verificación Interferencias Procedimiento Reporte Cálculos y Resultados Manejo de Residuos Referencias bibliográficas

8 15. Histórico de Cambios Anexos Ecuación de estado de los gases ideales Objetivo Introducción Seguridad Reactivos Material Equipo Muestreo y Almacenamiento Control de Calidad Calibración y/ o Verificación Interferencias Procedimiento Reporte Cálculos y Resultados Manejo de Residuos Referencias bibliográficas Histórico de Cambios Anexos Leyes de los gases (Charles) Objetivo Introducción Seguridad Reactivos Material Equipo

9 6. Muestreo y Almacenamiento Control de Calidad Calibración y/ o Verificación Interferencias Procedimiento Reporte Cálculos y Resultados Manejo de Residuos Referencias bibliográficas Histórico de Cambios Anexos

10 Unidad de Aprendizaje: Temas Selectos de Fisicoquímica Título de la práctica: Introducción al Laboratorio No. Práctica: 1 Fecha de Emisión: Enero 2009 Páginas: 2 Fecha de Revisión: Enero 2010 No. de Revisión: 01 Elaboró: M. en E. Leopoldo Fernando Villafaña Esquivel 1. Objetivo El alumno conocerá las normas del laboratorio tanto de seguridad como de trabajo, e identificará y conocerá el material y equipo con el que cuenta el laboratorio de ciencias ambientales. 2. Introducción La práctica consistirá en la visita al laboratorio, así como una explicación de las normas de seguridad y trabajo en el mismo; Se explicará el funcionamiento de los equipos y del material con que cuenta el laboratorio. 3. Seguridad El alumno deberá portar bata blanca y respetar las normas del laboratorio. 4. Reactivos Reactivo No Aplica 5.1 Material Material Se utilizará una selección del material más representativo del laboratorio, que incluya material de vidrio, porcelana, madera, plástico y metal. 5.2 Equipo Equipo El existente en el ULCA. 10

11 6. Muestreo y Almacenamiento No Aplica 7. Control de Calidad No Aplica 8. Calibración y/o Verificación No Aplica 9. Interferencias No Aplica 10. Procedimiento El maestro guiará a los alumnos durante el recorrido y la explicación del funcionamiento del material y equipo con que cuenta el laboratorio. 11. Reporte No Aplica 12. Cálculos y Resultados No Aplica 13. Manejo de Residuos No Aplica 14. Referencias bibliográficas No Aplica 15. Histórico de Cambios Colocar el siguiente cuadro para cuando sea necesario realizar alguna modificación de la práctica. Revisión Razón de Cambio Decía Dice 1. Enero 2012 LFVE Cambio de imagen del SGC de la UAEM Administración La imagen era de la administración anterior Tiene la nueva Imagen del SGC. 16. Anexos Agregar cualquier documento necesario para el desarrollo de la práctica que no este descrito en el procedimiento. 11

12 Unidad de Aprendizaje: Temas Selectos de Fisicoquímica Título de la práctica: Determinación de la No. Práctica: 2 incertidumbre en las mediciones de temperatura Fecha de Emisión: Enero 2012 Páginas: 4 Fecha de Revisión: Enero 2013 No. de Revisión: 01 Elaboró: M. en E. Leopoldo Fernando Villafaña Esquivel 1. Objetivo El alumno observará y aprenderá a diferenciar los diferentes tipos de termómetros utilizados en las mediciones de parámetros fisicoquímicos, así como proporcionarle criterios para la correcta selección. 2. Introducción La práctica consistirá en realizar mediciones de temperatura con diferentes tipos de termómetros y de diferente resolución y determinar la incertidumbre en la medición de temperatura. 3. Seguridad El alumno deberá portar bata y lentes de seguridad. 4. Reactivos Reactivo Agua Hielo molido 5.1 Material Material Termómetro digital, con resolución de 0,1 C Termopar, con resolución de 0,1 C. Termómetro de vidrio, con resolución de 1 C Frasco Dewar de 500 ml de capacidad. Soporte Universal Plato de agitación y calentamiento 12

13 Pinzas de tres dedos Agitador magnético Vaso de precipitados de 1 L de capacidad Matraz Erlenmeyer de 500 ml de capacidad 5.2 Equipo Equipo No Aplica 6. Muestreo y Almacenamiento 7. Control de Calidad 8. Calibración y/o Verificación 9. Interferencias 10. Procedimiento 1. Se llena el frasco Dewar con el hielo molido y se colocan los termómetros en el mismo, cuidando de colocarlos adecuadamente dependiendo de si son termómetros de inmersión parcial o inmersión completa. 2. Una vez estabilizada la lectura de los termómetros esta se anota en la tabla correspondiente (tabla 1). 3. Con precaución se calienta el agua destilada hasta ebullición y con ayuda del soporte universal y la pinza para buretas se colocan en el agua, cuidando de hacerlo de acuerdo con el tipo de termómetro del que se trate. 4. Una vez estabilizada la lectura esta se anota en la tabla correspondiente (tabla 1). 5. Se repiten los pasos 1 a 4 hasta completar un total de 10 lecturas de los termómetros en hielo y 10 lecturas de los mismos en agua ebullendo. 11. Reporte Reportar en el formato previamente convenido, anotando las mediciones de temperatura en la tabla 1. Cuestionario 1. Se cumplieron tus expectativas con respecto a la confiabilidad de los instrumentos de medida que utilizaste en esta práctica? Explica en que difirieron estas con respecto a los resultados obtenidos. 2. Si requieres realiza mediciones de temperatura en pequeños recipientes, cuál de los instrumentos analizados en esta práctica utilizarías? 3. En mediciones de temperatura que requieren de una alta exactitud, cuál de los instrumentos analizados en esta práctica utilizarías? 13

14 4. De acuerdo con lo realizado en esta práctica, cuáles serías los cuidados requeridos en las mediciones de temperatura que se requieren para poder confiar en los resultados obtenidos? 5. Describe las características necesarias que tendrías en cuenta si se te pidiera construir un termómetro. 12. Cálculos y Resultados Tratamiento matemático. Para determinar la incertidumbre en la medición de temperatura se realizan los siguientes pasos. a) Se determina el valor promedio de las lecturas de cada uno de los instrumentos de medida utilizados por medio de la siguiente ecuación. b) Utilizando el valor promedio calculado en el paso anterior se determina la desviación estándar en las mediciones de cada uno de los instrumentos de medida. c) Se realiza el cálculo de la incertidumbre tipo A de las mediciones de temperatura para cada uno de los instrumentos de medida utilizando la siguiente ecuación. 14

15 d) Realiza los cálculos anteriores utilizando todos los valores de las lecturas obtenidas con todos los instrumentos de medida. e) Realiza la grafica comparativa de valores promedio de temperatura tanto para los valores en la temperatura del baño de hielo como para el agua ebullendo. 13. Manejo de Residuos No Aplica 14. Referencias bibliográficas Química Xorge A. Domínguez, Publicaciones Cultural 15. Histórico de Cambios Revisión Razón de Cambio Decía Dice 1. Enero 2013 LFVE Cambio de imagen del SGC de la UAEM Administración La imagen era de la administración anterior Tiene la nueva Imagen del SGC. 16. Anexos 15

16 Unidad de Aprendizaje: Temas Selectos de Fisicoquímica Título de la práctica: Determinacion de la No. Práctica: 3 incertidumbre en las medidas de masa Fecha de Emisión: Enero 2012 Páginas: 5 Fecha de Revisión: Enero 2013 No. de Revisión: 01 Elaboró: M. en E. Leopoldo Fernando Villafaña Esquivel 1. Objetivo El alumno observara y aprendera a determinar la incertidumbre en las medidas de masa asi como a mejorar las habilidades para el manejo de los instrumentos utilizados en la determinacion de masa. 2. Introducción La practica consistira en realizar mediciones de masa utilizando las diferentes balanzas con las que se cuenta en el laboratorio, a fin de determinar la incertidumbre en la medicion de esta variable. 3. Seguridad El alumno debera portar bata, guantes de latex y lentes de seguridad. 4. Reactivos Reactivo No Aplica 5.1 Material Material Balanza analitica analogica Balanza analitica digital Balanza granataria Moneda de 10 pesos Moneda de 5 pesos Moneda de 2 pesos 5.2 Equipo 16

17 Equipo Balanza granataria Balanza analitica digital Balanza analitica analogica 6. Muestreo y Almacenamiento 7. Control de Calidad 8. Calibración y/o Verificación Antes de utilizar las balanzas, verificar si se encuentran calibradas, en caso contrario llevar a cabo el procedimiento de calibracion, segun especificaciones del proveedor. 9. Interferencias 10. Procedimiento Divide el plato de la balanza con la que vas a iniciar las mediciones como se muestra en la figura siguiente. 2. Ajusta las condiciones de la balanza de acuerdo con las indicaciones del profesor para iniciar el pesado de los objetos listados en la seccion de Materiales. 3. Todos los objetos a pesar deben estar perfectamente limpios y secos y deben manipularse unicamente por medio de los guantes de latex o algodon. 4. Pesa cada uno de los objetos antes mencionados realizando estas pesadas en cada uno de los cuadrantes que marcaste anteriormente y finalizando pesando en el centro del plato de la balanza. 5. Repite el procedimiento de pesado para cada uno de los objetos hasta completar diez ciclos. 6. Registra los datos en las tablas correspondientes. 11. Reporte Reportar en el formato previamente convenido, anotando las mediciones en la tabla correspondiente. 12. Cálculos y Resultados Anotar los resultados obtenidos en las siguientes tablas de acuerdo al objeto medido. 17

18 Hora de inicial Hora Final Temperatura inicial Temperatura Final Datos de la Balanza: Tipo de balanza: Marca: Modelo: Division Minima: Alcance Maximo: Condicion General: Buena Regular Mala Hora de inicial Hora Final Temperatura inicial Temperatura Final Datos de la Balanza: Tipo de balanza: Marca: Modelo: Division Minima: Alcance Maximo: Condicion General: Buena Regular Mala 18

19 Hora de inicial Hora Final Temperatura inicial Temperatura Final Datos de la Balanza: Tipo de balanza: Marca: Modelo: Division Minima: Alcance Maximo: Condicion General: Buena Regular Mala Tratamiento matematico. Para determinar la incertidumbre en la medicion de temperatura se realizan los siguientes pasos. a) Se determina el valor promedio de las lecturas de cada uno de los instrumentos de medida utilizados por medio de la siguiente ecuacion. b) Utilizando el valor promedio calculado en el paso anterior se determina la desviacion estandar en las mediciones de cada uno de los instrumentos de medida. c) Se realiza el calculo de la incertidumbre tipo A de las mediciones de masa para cada uno de los instrumentos de medida utilizando la siguiente ecuacion. 19

20 Cuestionario 1..Se cumplieron tus expectativas con respecto a la confiabilidad de los instrumentos de medida que utilizaste en esta practica? Explica en que difirieron estas con respecto a los resultados obtenidos. 2. Si requieres realiza mediciones de masa en un intervalo muy pequeno, alrededor de 1mg.cual de los instrumentos analizados en esta practica utilizarias? 3. En mediciones de masa que requieren de una alta exactitud,.cual de los instrumentos analizados en esta practica utilizarias? 4. De acuerdo con lo realizado en esta practica,.cuales serian los cuidados requeridos en las mediciones de masa que se requieren para poder confiar en los resultados obtenidos? 5. Si trabajaras en un laboratorio en el cual usualmente se requiere elaborar disoluciones de NaCl 1M, generalmente mas de 10 litros,.cual de los instrumentos aqui analizados utilizarias? 13. Manejo de Residuos 14. Referencias bibliográficas Quimica Xorge A. Dominguez, Publicaciones Cultural 15. Histórico de Cambios Revisión Razón de Cambio Decía Dice 1. Enero 2012 LFVE Cambio de imagen del SGC de la UAEM Administración La imagen era de la administración anterior Tiene la nueva Imagen del SGC. 16. Anexos 20

21 Unidad de Aprendizaje: Temas Selectos de Fisicoquímica Título de la práctica: Sublimación No. Práctica: 4 Fecha de Emisión: Enero 2009 Páginas: 3 Fecha de Revisión: Enero 2012 No. de Revisión: 03 Elaboró: M. en E. Leopoldo Fernando Villafaña Esquivel 1. Objetivo El alumno conocerá en que consiste el proceso de sublimación de un sólido. 2. Introducción La práctica consistirá en realizar un proceso de sublimación simple utilizando para ello yodo metálico. 3. Seguridad El alumno deberá portar bata, guantes y lentes de seguridad. 4. Reactivos Reactivo Yodo metálico R.A. 5.1 Material Material Vasos de precipitados de 250 ml Perilla de hule Vidrios de reloj de 10 cm. de diámetro Hielo en cubos Plato de calentamiento Espátula de acero inoxidable Pipeta Pasteur Porta objetos 21

22 5.2 Equipo Equipo Balanza granataria Balanza granataria Campana de extracción Microscopio 6. Muestreo y Almacenamiento 7. Control de Calidad 8. Calibración y/ o Verificación Antes de utilizar la balanza granataria, verificar si se encuentra calibrada, en caso contrario llevar a cabo el procedimiento de calibración, según especificaciones del proveedor. 9. Interferencias 10. Procedimiento Colocar en un vaso de precipitados de 250 ml unos granulitos de yodo Tapar con el vidrio de reloj Montar el vaso sobre el tripie y la tela de alambre, todo esto realizarlo en la campana de extracción. Colocar un par de cubitos de hielo sobre el vidrio de reloj Calentar ligeramente con el mechero hasta completar la sublimación. 11. Reporte Reportar de acuerdo al formato establecido por el maestro. 22

23 Cuestionario a) En que consiste el proceso de sublimación? b) Mencione el nombre de algunos compuestos o elementos que pueden llevar a cabo este comportamiento. 12. Cálculos y Resultados 13. Manejo de Residuos 14. Referencias bibliográficas QUÍMICA, Xorge A. Domínguez, Publicaciones Cultural. 15. Histórico de Cambios Revisión Razón de Cambio Decía Dice 1. Enero 2010 LFVE Se incluyo imagen en el apartado 10. No tenia imagen Tiene imagen 2. Enero 2011 Cambio de imagen del SGC de la UAEM Administración Enero 2012 Adecuación al material con que se cuenta en el laboratorio La imagen era de la administración anterior. Tiene la nueva Imagen del SGC. 16. Anexos 23

24 Unidad de Aprendizaje: Temas Selectos de Fisicoquímica Título de la práctica: Leyes de los gases (Boyle) No. Práctica: 5 Fecha de Emisión: Enero 2009 Páginas: 4 Fecha de Revisión: Enero 2012 No. de Revisión: 03 Elaboró: M. en E. Leopoldo Fernando Villafaña Esquivel 1. Objetivo El alumno observara la forma en que dependen entre si las propiedades de volumen, presion y temperatura de una muestra gaseosa. 2. Introducción Las expresiones matematicas de las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles Gay Lussac, se combinan para determinar la influencia que ejercen, sobre el volumen de un gas, los cambios de presion y temperatura. 3. Seguridad El alumno debera portar bata, lentes de seguridad y guantes de plastico. 4. Reactivos Reactivo Mercurio 5.1 Material Material Tubo de vidrio en forma de J Regla de madera Papel milimetrico Jeringa y agua grande 5.2 Equipo Equipo No aplica 24

25 6. Muestreo y Almacenamiento 7. Control de Calidad 8. Calibración y/ o Verificación 9. Interferencias 10. Procedimiento (Ver figura 1) Usando el tubo en forma de J montado sobre el papel milimetrico, cada equipo colocara en el.2 ml de mercurio y anotara en su libreta la diferencia de altura (ΔH) y el resultado de la presion total del sistema, asi como el resultado del calculo del volumen del aire comprimido. Ver figura Reporte Reportar de acuerdo al formato establecido por el maestro. 12. Cálculos y Resultados Datos ΔH = h2-h1 Pt = P atm + ΔH P atm = 585 mm Hg V = Volumen de aire = π/4 D2h = D2h D = Diametro interior del tubo = cm. 25

26 h = altura del aire comprimido. Complete el siguiente cuadro Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4 Equipo 5 Equipo 6 h 1 mm Hg H 2 mm Hg H mm Hg Pt mm Hg h cm V cm Cuestionario 1. Construya en la escala milimetrica, una grafica de volumen del gas (aire comprimido) contra presion. Anote sus observaciones. 2. Que ocurre al volumen del aire comprimido cada vez que se agrega el mercurio al tubo 3. Enuncie la Ley de Boyle y anote su expresion matematica 13. Manejo de Residuos 14. Referencias bibliográficas Maron y Pruton Fundamentos de fisicoquimica,; Ed Limusa, Mexico 1999 F. D. Rossini, Chemical Thermodinamics; Ed. John Wiley and son. Inc. Nueva York Xorge A. Dominguez, Quimica. Ed. Publicaciones Cultural Histórico de Cambios Revisión Razón de Cambio Decía Dice 1. Enero 2010 LFVE Se incluyo imagen en el apartado 10. No tenia imagen Tiene imagen 2. Enero 2011 Cambio de imagen del SGC de la UAEM Administración Enero 2012 Adecuación al material con que se cuenta en el laboratorio La imagen era de la administración anterior. Tiene la nueva Imagen del SGC. 16. Anexos 26

27 Unidad de Aprendizaje: Temas Selectos de Fisicoquímica Título de la práctica: Leyes de los gases (Charles) No. Práctica: 6 Fecha de Emisión: Enero 2009 Páginas: 4 Fecha de Revisión: Enero 2012 No. de Revisión: 03 Elaboró: M. en E. Leopoldo Fernando Villafaña Esquivel 1. Objetivo El alumno observará la forma en que dependen entre sí las propiedades de volumen, presión y temperatura de una muestra gaseosa. 2. Introducción Las expresiones matemáticas de las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles Gay Lussac, se combinan para determinar la influencia que ejercen, sobre el volumen de un gas, los cambios de presión y temperatura. 3. Seguridad El alumno deberá portar bata, lentes de seguridad y guantes de plástico. 4. Reactivos. Reactivo Agua previamente hervida 27

28 5.1 Material Material Matraz Erlen Meyer de 50 ml Jeringa de vidrio de 10 ml Vaso de pp. de 1000 ml Termómetro Pinzas para matraz (2) Soporte Universal Arillo metálico Rejilla de asbesto Mechero Agitador de vidrio Tapón de hule Papel milimétrico 5.2 Equipo Equipo No aplica 6. Muestreo y Almacenamiento 7. Control de Calidad 8. Calibración y/ o Verificación 9. Interferencias 10. Procedimiento Montar el aparto de la figura, caliente suavemente el vaso de precipitados que debe contener agua hervida y remueva vigorosamente con el agitador de vidrio. Cuando el émbolo se haya desplazado hasta la marca de 1 ml, anote la temperatura. Continúe con el calentamiento suave y con la agitación vigorosa, registre la temperatura cada vez que el émbolo se eleve a la posición del mililitro superior; prosiga hasta obtener 5 ó 6 lecturas y en ese momento suspenda el calentamiento. Complete el siguiente cuadro anotando la temperatura y volumen correspondientes. 28

29 11. Reporte Reportar de acuerdo al formato establecido por el maestro, incluyendo una gráfica en papel milimétrico de la relación volumen, temperatura. 12. Cálculos y Resultados T = C = K V = volumen del matraz + volumen de la jeringa Nota: es importante que el émbolo de la jeringa se deslice libremente. T (K) V (ml) Cuestionario 1. Construya en la escala milimétrica, una gráfica de volumen del gas (aire comprimido) contra Temperatura. Anote sus observaciones. 2. Qué ocurre al volumen del aire contenido en el matraz al aumentar la temperatura? 3. Enuncie la Ley de Charles y anote su expresión matemática 4. Como interpreta el resultado de la gráfica? 5. Porqué la temperatura se utiliza en (K) 29

30 6. Anote sus conclusiones de este experimento 13. Manejo de Residuos 14. Referencias bibliográficas Maron y Pruton Fundamentos de fisicoquímica,; Ed Limusa, México 1999 F. D. Rossini, Chemical Thermodinamics; Ed. John Wiley and son. Inc. Nueva York Xorge A. Domínguez, Química. Ed. Publicaciones Cultural Histórico de Cambios Revisión Razón de Cambio Decía Dice 1. Enero 2010 LFVE Se incluyo imagen en el apartado 10. No tenia imagen Tiene imagen 2. Enero 2011 Cambio de imagen del SGC de la UAEM Administración Enero 2012 Adecuación al material con que se cuenta en el laboratorio La imagen era de la administración anterior. Tiene la nueva Imagen del SGC. 16. Anexos 30

31 Unidad de Aprendizaje: Temas Selectos de Fisicoquímica Título de la práctica: Ecuación de estado de los gases No. Práctica: 7 ideales Fecha de Emisión: Enero 2009 Páginas: 4 Fecha de Revisión: Febrero 2010 No. de Revisión: 02 Elaboró: M. en E. Leopoldo Fernando Villafaña Esquivel 1. Objetivo El alumno determinará el peso molecular de un gas a partir de la ecuación matemática del Estado Gaseoso. 2. Introducción Se han propuesto un gran número de ecuaciones que representan las relaciones Presión, Volumen y Temperatura de los gases, unas están basadas en parte en consideraciones teóricas, mientras que otras son totalmente empíricas, las deducciones de tales consideraciones junto a la teoría cinética de los gases y su comportamiento, se agrupan en la expresión PV = NRT. 3. Seguridad El alumno deberá portar bata, lentes de seguridad y guantes de plástico. 4. Reactivos Reactivo Agua Acetona o etanol 31

32 5.1 Material Material Matraz Erlen Meyer de 125 ó 250 ml Termómetro Pinzas para matraz (2) Soporte Universal Arillo metálico Rejilla de asbesto Mechero Cinta adhesiva (Diurex) Alfiler, perlas de ebullición Papel aluminio Probeta de 250 ml Pinzas para crisol Baño María 5.2 Equipo Equipo Balanza granataria 6. Muestreo y Almacenamiento 7. Control de Calidad 8. Calibración y/ o Verificación 9. Interferencias 10. Procedimiento (Ver figura) Con agua hirviendo, prepare un baño maría y pese con precisión en una balanza, un matraz Erlenmeyer, un trozo de papel aluminio y un poco de cinta adhesiva; todo debe estar seco y limpio (se pesa todo en conjunto), registre la masa. m1 = g Deposite en el matraz 5 ml de acetona o etanol y tape la boca de éste con el papel aluminio; sujete los extremos con la cinta adhesiva. Después perfore el centro del aluminio con el alfiler y coloque el matraz 32

33 en el baño maría, como lo indica la figura. En estas condiciones el líquido del matraz se vaporizará y el exceso de vapor escapará por el orificio del aluminio. NO DEBE HABER CONDENSACIÓN DE VAPOR EN EL MATRAZ. Cuando no vea líquido dentro del matraz y no salga más vapor por el orificio, registre la temperatura del agua. T = C Suspenda el calentamiento y en el momento que el agua deje de hervir, retire el matraz y espere a que se enfríe, cuando el matraz este frío y seco, el vapor se condensará y formará gotas. A temperatura ambiente y asegurándose que el matraz este seco, pese otra vez sin separar el papel aluminio. m2 = g 11. Reporte Reportar de acuerdo al formato establecido por el maestro. 12. Cálculos y Resultados Peso del líquido = m2- m1 este valor (m2- m1) corresponde al vapor condensado a la temperatura del agua hirviendo. Mida el volumen total del matraz auxiliándose con una probeta; la presión en la Ciudad de Toluca es de 560 mm de Hg, la Temperatura es la del agua, pero en (K). Calcule el peso molecular del gas. Formula: PM. = (m2- m1) RT PV Cuestionario: 1. Calcule el peso molecular real de la acetona 2. Hay diferencia con el peso molecular determinado de manera experimental? Si la hay, porqué considera usted que se da? 33

34 Puede determinarse con este método, el peso molecular de una sustancia con un punto de ebullición mayor que el agua? 3. Anote sus observaciones y conclusiones de esta práctica. 13. Manejo de Residuos 14. Referencias bibliográficas Maron y Pruton Fundamentos de fisicoquímica,; Ed Limusa, México 1999 F. D. Rossini, Chemical Thermodinamics; Ed. John Wiley and son. Inc. Nueva York Xorge A. Domínguez, Química. Ed. Publicaciones Cultural Histórico de Cambios Revisión Razón de Cambio Decía Dice 1. Enero 2010 LFVE Se incluyo imagen en el apartado 10. No tenia imagen Tiene imagen 2. Enero 2011 Cambio de imagen del SGC de la UAEM Administración La imagen era de la Administración anterior. Tiene la nueva Imagen del SGC. 16. Anexos 34

35 Unidad de Aprendizaje: Temas Selectos de Fisicoquímica Título de la práctica: Leyes de los gases (Charles) No. Práctica: 8 Fecha de Emisión: Enero 2012 Páginas: 4 Fecha de Revisión: Enero 2012 No. de Revisión: 00 Elaboró: M. en E. Leopoldo Fernando Villafaña Esquivel 1. Objetivo El alumno demostrará la ley de difusión de los gases (ley de Graham), observará y comparará la velocidad de difusión de los gases con la de los líquidos. 2. Introducción De acuerdo con la Teoría Cinética de los gases, las moléculas de los gases están en rápido movimiento y sus velocidades promedio son proporcionales a la temperatura. Entre las diferentes propiedades que exhiben los gases se encuentra aquella facultad que tienen de difundir a velocidades que son función de sus pesos moleculares o de sus densidades. 3. Seguridad El alumno deberá portar bata, lentes de seguridad, guantes de plástico y mascarilla. 4. Reactivos. Reactivo Solución Concentrada de Amoniaco Solución Concentrada de Ácido Clorhídrico Fenolftaleina 35

36 5.1 Material Material 2 tubos de ensaye 1 tubo de vidrio de 1m (Aprox) Vaso de pp. de 100 ml 1 tubo de vidrio doblado en ángulo recto 2 tapones de hule Soporte Universal Algodón 1 horadador de tapones de hule Cinta métrica 1 pipeta graduada o un gotero 5.2 Equipo Equipo No aplica 6. Muestreo y Almacenamiento 7. Control de Calidad 8. Calibración y/ o Verificación 9. Interferencias 10. Procedimiento 1. Colocar en un soporte universal un tubo de vidrio cuya longitud se ha determinado con anterioridad. 2. En el extremo derecho del tubo introduzca un algodón impregnado con la Solución concentrada de Amoniaco, teniendo cuidado de no dejar que este químico entre en contacto con sus manos.(ver figura 1). Como un alternativa de seguridad se pueden usar Bulbos de gotero, para dentro de estos, poner un algodón impregnado con la sustancia e introducir el extremo tubo de vidrio dentro de este, asegurando que el tubo quede sellado herméticamente. 3. En el extremo izquierdo del tubo coloque otro algodón impregnado con Ácido Clorhídrico, una vez hecho, tome este instante como tiempo Cero y anote el tiempo cuando finaliza la operación, es decir, cuando aparece el anillo de gases blanco. 36

37 4. Observe cuidado samente el proceso de difusión anotando el tiempo transcurrido para que los dos gases se pongan en contacto, lo cual se sabe por la aparición de un gas blanco debido a la formación de un compuesto, este tiempo se considera tiempo final. 5. Mida cuidadosamente la distancia que hay desde el centro del anillo donde aparecen los humos blancos hasta cada uno de los bordes extremos del tubo, tomando las mediciones de la distancia recorrida por cada gas. 6. Repita todo lo anterior con el segundo tubo haciendo un promedio de los datos obtenidos. DIFUSION DE LIQUIDOS 1. Poner en dos tubos de ensayo 2 ml de Agua y 2 ml de NH3 concentrado, respectivamente. 2. Al tubo que contiene agua adicione dos gotas de Fenolftaleina y ponga en contacto los tubos anteriores por medio de una varilla de vidrio doblada en ángulo recto (90 grados) conteniendo en cada extremo un tapón de caucho perforado. (Ver Figura 2) Observe y explique los resultados. 11. Reporte Reportar de acuerdo al formato establecido por el maestro, incluyendo una gráfica en papel milimétrico de la relación volumen, temperatura. 12. Cálculos y Resultados Aplicando la ecuación de la ley de Graham, hacer los cálculos respectivos de los dos experimentos. 37

38 Donde V1, M1 y D1 representan la Velocidad de Difusión, Peso Molecular y Densidad del primer gas, y V2, M2 y D2 representan la Velocidad de Difusión, Peso Molecular y Densidad del segundo gas. Tabulación de resultados Promedio de la distancia recorrida por el HCl : cm Promedio de la distancia recorrida por el NH3 : cm Promedio del tiempo empleado por el HCl : seg Promedio del Tiempo empleado por el NH3 : seg Promedio de Velocidad de difusión de HCl: (cm/seg) Promedio de Velocidad de difusión de NH3 : (cm/seg) Cuestionario Escriba la reacción Química que sucede cuando se ponen en contacto los dos gases. Los resultados están de acuerdo con la teoría? Por qué? Que gas difunde más rápido, Por qué? De dos ejemplos de difusión de gases que ud. observe en la vida diaria 13. Manejo de Residuos 14. Referencias bibliográficas Maron y Pruton Fundamentos de fisicoquímica,; Ed Limusa, México 1999 Xorge A. Domínguez, Química. Ed. Publicaciones Cultural Histórico de Cambios Revisión Razón de Cambio Decía Dice Anexos 38