Universidad de Puerto Rico Recinto Universitario de Mayagüez

Transcripción

1 Universidad de Puerto Rico Recinto Universitario de Mayagüez Facultad de Artes y Ciencias, Departamento de Química Título del curso: Laboratorio de Química General II QUIM 3042L IInfforrmaciión Generrall El laboratorio de Química 3042 es parte del curso de Química 3042, para estudiantes de concentración en Química, Ingeniería Química y Biotecnología. Consiste de tres horas de laboratorio. Prerequisito: QUIM Manual de laboratorio Solís, L. N.; Delgado S.; Muñoz, Y. Principios Prácticos de Química General, Segunda Parte, 2 da Ed., Houghton Mifflin Co., MA, 2007 Textos de referencia Tro, N., Chemistry: A Molecular Approach, Segunda Ed. Pearson, Prentice Hall, 2011 Solís Trinta, L. N., Manual de Notas de Clase, Houghton Mifflin, MA, 2007 Criterios de Evaluación y Asignación de Notas. a. Experimentos (100 puntos c/u) Libreta 15 puntos Prelaboratorio 30 puntos Informe de laboratorio 55 puntos b. Otras herramientas de laboratorio MSDS Seguridad Geometría molecular Pruebas cortas c. Examen final de laboratorio Los prelaboratorios e informes se traen contestados y representan el trabajo individual del estudiante y su forma de expresarse. Aquellos trabajos entregados con exactamente las mismas contestaciones, se les adjudicará la mitad de la puntuación que les corresponda. La combinación de los renglones a y b tiene un valor de 60 %, mientras que el examen final cuenta con un valor de 40% de la nota del laboratorio. Se le informará al conferenciante la nota promedio a base de una escala de 100. El laboratorio tiene una valor de 25% de la nota del curso de Química Descripción del Curso: Este laboratorio comprende la parte experimental de Química General para los estudiantes de concentración en Química, Ingeniería Química y Biotecnología. En éste, el estudiante pondrá en práctica unas experiencias que le ayudarán a reforzar la teoría presentada en clase y a desarrollar destrezas para trabajar en grupos cooperativos. Entre estas experiencias están el estudio de geometría molecular, la realización de varios análisis cuantitativos y la presentación de informes escritos y orales.

2 Prontuario QUIM 3042L 2 Método de Instrucción: Discusión de teoría, cómputos y explicación de experimento, de forma interactiva con la participación de los estudiantes. Se realizarán experimentos usando equipo de laboratorio e instrumentos tales como espectrofotómetro, metros de ph, balanzas electrónicas, entre otros. Los estudiantes trabajarán en equipo aunque son responsables de su trabajo de forma individual. Se usarán modelos y se harán demostraciones. Horas de Oficina: El instructor de laboratorio estará disponible en sus horas de oficina en Sala de Recursos, Q-149, para aclarar cualquier duda relacionada al laboratorio y al curso. Si no pueden venir durante las horas de oficina, comuníquese con su instructor para citar una reunión fuera de horas de oficina. Materiales necesarios para cada laboratorio 1. Libreta de páginas cosidas y de carpeta dura 2. Bata de laboratorio y gafas de seguridad 3. Papel toalla y líquido de fregar 4. Sobre manila tamaño carta. 5. alcohol etíico (ethyl alcohol) (antiséptico, o toallitas para desinfectar superficies) Reglas generales del laboratorio 1. La asistencia al laboratorio es compulsoria. 2. No hay reposiciones de laboratorios. En caso de ausencia el estudiante será responsable del material presentado o asignado durante su ausencia. 3. En caso de ausencia justificada el estudiante deberá comunicarse con su instructor lo antes posible. Será excusado Si trae una excusa oficial (Servicios Médicos del RUM, tribunal, decano, etc), al siguiente periodo de lab. 4. Cada ausencia no excusada conlleva una nota de cero para el laboratorio al que se ausentó, hasta un máximo de tres (3) ausencias. Más de tres (3) ausencias implican una calificación de F en el curso de Q No podrá entrar al laboratorio si no trae la vestimenta adecuada, zapatos cerrados y el pelo largo recogido. Está prohibido el uso de pantalones o faldas sobre la rodilla, blusas o camisas que no cubran adecuadamente el cuerpo y de sandalias. 6. Media hora de tardanza conllevará una deducción de 5 puntos en la nota diaria. 7. El uso de gafas de seguridad y bata de laboratorio es compulsorio durante toda la parte experimental de cada período de laboratorio. Está prohibido el uso de lentes de contacto. 8. Todo trabajo pendiente se entregará al llegar al laboratorio y debe estar escrito en forma legible; puede ser a lápiz. Hay informes específicos que deben escribirse usando computadora o maquinilla. 9. El prelaboratorio se entregará el día en que se hace el experimento, mientras que el informe se entregará el próximo período después de completarse el experimento. Trabajos entregados fuera de tiempo conllevan una penalidad. 10. La libreta de laboratorio debe estar preparada en la forma apropiada. El estudiante debe asegurarse de que el instructor firme dos veces su libreta antes de salir del salón. 11. Al final del semestre el estudiante entregará su libreta para evaluación final, la cual será retenida por el instructor. 12. Los informes serán individuales., excepto Geometría y Análisis de Agua. Las conclusiones se entregarán en una

3 Prontuario QUIM 3042L 3 hoja aparte grapada al informe del laboratorio. Estas tienen un valor de 5 puntos. La conclusión debe incluir las fuentes probables de error y comentar sobre la validez de sus resultados (máximo un párrafo). 13. El instructor conservará todos los trabajos corregidos (prelaboratorios, informes, pruebas cortas, asignaciones y/o proyectos), pero siempre estarán disponibles para que el estudiante los pueda revisar. El instructor entregará los trabajos a los estudiantes una semana antes del examen final, para que puedan utilizarlos para estudiar el material. Todos los trabajos deberán ser devueltos al instructor en o antes del examen. 14. Después de identificarse con el profesor y la institución, los estudiantes con impedimento recibirán acomodo razonable en sus cursos y evaluaciones. Para más información comuníquese con Servicios a Estudiantes con Impedimentos en la oficina del Decano de Estudiantes, a los teléfonos ó x 3250 ó Instrucciones para preparar la libreta de laboratorio 1. La libreta debe ser de páginas cosidas y de carpeta dura. 2. Todas las páginas deben estar enumeradas, pero se escribe solamente en la página de la derecha. 3. Debe escribirse en tinta de un solo color (negro o azul) 4. La primera página es para identificación. Debe incluir el nombre del estudiante, sección de laboratorio y el nombre del instructor. 5. La tercera página es para el índice de los experimentos. 6. El primer experimento comienza en la quinta página. Cada experimento debe incluir: Fecha Título Objetivos Precauciones de seguridad Materiales a. Equipo b. Reactivos (con su nombre y fórmula) Procedimiento numerado (resumido pero completo) Observaciones y/o Datos Análisis de observaciones y/o Cálculos Resultados Las conclusiones se entregarán en una hoja aparte grapada al informe del laboratorio. Estas tienen un valor de 5 puntos. Notas: 1. Al llegar al laboratorio el estudiante debe traer su libreta preparada hasta el procedimiento. El instructor firmará al final de esta parte. 2. Durante el experimento el estudiante debe completar las observaciones y/o datos y asegurarse de que el instructor firme nuevamente en esta parte. Es recomendable preparar de antemano tablas apropiadas para recopilar los datos. Estos deben escribirse directamente en la libreta según se obtienen y no en papeles sueltos. 3. Después del laboratorio, el estudiante debe completar las partes restantes. Los cálculos incluyen la fórmula y una sustitución. La conclusión debe incluir las fuentes probables de error y comentar sobre la validez de sus resultados (máximo un párrafo). 4. Nunca debe borrarse, ni con tinta blanca, material escrito en la libreta. Si se comete algún error, éste debe tacharse de modo que pueda leerse y se sigue escribiendo más adelante. 5. La libreta puede ser requerida para evaluación en cualquier momento.

4 Prontuario QUIM 3042L 4 Descripción de actividades para cada período Período Actividades 1 Discutir prontuario, reglas de seguridad, formación de grupos de trabajo, entrega de equipo. Práctica de nomenclatura. Ejercicio de MSDS. Repaso de fórmulas de Lewis. Se comentará sobre los documentos que recibirán a través del , en especial los requisitos para el informe oral y escrito del experimento de agua dura y el documento sobre preparación de informes técnicos y orales. Asignación: Prepararse con el capítulo de Seguridad al utilizar reactivos y contestar los ejercicios para entregar. Estudie el capítulo de Geometría molecular y conteste el prelaboratorio, Seleccione para hacer el prelaboratorio el grupo de moléculas que tenga el mismo número que su grupo de trabajo. Esta parte contará sólo como práctica. Como éste no es un experimento tradicional no hay que preparar la libreta. Repase el Capítulo 4 del Manual de laboratorio, Primera Parte ya que habrá 3 pruebas de nomenclatura. Repase fórmulas de Lewis (quiz 1, periodo 3). 2 Experimento: Geometría molecular (en grupo*) Llene las hojas de seguridad e información personal. Entregue los ejercicios del capítulo: Seguridad al utilizar reactivos. Trabajar el experimento en grupo. Repaso de geometría molecular y polaridad. Revise el prelaboratorio para completarlo en grupo. Uso de modelos moleculares para representar un grupo de moléculas que le asignará el instructor. Se completará el informe para entregar. (En grupo) Asignación:. Prepárese para el experimento de Análisis espectrofotométrico de aspirina. Es recomendable traer una laptop con el programa Excel por cada grupo. Estudie para prueba # 1 sobre fórmulas de Lewis (individual), (próximo periodo). 3 Experimento: Análisis espectrofotométrico de aspirina (Primera parte) Prueba #1 sobre fórmulas de Lewis y geometría molecular. (Individual, 100 puntos) Discusión de teoría sobre el espectrofotómetro. Práctica con el instrumento y trabajo grupal de la primera parte del experimento. Asignación: Repase la teoría sobre la ley de Beer y el material de gráficas y regresión lineal, (Apéndice del manual). Es recomendable traer una laptop con el programa Excel por cada grupo para el próximo periodo. 4 Experimento: Análisis espectrofotométrico de aspirina (Segunda parte). Complete el experimento. (En grupo). Asignación Estudie el experimento de Propiedades coligativas en la determinación de la masa molar. Repasar para la prueba #2 sobre nomenclatura de cationes y aniones. (Repasar el Capítulo 4 del Manual de laboratorio, Primera Parte.) 5 Experimento: Propiedades coligativas en la determinación de masa molar

5 Prontuario QUIM 3042L 5 Prueba #2Trabaje el experimento. (En grupo). Entregar el trabajo bibliográfico. El instructor enviará las modificaciones al próximo experimento. Asignación: Estudie para la Prueba #3 de nomenclatura de compuestos iónicos incluyendo hidratos. (Individual).). Prepare la libreta y el prelaboratorio para el experimento de Ácidos y bases: medidas de ph. Este experimento está modificado y requiere traer una cámara y flores, tallos o frutos de color rojizo o violeta. 6 Experimento: Ácidos y bases: medidas de ph Prueba #3. Trabaje el experimento. Asignación: Prepare la libreta y el prelaboratorio para el experimento de Titulación potenciométrica: K a y masa molar de un ácido débil. Es recomendable traer una laptop con el programa Excel por cada grupo para el próximo periodo 7 Experimento: Titulación potenciométrica: K a y masa molar de un ácido débil. Trabaje el experimento en grupo. Asignación: Estudie para Prueba #4: nomenclatura de compuestos moleculares. El instructor asignará a cada grupo una información en particular sobre el agua, que deberá buscar en revistas científicas. Además asignará el tipo de agua que analizará cada grupo y que deberá traer para el próximo periodo. Conteste las preguntas guía del Diseño de experimento, (prelaboratorio). 8 Experimento: Análisis de agua dura. Prueba #4 Trabajar el experimento de Análisis de agua dura (en grupo). Asignación: Prepare la libreta y el prelaboratorio para el experimento de Determinación del producto de solubilidad, K ps, de una sal poco soluble. Comience la búsqueda de información sobre el agua para informe de Análisis de agua dura. Prepare el informe escrito y el informe oral de acuerdo a las normas presentadas. 9 Experimento: Determinación del producto de solubilidad, K ps, de una sal poco soluble. Trabaje el experimento en grupo. El instructor enviará las modificaciones del próximo experimento. Asignación: El instructor enviará las modificaciones del experimento Principios de Electroquímica.. Prepare la libreta y el prelaboratorio 10 Experimento: Principios de Electroquímica. Trabaje el experimento en grupo. Asignación: Termine el informe escrito y el informe oral. 11 Informe oral de agua dura Asignación: Complete la libreta de laboratorio para entregarla el próximo período. Estudie para la prueba #5 de todo el material de nomenclatura. 12 Prueba #5.Aclare sus dudas y conteste el examen de repaso para el examen final. Si lo completa

6 Prontuario QUIM 3042L 6 en el tiempo estipulado obtendrá un bono de hasta 15 puntos. Entregue la libreta de laboratorio. Se llevará el sobre con los trabajos corregidos, los cuales devolverá en o antes del examen final. Período *Los experimentos y actividades indican que se trabajarán en grupos cooperativos (ver Apéndice de manual). Cada estudiante tendrá una responsabilidad individual y un trabajo experimental que aportar al grupo cooperativo. Los informes serán individuales, excepto en Geometría molecular y Análisis de agua dura. Se utilizará una hoja de evaluación del trabajo en grupo para estos dos informes, la cual permitirá dar puntuación individual de acuerdo al trabajo realizado por cada estudiante. Cada estudiante será responsable de obtener los datos de sus compañeros antes de salir del laboratorio. Objetivos generales: 1. Reconocer la importancia de un comportamiento ético al trabajar en el laboratorio. 2. Analizar e Interpretar los resultados de un experimento. 3. Identificar el equipo básico de seguridad, conocer las reglas de protección personal y procedimientos seguros en el laboratorio. 4. Identificar y describir el funcionamiento del equipo común de laboratorio. 5. Llevar un récord organizado y completo del trabajo experimental y evaluación de los resultados en una libreta de laboratorio. 6. Usar y leer correctamente el equipo volumétrico: probeta, pipeta, bureta y matraz volumétrico. 7. Conocer sobre el uso y cuidados de la balanza. 8. Escribir nombres y fórmulas correctas para compuestos iónicos y covalentes (moleculares). 9. Reconocer la incertidumbre de los instrumentos utilizados comúnmente en el laboratorio y anotar las medidas con la precisión correspondiente. 10. Aplicar correctamente las reglas de cifras significativas al hacer cálculos. 11. Trabajar de forma efectiva en grupos. 12. Preparar informes técnicos escritos y presentaciones orales. Objetivos específicos:. 1. Seguridad al utilizar reactivos a. Reconocer e interpretar la información que aparece en la etiqueta de un envase de reactivo, incluyendo el símbolo de diamante o de barra. b. Conocer el tipo de información que aparece en las hojas de datos de seguridad del material (MSDS) de un reactivo y utilizarlas adecuadamente. 2. Geometría molecular a. Dada la fórmula molecular de un compuesto, escribir su estructura de Lewis y determinar: - número de grupos de electrones alrededor de un átomo central - número de grupos enlazantes y número de pares libres alrededor de un átomo - geometría electrónica y geometría molecular alrededor de un átomo - tipo de hibridación del átomo central - número de enlaces sigma y número de enlaces pi en una especie química 3. Análisis espectrofotométrico de aspirina a. Conocer cómo funciona, se calibra y se usa el espectrofotómetro. b. Hacer el espectro de absorción de la sustancia analizada para obtener su longitud de onda analítica. c. Hacer la gráfica de la ley de Beer o curva de calibración para la sustancia analizada. d. Determinar el contenido de aspirina en una tableta usando la ley Beer y el método de regresión lineal. 4. Análisis de agua dura

7 Prontuario QUIM 3042L 7 a. Determinar la dureza de muestras de agua de diferente procedencia y utilizar el método de intercambio catiónico para suavizarla. b. Conocer la propiedad química de los iones de Ca 2+ y Mg 2+ que permite determinar la dureza de agua mediante titulación con EDTA. c. Preparar adecuadamente un informe técnico y un informe oral. 5 Propiedades coligativas en la determinación de masa molar a. Conocer el significado y el uso de la ecuación ΔT b = K b x m. b. Determinar el valor de K b de un disolvente si se conoce el ΔT b y la molalidad de una solución que contenga un soluto conocido. c. Determinar la masa molar de un soluto midiendo el ΔT b que se observa al disolver una cantidad definida de soluto en una cantidad definida de disolvente. 6. Ácidos y bases: medidas de ph a. Preparar soluciones ácidas y básicas y medir su ph usando indicadores y el metro de ph. b. Medir el ph de varios productos de uso doméstico. c. Conocer el uso apropiado del metro de ph. 7. Titulación potenciométrica: K a y masa molar de un ácido débil a. Calcular el K a de un ácido débil si se conoce la concentración inicial del ácido y el ph de la solución. b. Explicar en qué consiste una titulación potenciómetrica. c. Construir la curva de titulación y determinar el valor de K a y la masa molar de un ácido débil. 8. Determinación del producto de solubilidad, K ps, de una sal poco soluble a. Determinar la solubilidad molar y K ps para iodato de calcio. 9. Principios de Electroquímica a. Establecer una celda electrolítica y calcular la corriente promedio que fluye a través de ella. b. Establecer varias celdas voltaicas y medir el emf de cada celda. 10. Nomenclatura de compuestos inorgánicos a. Repasar la nomenclatura de compuestos iónicos y covalentes. b. Dado el nombre de un ion, escribir el símbolo o viceversa. c. Escribir nombres o fórmulas de compuestos iónicos dados los iones que los componen. d. Dado uno de ellos, nombre o fórmula de un compuesto iónico o covalente, poder escribir el otro.