6 informe de quimica 2

5/19/2018 6 informe de quimica 2

1/18

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICAMINERA Y METALURGICA

INFORMESexto Laboratorio de Qumica I

QU113-R

Ing.SESPEDES VALKARSEL SVITLANA

SLIDOS

Integrantes:

Bustinza Agramonte Alex Valentn 20112620E

Cardenas Melo Leslie Helen 20111331J

Melgarejo Magario Gian Carlo 20112649C

LIMAPER2011 - II


2/18

INTRODUCCION

En los slidos, las fuerzas de atraccin intermoleculares son lobastante intensas no slo para mantener muy juntas las

molculas, sino para fijarlas prcticamente en su sitio. Los

slidos, al igual que los lquidos, no son muy compresibles,

porque las molculas no tienen mucho espacio libre entre ellas.

Es comn que las molculas ocupen posiciones en un patrn

altamente regular.

Dado que las partculas de un slido no estn en libertad de

tener movimientos de largo alcance, los slidos son rgidos. No

obstante, hay que tener presente que las unidades que forman

el slido, sean iones o molculas, poseen energa trmica y

vibran en su posicin. Esta energa de vibracin aumenta de

amplitud cuando el slido se calienta. De hecho, la energa

podra aumentar hasta el punto en que el slido se derrite o se

sublima.


3/18

OBJETIVOS

Estudiar algunas de las propiedades de los slidos como:

punto de fusin, elevada densidad, etc.

Analizar el sistema de cristalizacin de una sal.

Estudiar e identificar la geometra molecular y la red

cristalina de un slido molecular y inico.


4/18

FUNDAMENTO TEORICO

Estructuras de slidosLos slidos pueden ser cristalinos o amorfos (no cristalinos).En un slido cristalino, los tomos, iones o molculas estn ordenadosen disposiciones bien definidas. Estos slidos suelen tener superficiesplanas o caras que forman ngulos definidos entre s. Las pilas ordenadasde partculas que producen estas caras tambin hacen que los slidostengan formas muy regulares.Un slido amorfo es un slido cuyas partculas no tienen una estructuraordenada; estos slidos carecen de formas y caras bien definidas.

Muchos slidos amorfos son mezclas de molculas que no se puedenapilar bien. Casi todos los dems se componen de molculas grandes ycomplejas.

Celdas unitariasEl orden caracterstico de los slidos cristalinos nos permite tener unaimagen de todo un cristal examinando slo una pequea parte de l.Podemos imaginar que el slido se forma apilando bloques de

construccin idnticos, as como una pared de tabiques se formaapilando tabiques individuales idnticos. La unidad de repeticinde unslido, el tabique cristalino, se denomina celda unitaria.Un slido cristalino puede representarsemediante una matriz tridimensional de puntos,cada uno de los cuales representa un entornoidntico dentro del cristal. Tal matriz de puntosse denomina red cristalina. Podemos visualizar

la formacin de toda la estructura cristalinaacomodando el contenido de la celda unitariarepetidamente en la red cristalina.Las redes de todos los compuestos cristalinosse pueden describir en trminos de siete tiposbsicos de celdas unitarias.


5/18

La ms sencilla de stas es la celda unitaria cbica, en la que todas lasaristas tienen la misma longitud y todos los ngulos son de 90. Hay trestipos de celdas unitarias cbicas, como se ilustra en la figura.

Empaquetamiento compacto de esferas

Las estructuras que los slidos cristalinos adoptan son aquellas quepermiten el contacto ms ntimo entre las partculas, a fin de aumentaral mximo las fuerzas de atraccin entre ellas. En muchos casos, laspartculas que constituyen los slidos son esfricas o casi esfricas. Tal esel caso de los tomos en los slidos metlicos. Por tanto, resultainteresante considerar la forma en que esferas de igual tamao sepueden empacar de la forma ms eficiente (esto es, con el mnimo deespacio vaco).

Enlaces en los slidosLas propiedades fsicas de los slidos cristalinos, como su punto defusin y su dureza, dependen tanto del acomodo de las partculas comode las fuerzas de atraccin entre ellas.


6/18

Slidos molecularesConsisten en tomos o molculas unidos por fuerzas intermoleculares(fuerzas dipolo-dipolo, fuerzas de dispersin de London y puentes dehidrgeno). Dado que estas fuerzas son dbiles, los slidos molecularesson blandos. Adems, estos slidos suelen tener puntos de fusinrelativamente bajos (por lo regular de menos de 200C). Casi todas lassustancias que son gases o lquidos a temperatura ambiente formanslidos moleculares a temperaturas bajas, como: Ar, H2O y CO2.

Slidos de red covalenteConsisten en tomos unidos en grandes redes o cadenas medianteenlaces covalentes.


7/18

Puesto que los enlaces covalentes son mucho ms fuertes que lasfuerzas intermoleculares, estos slidos son mucho ms duros y tienen unpunto de fusin ms alto que los slidos moleculares.El diamante y el grafito, dos altropos del carbono son slidos de red

covalente. Otros ejemplos incluyen el cuarzo, SiO2, el carburo de silicio,SiC, y el nitruro de boro, BN.

Slidos inicosConsisten en iones que se mantienen unidos por enlaces inicos. Lafuerza de un enlace inico depende en gran medida de las cargas de losiones. As, el NaCl, en el que los iones tienen cargas de 1+y 1-, tiene unpunto de fusin de 801C, mientras que el MgO, en el que las cargas son

2+y 2-, funde a 2852C.La estructura que un slido inico adopta depende en gran parte de lascargas y los tamaos relativos de los iones.

Slidos metlicosConsisten exclusivamente en tomos de metal. Los slidos metlicossuelen tener estructuras de empaquetamiento compacto hexagonal, deempaquetamiento compacto cbico (cbica centrada en las caras) o

cbica centrada en el cuerpo. As, cada tomo normalmente tiene 8 o 12tomos adyacentes. Podemos visualizar el metal como una matriz deiones positivos sumergida en un mar de electrones de valenciadeslocalizados.


8/18

PARTE EXPERIMENTAL

Experimento 1: Obtencin de Cristales de Sulfato de Cobre

Preparar la solucin saturada de sulfato de cobre de la siguientemanera:

-

Colocar alrededor de 3 g. de sulfato de cobre en un tubo de

ensayo, agregar 5 ml. de de agua destilada.

Calentar la solucin hasta ebullicin.

Inmediatamente verter esta solucin a la caja Petri.

Esperar hasta que se formen los cristales.

Separar los ms representativos cristales, secarlos con papel filtro,dibujarlos e identificar al sistema cristalino al cual pertenece.

Observar los cristales con ayuda del microscopio.

Datos y observaciones:

-

Por diferencia de temperatura hemos logrado no solo cristalizarsino adems obtener a partir del sulfato de cobre (II)

pentahidratado un sulfato de cobre mucho ms puro, esto se

debe a que la mayora de impurezas no siguen el mismo patrn

de solubilidad que si sigue el sulfato de cobre (II).


9/18

Por lo tanto la sal obtenida es mucho ms pura que el reactivo

empleado inicialmente.

Conclusiones:- La presencia de impurezas que se

encuentran en la red cristalina

provocan que no cristalice del todo

bien y muchas veces podemos

observar alguna anomala en el

cristal que se forme.

-

El CuSo4 cristaliza en el sistematriclnico, siendo la forma bsica un

prisma oblicuo con base

rectangular.

Experimento 2: Determinacin del Punto de Fusin: Mtodo

del tubo capilarSe llena la parte inferior de un tubo capilar con la muestra

problema (cido esterico), que debe estar finamente pulverizada yseca. La columna de sustancia dentro del capilar debe tener 1-2mm. Con una goma pegar el capilar al termmetro de manera queel bulbo termomtrico y la sustancia problema queden a la mismaaltura.

Sumergir el sistema en un vaso de precipitados pequeoconteniendo agua (si el punto de fusin de la muestra es menorque 100).

Someter a calentamiento empleando llama pequea para que elcalentamiento sea uniforme.


10/18

Observar, tanto la temperatura de escala termomtrica como elaspecto que presenta la muestra dentro del capilar.

Anotar la temperatura a la que aparece la primera gota desustancia liquida (temperatura inicial).

Mantener el calentamiento y anotar la temperatura registradacuando toda la sustancia este lquida (temperatura final).

Se saca el promedio de ambas temperaturas.


- Las temperaturas obtenidas son:Tinicial= 70C Tfinal= 71C

Experimento 3: Determinacin de la densidad de un slido

Medir el volumen de algunas sustancias slidas por

desplazamiento de agua.

Coloque unos 10 ml. de agua destilada en una probeta graduada

de 25 ml. Anote este volumen en su cuaderno.


11/18

Pese una muestra de 10-15 granallas de metal (Pb / Zn) en una

balanza de decigramos. Anote esta masa.

Transfiera esta masa de metal a la probeta graduada que

contenga la cantidad medida de agua, golpee ligeramente laprobeta para eliminar las burbujas de aire.

Anote el volumen del metal y del agua.

La diferencia entre este volumen y el volumen original de agua es

el volumen de la muestra del metal que pes.

Calcular la densidad del metal.


- El peso de 15 granallas de Pb es 16.4g.

-

Luego medimos 10ml. de agua destilada en la probeta y

sumergimos (sin salpicar) todas las granallas dentro de la probeta,

y el nuevo volumen que se observa en la probeta es: 11.4ml.

Luego:


12/18

Experimento 4: Sublimacin del Iodo

Colocar una muestra de iodo re sublimado (cristales muy grandes)

en un crisol.

Tapar el crisol con papel filtro horadado y colocar una luna de reloj

boca abajo sobre el papel filtro. Encima de la luna colocar un poco

de algodn humedecido con agua fra.

Montar una rejilla de metal con centro de asbesto sobre un

mechero y colocar el sistema a calentar.

Se observa que el iodo empieza a sublimar (humo gris) y porenfriamiento rpido (debido al algodn humedecido) este se

sublima de nuevo y forma cristales muy pequeos.

Observar la muestra obtenida en la luna de reloj en el microscopio.


13/18


-

El diagrama de fases del Iodo es el siguiente:

- El yodo (I2) cristaliza en una celdilla ortorrmbica.

La pendiente de

OB es infinita. As

un incremento de

la presin sobre el

iodo slido no


14/18

Aplicaciones a la carrera

En el tratamiento de los residuos slidos mineros del proceso de

flotacin de minerales como el oro.

En el estudio de los silicatos, minerales de mayor abundancia, pues

constituyen ms del 95% de la corteza terrestre; son la base de

numerosos minerales ya que forman parte de la mayora de las

rocas, arenas y arcillas.

Recomendaciones

En el primer experimento es importante que el cambio de

temperatura no sea brusco, por lo que no se debe de enfriarlo con

agua, ya que los cristales que se formaran sern pequeos y no nos

sern tiles para observarlos en el microscopio.

Al calentar el tubo capilar en bao mara, cuando se llegue a la

temperatura de 60-65 C, bajar la intensidad de la llama del

mechero lo ms posible, para que el calentamiento sea lento y se

observe mejor las dos temperaturas requeridas.

Procurar pesar ms de 10 granallas de Pb/Zn, para que el volumen

desplazado sea ms perceptible.


15/18

Cuestionario

1.

Calcular la cantidad necesaria de sulfato de cobre parapreparar una solucin saturada de 50 ml. de agua a 60 C.

-

La solubilidad del sulfato de cobre (II) a 60C es de 400 g/l de agua.

2.Qu condiciones deben cumplirse para formar buenoscristales?-

Una vez que se determina las condiciones apropiadas (composicinde la mezcla), colocar las materias primas en un mortero ymezclarlas hasta que estn finamente pulverizadas yhomogenizadas, esto asegurar el contacto intimo de las dosespecies, ya que a un tamao de partcula menor, el contacto esms eficaz.

-

Despus, colocar la mezcla en un crisol de porcelana y calentar

hasta disolver (solucin saturada). Por ltimo enfriar lentamentehasta la temperatura ambiente (solucin sobresaturada).- Para obtener cristales gigantes conviene que se formen menos

cristales, as slo estos sern los que crezcan, ya que es ms fcilque crezca un cristal a partir de una semilla ya formada que formaruna nueva semilla.

-

Evitar someter el recipiente en el que est creciendo el cristal avibraciones innecesarias y que caigan partculas extraas en las

disoluciones que se preparen.

3.En qu sistema cristalino se cristalizan las siguientesmuestras?- Sulfato de cobre sistema triclnico- Iodo celdilla ortorrmbica


16/18

- Azufre sistema ortorrmbico

4.Definir qu es punto de fusin, para que se determina?- Llamamos punto de fusin de una sustancia a la temperatura a la

que se produce su fusin. Es una propiedad fsica caracterstica decada sustancia.Mientras el slido cambia de estado slido a estado lquido, latemperatura se mantiene constante.

5.Cmo determinara la densidad de un grano de maz- Primero pesamos el grano de maz en una balanza analtica.- Luego medimos el volumen del grano de maz por diferencia de

volumen desplazado.-

Se puede tener problemas al tratar de medir el volumen ya que elmaz es menos denso que el agua (flota). Por lo que se puedeutilizar otro lquido menos denso o tratar de fijar en grano de mazen el fondo de la probeta a usar y luego echar el volumen de agua(previamente medido) y finalmente medir el volumen total.

6.Cmo determinara el punto de solidificacin de la

parafina?- El mtodo ms sencillo es el del tubo capilar. Por el extremoabierto se introduce trocitos diminutos de parafina (tratando deenviarlos al fondo del tubito en el extremo cerrado).

-

Luego colocamos el tubito adosado al bulbo de un termmetro 0-100C y sumergimos el conjunto en un vaso de precipitados conagua.

-

Calentamos el vaso de agua, agitando el agua para homogenizar la

temperatura en todo el volumen de agua.-

Cuando la parafina se pone brillante y cristalina, leemos latemperatura del termmetro y esa es la temperatura defusin/solidificacin de la parafina.


17/18

7.Calcular la masa de 5 cubitos de madera de 5 cm. de arista.Densidad de la madera: 0.77 g/cm3.-

Calculamos el volumen de uno de los cubitos de madera.

-

Por frmula sabemos:

- Luego la masa total de los 5 cubitos es:

8.Datos del cido esterico.El cido esterico es un cidograso saturado de 18 tomos decarbono presente en aceites ygrasas animales y vegetales. Poseepropiedades emolientes yprotectoras, y se absorbefcilmente por la piel.

Acelera el proceso desaponificacin y produce unapastilla de jabn dura.Es inodoro y nos sirve especialmente para crear jabones de tonosclaros.A temperatura ambiente es un slido parecido a la cera; su frmulaqumica es CH3(CH2)16COOH. Su nombre IUPAC es cidooctadecanoico. Tiene una cadena hidrofbica de carbono e

hidrgeno.

Punto de fusin 342 K (68,85 C)Punto de ebullicin 634 K (360,85 C)


18/18

Bibliografa

Silberberg. Qumica La naturaleza molecular del cambio y

la materia segunda edicin, editorial: Mc Graw-Hill.

Brown, Lemay, Bursten. Qumica La ciencia centralnovena edicin, editorial Pearson.

Raymond Chang. Qumica General sptima edicin,

editorial: Mc Graw-Hill.

6 informe de quimica 2

Documents