Universidad de Puerto Rico Recinto Universitario de Mayagüez

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1 Universidad de Puerto Rico Recinto Universitario de Mayagüez Facultad de Artes y Ciencias, Departamento de Química QUIM 3041L IInfforrmaciión Generrall Título del curso: Laboratorio de Química General I El laboratorio de Química 3041 es parte del curso de Química 3041, para estudiantes de concentración en Química, Ingeniería Química y Biotecnología. Consiste de tres horas de laboratorio. Correquisito: QUIM Manual de laboratorio Solís, L. N.; Delgado, S. E.; Muñoz, Y. Principios Prácticos de Química General, Primera Parte, Houghton Mifflin: MA., 2001 Textos de referencia Tro, N., Chemistry: A Molecular Approach, Segunda Ed. Pearson, Prentice Hall, 2010 Solís Trinta, L. N., Manual de Notas de Clase, Houghton Mifflin, MA, 2007 Criterios de Evaluación y Asignación de Notas. a. 8 Experimentos (100 puntos c/u) Libreta 15 puntos Prelaboratorio 30 puntos Informe de laboratorio 55 puntos c. Examen final de laboratorio b. Otras herramientas de laboratorio Seguridad Incertidumbre Trabajo bibliográfico Gráficas Pruebas cortas 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. El estudiante llevará a cabo actividades que le ayudarán a desarrollar su capacidad investigativa y a la vez reforzar la teoría presentada en clase. Entre estas actividades están la discusión de incertidumbre en las medidas y aplicación de las reglas de cifras significativas, el conocimiento de equipo común de laboratorio y de las reglas básicas de seguridad, el estudio de procesos físicos y químicos, y el desarrollo de destrezas básicas para la realización de análisis cuantitativo. 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 forma individual para aprender las

2 2 técnicas básicas. Otros experimentos los realizarán en parejas aunque son responsables de su trabajo de forma individual. 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. Algunos experimentos se trabajaran en parejas y otros en grupo. Cada estudiante tendrá una responsabilidad individual y un trabajo experimental que aportar a la pareja o al grupo. 9. Cada estudiante será responsable de obtener los datos de sus compañeros antes de salir del laboratorio. 10. Los informes serán individuales. Las conclusiones se entregarán en una 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). 11. 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. 12. 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. 13. 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. 14. Al final del semestre el estudiante entregará su libreta para evaluación final, la cual será retenida por el instructor.

3 3 15. 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. 16. 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. 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 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. 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. Descripción de actividades para cada período Período Actividades 1 Discutir el prontuario, reglas de Seguridad, Formación de grupos de trabajo. Discusión de problema de seguridad y ética por grupo y actividad de Nomenclatura. Discusión de Incertidumbre en medidas y cifras significativas. Asignación: Estudiar el capítulo de Seguridad en el laboratorio de química y contestar los ejercicios para entregar. Estudiar el capítulo de Incertidumbre en medidas y cifras significativas y contestar los ejercicios para entregar. Prepararse para el experimento de Lectura de escalas de diversos instrumentos (contestar el

4 4 prelaboratorio y preparar la libreta. Memorizar los símbolos y nombres de los cationes (página 40) para prepararse para la prueba #1 de nomenclatura. Antes del periodo 3 deben: a. obtener el documento de Taller de gráficas (Se enviará por ). b. practicar en Centro de Cómputos o en su computadora a preparar gráficas en Excel usando el documento anterior. c. completar del prelaboratorio de Gráficas sólo la p d. preparar la gráfica en Excel asignada en la p. 135 y contestar las preguntas de la p Prueba # 1 Experimento: Lectura de escalas de diversos instrumentos. Entrega de equipo. Llenar la información de seguridad. Asignación: Prepararse para el experimento de Medidas de masa y volumen. Memorizar los símbolos y nombres de los aniones (página 41) para prepararse para la prueba #2 de nomenclatura. Estudiar para la prueba # 3 de Incertidumbre en medidas y cifras significativas. Recordar la asignación de gráficas descrita en el periodo 1. 3 Prueba # 2 Experimento: Medidas de masa y volumen. Entregar la asignación de gráficas.el instructor enviará el documento del próximo laboratorio. Asignación: Hacer el informe del experimento. La gráfica que acompaña al informe se hace en Excel, y la ecuación de la línea se obtiene usando la regresión. Hacer el prelaboratorio de Análisis Cualitativo. Prepararse para la prueba #3 de cifras significativas. 4 Prueba # 3 Experimento: Análisis Cualitativo Discusión de fórmulas de compuestos iónicos, ecuaciones iónicas netas y reglas de solubilidad. Asignación: Prepararse para el experimento Cambios químicos. Contestar el prelaboratorio. 5 Experimento: Cambios físicos y reacciones químicas. Asignación: Verificar dónde se reunirán para la Instrucción Bibliotecaria. 6 Instrucción Bibliotecaria: Personal de Biblioteca General. Escoger el tema para el trabajo bibliográfico, que se entregará en el período no. 11. Asignación: Contestar el prelaboratorio Síntesis de aspirina. Estudiar Nomenclatura de compuestos orgánicos (p , incluye ácidos), practicar con los ejercicios de las páginas 53 y 54 para prepararse para la prueba # 5, de ese material. Prepararse para el experimento de Preparación de Soluciones. 7 Experimento: Síntesis de aspirina (primera parte) Asignación Prepararse para la prueba #4 de nomenclatura de compuestos inorgánicos (p ), sales ácidas e hidratos (p ) y practicar con los ejercicios de las páginas 51 y Prueba #4 Experimento: Síntesis de aspirina (conclusión). Práctica de nomenclatura de compuestos iónicos. Bingo químico de cationes, aniones y compuestos Iónicos antes de la prueba. Se adelanta la explicación de la teoría del próximo lab. Asignación: Prepararse para el experimento de Titulación ácido-base. Preparar el prelaboratorio. 9 Experimento: Titulación ácido-base Asignación: Prepararse para el experimento de Preparación de soluciones. Preparar el prelaboratorio. Prepararse para la prueba #5 de nomenclatura: compuestos moleculares, ácidos binarios y oxiácidos (p ) y practicar con los ejercicios de las páginas Prueba # 5 Experimento: Preparación de soluciones El instructor enviará el documento del próximo laboratorio. Formación de grupos de trabajo y asignación de tipos de jugos que deben traer para el análisis. Asignación: Estudiar el capítulo de Diseño y práctica de experimento: Análisis de vitamina C y contestar solamente las Preguntas guía del prelaboratorio (equivalente al prelaboratorio).traer muestras de jugos de frutas para el análisis. Adelantar el trabajo bibliográfico. 11 Experimento Análisis de Vitamina C. Asignación: Completar el trabajo de la libreta para entregarla en el próximo período. Completar el trabajo bibliográfico para el próximo período.

5 5 Estudiar Nomenclatura de compuestos inorgánicos (págs ) y practicar con los ejercicios de las páginas 55 y 56 para prepararse para la prueba # 6, de todo el material de nomenclatura. 12 Aclarar dudas para el examen final, contestar la prueba de repaso y entregar el trabajo bibliográfico. Entregar la libreta de laboratorio. Tomar la Prueba # 6 Asignación: Devolver todos los trabajos corregidos al instructor en o antes del examen final. * Durante todos los periodos se estará verificando su conocimiento de nomenclatura. Objetivos generales: 1. Reconocer la importancia de un comportamiento ético al trabajar en el laboratorio. 2. Identificar el equipo básico de seguridad, conocer las reglas de protección personal y procedimientos seguros en el laboratorio. 3. Identificar el equipo básico de laboratorio; describir su uso y funcionamiento. 4. Llevar un récord organizado y completo del trabajo experimental en una libreta de laboratorio. 5. Analizar e Interpretar los resultados de un experimento. 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 de uso común en el laboratorio y anotar las medidas con la precisión correspondiente. Objetivos específicos: 1. Incertidumbre en medidas y cifras significativas a. Distinguir entre precisión y exactitud. b. Distinguir entre error sistemático y error aleatorio. c. Investigar la precisión de una medida calculando su desviación estándar. d. Utilizar las reglas de cifras significativas para expresar la precisión de una medida. e. Reconocer la precisión de los instrumentos utilizados en el laboratorio para anotar las medidas correctamente. f. Aplicar las reglas de cifras significativas al hacer cálculos. g. Aplicar las reglas para redondear al número correcto de cifras significativas. 2. Nomenclatura de compuestos inorgánicos a. Distinguir entre metales, no metales y metaloides en términos de propiedades y posición en la tabla periódica. b. Distinguir entre compuestos iónicos y moleculares o covalentes. c. Conocer símbolos y nombres de elementos y símbolos o fórmulas de los iones más comunes. d. Escribir nombres o fórmulas de compuestos iónicos dados los iones que los componen. e. Dado uno de ellos, nombre o fórmula de un compuesto iónico o covalente, poder escribir el otro. 3. Lectura de escalas de diversos instrumentos a. Interpretar y leer correctamente escalas de diferentes instrumentos para establecer la magnitud y precisión de las medidas. b. Reconocer el número de cifras significativas que permite leer cada escala. c. Reconocer la precisión que se puede obtener al hacer medidas con los diferentes instrumentos que se tienen disponibles en el laboratorio. 4. Medidas de masa y volumen a. Usar correctamente la balanza y la pipeta. b. Hacer medidas de masa y volumen para determinar la densidad de agua. c. Identificar un líquido desconocido determinando su densidad. 5. Análisis cualiitativo a. Identificar a las sustancias que son insolubles en agua. b. Representar los cambios químicos mediante ecuaciones ajustadas. c. Completar ecuaciones de desplazamiento doble. d. Predecir la ecuación iónica neta a partir de una ecuación de desplazamiento doble. e. Identificar desconocidos utilizando reacciones de desplazamiento doble.

6 6 6. Cambios físicos y reacciones químicas a. Distinguir entre cambio físico y cambio químico. b. Reconocer las evidencias que identifican un cambio químico. c. Reconocer los cambios que son posibles al calentar sustancias. d. Usar correctamente el mechero y conocer su funcionamiento. e. Observar los efectos al calentar o mezclar sustancias, reconocer si ha ocurrido una reacción química y clasificar la misma de acuerdo a su tipo. f. Representar los cambios químicos mediante ecuaciones ajustadas. 7. Titulación ácido-base a. Describir en qué consiste el proceso de titulación. b. Distinguir entre punto final y punto estequiométrico o de equivalencia. c. Explicar qué es una solución valorada o estándar. d. Para la titulación llevada a cabo, conocer la reacción que ocurre al titular, la solución valorada utilizada, el estándar primario utilizado para su valoración y el indicador usado. e. Usar los datos de la titulación y la estequiometría de la reacción para calcular la concentración de ácido acético en el vinagre. 8. Preparación de soluciones a. Calcular los gramos del soluto, KHP, necesarios para preparar un volumen dado de una solución acuosa de molaridad específica. b. Calcular el volumen de solución original requerido para preparar un volumen dado de una solución de molaridad menor a la de la solución original (proceso de dilución) c. Corroborar las concentraciones de las soluciones ácidas preparadas mediante titulación con NaOH valorado. 9. Síntesis de aspirina a. Reconocer la reacción entre ácido salicílico y anhídrido acético para formar aspirina. b. Saber en qué consiste y para qué se utiliza la técnica de recristalización. c. Utilizar el procedimiento de filtración por succión. d. Calcular el rendimiento teórico y el porciento (%) de rendimiento del producto formado. e. Determinar el punto de fusión del producto. 10. Análisis de vitamina C a. determinar el contenido de vitamina C en una tableta comercial y en muestras de jugos de frutas. b. evaluar y presentar los resultados del experimento de acuerdo al tipo de jugo, la marca y la forma en que se encuentre la fruta. 11. Preparación e interpretación de gráficas a. Identificar en una gráfica la ordenada, la abscisa, la variable dependiente y la variable independiente. b. Dado un conjunto de datos construir una gráfica en la cual se escoja y se identifique apropiadamente el eje para cada variable, se utilicen escalas apropiadas para cada eje y se incluya un título que describa el sistema representado. c. Utilizar una gráfica para determinar el valor de una de las variables si se conoce un valor para la otra. d. Dada una gráfica lineal calcular la pendiente y sus unidades, hallar el intercepto y escribir la ecuación de la línea. e. Al observar una gráfica, establecer tendencias en el comportamiento de las variables. f. Utilizar la computadora para construir gráficas y hacer análisis de regresión lineal. 12. Trabajo Bibliográfico a. Utilizar los Chemical Abstracts para buscar referencias sobre algún tema. b. Escribir fichas bibliográficas usando el formato descrito en el ACS Style Guide.