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Universidad Mayor Tecnología Médica Química General

TECNOLOGÍA MÉDICA

GUÍA DE PASOS PRÁCTICOSQuímica General

Docentes:

Ana María Acuña D.Lucía Medina M.

Estudiante:_____________________________________________

0


Temuco 2015

INSTRUCCIONES GENERALES DEL CURSO:

1. La asistencia al laboratorio es de un 100%, salvo en casos muy justificados por

razones de salud.

2. Sin justificación por inasistencia no puede ingresar al laboratorio.

3. Todos los laboratorios comenzaran con un test de entrada con los contenidos

teóricos del práctico por realizar y del que se realizó la semana anterior.

4. El estudiante en cada práctico debe realizar observaciones, ejercicios y/o reacciones

químicas que debe registrar en su cuaderno.

5. Los alumnos atrasados no podrán rendir el test y se les calificara con la nota

mínima.

6. Si un alumno necesita salir del laboratorio deberá solicitar autorización.

7. Cada alumno deberá presentarse puntualmente al laboratorio, provisto de su guía de laboratorio, cuaderno y delantal blanco con nombre. El estudiante que se

presente sin delantal y sin guía de trabajo no se le autorizará la entrada al

laboratorio.

8. En el laboratorio no se debe fumar, comer, ni realizar actividades que puedan

conducir a accidentes.

9. Los trabajos prácticos se desarrollarán en grupos de 4 estudiantes como máximo.

10. Cada grupo de trabajo dispondrá del material necesario para el desarrollo del práctico

y es deber del grupo avisar si ha recibido material deteriorado.

11. El grupo de trabajo podrá abandonar el laboratorio sólo después de haber entregado

el material y el mesón aseado. Deben avisar cuando estén listos para retirarse.

12. Todo equipo que sea armado, deberá ser revisado por el profesor antes de su uso.

13. Los reactivos de uso general deberán permanecer en los lugares asignados, después

de usar un reactivo, deberá quedar tapado.

14. Antes de usar cualquier material, asegúrese de su limpieza.

15. Las balanzas deberán permanecer limpias. La utilización de ellas exige conocimiento

de las precauciones que se deben tener al manipularlas.

16. Debe mantener una actitud vigilante durante toda su permanencia en el laboratorio.

1


PRÁCTICO Nº 1: INTRODUCCIÓN AL TRABAJO DE LABORATORIO Y NORMAS DE SEGURIDAD

Objetivo: Manejar las normas de seguridad correctamente en el Laboratorio.

El trabajo en el Laboratorio de química requiere la observación de una serie de normas de seguridad que eviten posibles accidentes, debido a desconocimiento de lo que se está haciendo o a una posible negligencia de los alumnos y alumnas que estén en un momento dado, trabajando en el Laboratorio.

Entonces debemos trabajar en forma correcta para evitar posibles accidentes por:

Desconocimiento de lo que se está haciendo

Negligencia de las personas que trabajan en el laboratorio

NORMAS BÁSICAS

PIENSE antes de actuar.

NO comer ni beber en el laboratorio.

PONGA ATENCIÓN a lo que está haciendo.

FAMILIARÍCESE con el laboratorio y las normas de seguridad.

LÁVESE las manos con agua y JABON al terminar las prácticas de laboratorio.

USAR EL CABELLO tomado durante los prácticos.

MANTENGA LIMPIO su entorno de trabajo

IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

Delantal: Cuida tu ropa

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Antiparras: Protege tus ojos

Guantes: Protege tus manos

Cuidados con el material de vidrio

Hay que tener en cuenta que en el laboratorio de química vamos a trabajar con compuestos corrosivos, y que los vamos a someter a amplias variaciones de temperatura, por lo que necesitaremos un material que resista estas dos condiciones.

El material que cumple con estas características es el vidrio, vidrio especial. Existen dos tipos de vidrio fundamentales de mayor uso, y otros de características más específicas para usos concretos.El vidrio de borosilicato es duro, libre de metales pesados y muy resistentes al choque térmico, y a la corrosión alcalina.Como en el laboratorio de química se emplea mucho material de vidrio, algunas veces llegan a quebrarse. Cuando esto sucede, no se recomienda recoger los vidrios con las manos. El vidrio quebrado debe ser desechado en forma apropiada.

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Cuidado con los bordes y puntas cortantes de los tubos u objetos de vidrio. Si el material está en mal estado, NO LO USE

El vidrio caliente no se diferencia a simple vista del vidrio frío. Para evitar quemaduras, dejarlo enfriar antes de tocarlo.

REACTIVOS QUÍMICOS

Antes de utilizar un compuesto, fijarse detenidamente en la etiqueta.Como regla general, no tomar ningún producto químico, con las manos, no probarlo ni tomar el olor directamente. No devolver nunca a los frascos de origen los sobrantes de los reactivos utilizados sin consultar con el profesor.

Tipos de envases de Reactivos

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1. Identificación del producto (nombre químico de la sustancia o nombre comercial del preparado).

2. Composición (para los preparados; relación de sustancias peligrosas presentes, según concentración y toxicidad).

3. Responsable de la comercialización (Nombre, dirección y teléfono).4. Identificación de peligros.5. Descripción del riesgo (Frases R*).6. Medidas preventivas (Frases S*).

Seguridad en el Laboratorio: Pictogramas sobre seguridad

Clasificación de sustancias químicas de acuerdo a su comportamiento

1. Según códigos utilizados por la comunidad económica europea

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PICTOGRAMA PELIGRO PRECAUCION

EExplosivo

Sustancias que pueden explotar bajo determinadas condiciones

Evitar choque, percusión, fricción, chispas y calor

OComburente

Compuestos que pueden inflamar sustancias combustibles o favorecer la amplitud de incendios ya declarados, dificultando su extinción

Evitar el contacto con sustancias combustibles

F+Extremadamente Inflamable

Sustancias extremadamente inflamables, bien de forma espontánea, o en contacto con el aire o el agua.

Aislar de fuentes de calor, llamas o chispas

FFácilmente Inflamable

Sustancias inflamables o volátiles

Aislar de fuentes de calor, llamas o chispas

T+Muy Tóxico

Sustancias que por inhalación, ingestión o penetración cutánea pueden entrañar graves riesgos para la salud

Evitar cualquier contacto con el cuerpo humano y en caso de malestar acudir al médico

Sustancias que por inhalación, ingestión o penetración cutánea pueden entrañar riesgos para la salud

Evitar cualquier contacto con el cuerpo humano

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TTóxico

XnNocivo

Producen efectos nocivos de poca trascendencia

Evitar contacto e inhalación de vapores

CCorrosivo

Por contacto con estas sustancias se destruye tejido vivo y otros materiales

No inhalar los vapores y evitar el contacto con la piel, ojos y ropa

XiIrritante

Producen irritación sobre la piel, ojos y sistema respiratorio

No inhalar los vapores y evitar el contacto con la piel

NPeligro para el medio ambiente

Sustancias que afectan de manera irreversible al medio ambiente

Evitar su eliminación de forma incontrolada

2. Según código utilizado en EEUU.

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http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=JE9--euHjZU9pM&tbnid=wmOn2nBlsCik9M:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fnavarrof.orgfree.com%2FDocencia%2FQuimica%2FUT1%2FReactivos.htm&ei=25_mUtPhDOe-sQSm3oD4CA&psig=AFQjCNG7ANac4-zCFvGxCrIbnOe7Ini6GQ&ust=1390932249440626%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5


ROJO AZUL AMARILLO BLANCOPeligro de incendio Peligro para la salud Peligro por reactividad

del productoPeligro especifico para

cada reactivorango 0-4 (no

combustibles a extremadamente

inflamable)

rango 0 a 4 (normal a mortal)

rango 0 a 4 (estable a puede detonar)

(oxidante, ácido, radiactivo, alcalino, corrosivo)

Algunas precauciones generales

Si por descuido tocas o te cae algún producto, lávate con abundante agua la zona afectada, y comunícalo al profesor

Nunca acerques un reactivo al mechero encendido

Si la solución que estás preparando genera gases, debes trabajar bajo campana.

Los residuos que se generan en un laboratorio de Química deben ser tratados convenientemente, según su riesgo potencial.

Al calentar un tubo de ensayo a la llama de un mechero, observe lo siguiente:

La boca del tubo no debe apuntar a ningún compañero. Caliente por el lateral del tubo de ensayo, nunca por el fondo;

agite suavemente.

Después de trabajar en el laboratorio, se generan restos de reactivos y soluciones, estos son llamados DESECHOS o RESIDUOS, los que deben ser transferidos a contenedores especialmente rotulados que existen en cada uno de los laboratorios

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PRIMEROS AUXILIOS EN CASO DE EMERGENCIA

I. TRATAMIENTO DE QUEMADURAS:a) Quemaduras con ácidos : Lávese con abundante agua, aplique después una

gasa empapada en solución de bicarbonato de sodio.

b) Quemaduras de álcalis : Lávese con abundante agua, aplique después una gasa en ácido bórico.

c) Quemaduras de ácidos o álcalis en los ojos : Lávese los ojos inmediatamente con un gran volumen de agua, después con solución de ácido bórico en el caso de lesiones producidas por álcalis. Complétese el tratamiento en ambos casos agregando una gota de aceite de oliva.

d) Quemaduras con objetos calientes : NO DEBEN LAVARSE CON AGUA. Aplique pomadas para quemaduras y luego véndese.

II. INCENDIOSLos fuegos pequeños deben apagarse con una toalla o delantal de laboratorio. En caso de inflamación de la ropa que llevas puesta, es necesario solicitar ayuda, evitar correr. Lo correcto es que la persona afectada debe tenderse en el suelo y rodar sobre sí mismo para extinguir el fuego. No se recomienda el uso de un extintor sobre una persona.

III. CORTESEs mejor dejar sangrar algo al principio, para prevenir la infección. Lávese la herida cuidadosamente, quítese la suciedad y los trocitos de vidrio. Desinféctese con algún antiséptico, como tintura de yodo y otro. Aplíquese una venda estéril.

IV. PÉRDIDA DEL SENTIDOEn estos casos debe inhalarse amoniaco o sales para oler o aplicarse paños fríos en la cabeza. Una fricción en el pecho y extremidades puede ser suficiente para recuperar el sentido.

V. ENVENENAMIENTOCuando se supone que hay envenenamiento, el paciente debe ser atendido inmediatamente por un médico o envíese al hospital sin la menor demora.

VI. INCENDIO DE REACTIVOSApáguese todos los mecheros y quítese todos los reactivos combustibles de las proximidades del fuego. Los fuegos pequeños deben apagarse con una toalla. El líquido ardiendo en un vaso es menos peligroso que si se extiende encima del mesón de trabajo. No soplar la llama.

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PARTE EXPERIMENTAL

ACTIVIDAD Nº1: En el siguiente dibujo identifique al menos 10 errores que se cometen en este laboratorio y explique cuál es el error y que se debe hacer para corregirlo.

Nº errores correcto1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


10

11


ACTIVIDAD Nº2: Identifique los espacios de riesgo y las medidas de seguridad que se encuentran en el laboratorio. Contraste con sus compañeros los factores encontrados.

Riesgos Medidas de seguridad

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PRÁCTICO Nº 2: CONOCIMIENTO Y USO DEL MATERIAL DE LABORATORIO

Objetivos:

Identificar los materiales de laboratorio de uso frecuente. Adquirir habilidades en el empleo del material de laboratorio.

Introducción:Para el estudio y comprensión de la química se deben realizar algunas determinaciones prácticas para lo cual es necesario el conocimiento y manejo de los materiales e instrumentos de uso común en un laboratorio. Por ejemplo para medir volúmenes pequeños de líquidos (hasta 25 mL.) se usan las pipetas que pueden ser volumétricas (miden un determinado volumen) o graduadas (miden volúmenes intermedios).Las pipetas se afirman con el dedo pulgar y medio, la presión se regula con la yema del dedo índice. Si se mide un líquido tóxico se debe usar propipeta.Para medir volúmenes más grandes se usan probetas (de 25 mL a 2000 mL) que son cilindros de vidrio graduados, con una base.Para enrasar los líquidos se debe tomar en cuenta la parte superior de ellos; se forma un doble “menisco”, en los líquidos claros se considera el inferior y en los oscuros el superior.El instrumento que más se usa para calentar en un laboratorio es el mechero Bunsen; que está formado por una base, un cuerpo, una chimenea y una válvula de regulación del aire. Su fuente de calor es el gas de cañería o el gas licuado que al combinarse con el oxígeno del aire en la chimenea forma la mezcla combustible. Si se desea una llama más calorífica se abre la válvula de entrada del aire.

Clasificación del instrumental de laboratorio. (Solo para fines didácticos)

a) Material Volumétrico:

Son utensilios que permiten medir volúmenes de sustancias líquidas. Existen utensilios para medir con exactitud como pipetas volumétricas (o pipetas totales), buretas, matraces volumétricos.

Para medidas rápidas sin exactitud se utilizan las probetas y las pipetas parciales.

Instrucciones generales para el uso del material volumétrico

Cuando un líquido está contenido en algún material volumétrico, la superficie exhibe una curvatura denominada menisco, en general se utiliza la parte inferior del menisco en la medición y lectura. En la lectura del material volumétrico, el ojo del observador debe estar a nivel del líquido, de otro modo existirá un error de paralaje. Ajuste el menisco con la línea de graduación y proceda a realizar la medida.

b) Utensilios usados como recipientes para contener:

Ejemplo de ellos son los vasos precipitados, matraces Erlenmeyer, vidrio reloj, frascos para almacenar reactivos, balones fondo plano y redondo, tubos de ensayo, gotarios.

c) Utensilios para separar y purificar sustancias:

Embudos de vástago corto y largo, embudo de decantación, matraz Kitasato que se utiliza junto al embudo Buchner, papeles filtro.

d) Equipos para la determinación de masa:

Balanzas corrientes, sensibles y analíticas, la clasificación depende de la sensibilidad de cada una.

13

http://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtml


e) Aparatos y materiales para calentamiento y combustión:

Mechero Bunsen, mechero Mecker, calefactores eléctricos, mufla, baño termorregulador, rejilla, triángulo de porcelana, trípode, crisoles, cápsulas de porcelana.

f) Utensilios de soporte y montaje:

Son utensilios que permiten sujetar algunas piezas de laboratorio a continuación una lista de los más utilizados:Pinzas para tubos, pinzas para buretas, argolla de hierro para embudos, pinza Holder, soporte universal, gradilla.

g) Utensilios auxiliares de laboratorio:

Propipetas, baguetas, piscetas, hisopos, espátula, mortero, tijeras, tapones, mangueras, etc.

h) Utensilios y aparatos específicos.

Aparatos para destilación, extracción, densímetros, termómetros, agitador magnético, pH meter, dinamómetro, espectrofotómetro.

ACTIVIDADES EXPERIMENTALES

Objetivos:

En el laboratorio químico se usan una serie de materiales e instrumentos, cuyas características y usos son particulares. De la correcta manipulación de estos dependerá el resultado que se obtenga en las diferentes actividades que se desarrollan en el laboratorio. En este práctico conocerás los materiales de uso más frecuente y la forma de utilizarlos.

Actividad N° 1: Reconocimiento y clasificación del material de laboratorio de uso frecuente: Completar el siguiente cuadro de acuerdo al material que se encuentra en los mesones del laboratorio.

Material de vidrio para medir volumen en forma exacta.

NOMBRE DIBUJO USO

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Material de vidrio para medir volumen con baja exactitud.

NOMBRE DIBUJO USO

15


Material de vidrio para contener, No para medir volumen.

NOMBRE DIBUJO USO

16


Materiales y equipos usados para masar sustancias

NOMBRE DIBUJO USO

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http://www.droguerianorsrl.com.ar/contenidos/290_1.jpg


Materiales de soporte y montaje

NOMBRE DIBUJO USO

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Materiales y equipos usados para separar mezclas

NOMBRE DIBUJO USO

19

http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=EMviAoutuI7A6M&tbnid=ia-jUJ8Ol0wjvM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.telstar.com%2Fes%2Faplicaciones%2Bsoluciones%2By%2Bservicios%2Fbombas%2Bde%2Bvacio%2Fbombas%2Bde%2Bvacio%2Bportatiles.htm&ei=1oHmUvmsEMivsAT02YD4Cw&bvm=bv.59930103,d.eW0&psig=AFQjCNH_HB9HD0x6dB8xgHtQLaeIUrySKQ&ust=1390924221217775


Materiales y equipos usados para calentar sustancias

NOMBRE DIBUJO USO

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http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=KQTx5g54HZ3KBM&tbnid=uCGg1SB_enFD-M:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fhtml.rincondelvago.com%2Fseparacion-de-mezclas_3.html&ei=vn_mUvuNHsqssASW9oDIDA&bvm=bv.59930103,d.eW0&psig=AFQjCNGzlrxdlvc8xihoJUsdqeVH1Ky9kQ&ust=1390924039573186


Materiales auxiliares

NOMBRE DIBUJO USO

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http://www.google.cl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=PMJ9OSlonin3uM&tbnid=zmZDzqUSqlWD7M:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.instrumentalleone.com.ar%2Fproductos%2Flavadoraspipetas.htm&ei=3YfmUqr9Bq7hsATV4oDQAQ&bvm=bv.59930103,d.eW0&psig=AFQjCNGUnCA9cQ8XtznLzcv4KroykVY1RQ&ust=1390926161260375


Instrumentos y equipos de uso específico

NOMBRE DIBUJO USO

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ACTIVIDAD Nº2: Uso de material. Medición de volumen:

Considere la norma siguiente para evitar el error de paralaje:

Debe asegurarse que el menisco esté justo en la raya correspondiente al valor que se le pide medir. El menisco (indicado en la flecha) es la parte baja de la curvatura que se forma sobre la superficie del agua.

a) Medir 10,0 mL de agua con pipeta parcial y transvasar a un tubo de ensayo. Repita el procedimiento usando Pipeta Total de 10,00 ml para la medición. Compare ambos volúmenesObs.:

b) Medir 100,0mL de agua con un vaso precipitado de 250,0 mL transvasar a un matraz aforado de 100,00 mL ¿coinciden los volúmenes? si no es así, a que se debe este resultado?Obs.:

c) Mida 20 gotas de agua transvase a un tubo de ensayo. Paralelamente mida 1,0 ml de agua y trasvase a otro tubo de ensayo. Compare ambas mediciones.Obs.:

d) Mida __________ µL con MicropipetaObs.:

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e) Realice el montaje para el uso de la Bureta. Complete los materiales que necesita para esta actividad:

Ahora siga los siguientes pasos:

- Asegúrese que la llave de la bureta se encuentra cerrada (debe estar

perpendicular a la Bureta).

- Agregue con un vaso pp agua destilada hasta la marca de 50mL.

- Llene la bureta y afórela hasta el nivel “cero”.

- Agregue en un vaso pp de 50,0 mL el contenido de la bureta (50,00mL) y compare

si efectivamente marca ese volumen en su vaso pp.

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Trabajo post-Laboratorio

1. Indique instrumento y unidades de medida para determinar; masa, peso, volumen,

densidad y temperatura

2. Por qué el material de laboratorio es principalmente. de vidrio

3. Cuál material de laboratorio utilizaría para calentar una muestra que contiene

alcohol como solvente

4. Qué material de laboratorio usaría para almacenar un reactivo químico que se

descompone con a luz.

5. Cuál es el material de vidrio que se debe utilizar para calentar sustancias.

6. Cuál es la temperatura a la cual un material volumétrico esta calibrado.

7. Cuál es la diferencia entre el material volumétrico que mide con exactitud con el

material volumétrico que mide con menos exactitud.

8. Indique el o los materiales más adecuados para realizar las siguientes operaciones

en el laboratorio químico.

a) Preparar una solución de suero

b) Pipetear 2,5 ml de ácido clorhídrico concentrado

c) Masar 0.0001g de hidróxido de sodio

d) Calentar 50 ml de agua destilada

e) Determinar la densidad de una solución de cloruro de sodio al 5% m/m

f) Medir cuantitativamente 10 ml de una solución de glucosa al 10% m/v

9. Por qué los materiales volumétricos no se deben calentar

10. En que ocasiones se debe usar manto calefactor o un calefactor eléctrico

11. Cuál material volumétrico es el adecuado para realizar las siguientes medidas:

50 ml de solución buffer fosfato de pH 4,0

15,0 ml exactos de acido sulfúrico 0,1 M

3,5 ml de propanona

Para preparar 200,0 ml exactos de solución de NaOH 0,05 M

Medir 12,35 ml de NaOH 0,1 M

12. En que consiste el error de paralaje.

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PRÁCTICO Nº 3: DETERMINACIÓN DE MASA, VOLUMEN, DENSIDAD Y TEMPERATURA.

Objetivos:

Determinar la masa de sólidos en diferentes balanzas Aprender el manejo de la balanza analítica y la balanza de precisión Realizar mediciones gravimétricas y volumétricas para determinar la densidad de líquidos y

sólidos. Determinar la densidad de un sólido aplicando principio de Arquímedes. Aprender el manejo del termómetro químico

Introducción:

La masa es una propiedad que permite caracterizar a un determinado cuerpo y se refiere a la cantidad de materia contenida en él. De acuerdo con el Sistema Internacional (SI), la masa se expresa en kilogramos (Kg)

1 Kg = 1000g = 1,0 x 10 6 mg

Para determinar la masa de los cuerpos se compara su masa con masas patrones cuya cantidad de materia se ha determinado anteriormente, a través del proceso denominado “pesada”. La fuerza gravitatoria que actúa sobre los cuerpos se llama peso del cuerpo, de tal forma que el peso de un cuerpo depende de la ubicación geográfica. Peso y masa se relacionan entre sí por la expresión: F = m · g F = peso del cuerpo, m = masa del cuerpo y g = aceleración de gravedad.

Las masadas se realizan en un instrumento llamado balanza, donde las masas patrones se denominan pesas.El peso de determina con un dinamómetro.

Tipos de balanza: Las balanzas se pueden clasificar de acuerdo con su sensibilidad:

Tipo de Balanza SensibilidadBalanza corriente 1 x 10-1 gBalanza de precision 1 x 10-2 gBalanza analítica 1 x 10-4 gMicrobalanza 1 x 10-5 g

Es conveniente señalar que se puede conseguir una mayor disminución de la escala por medio de balanzas de fibras de cuarzo. Estos dispositivos presentan una capacidad muy baja, pero son sensibles a cargas tan pequeñas como 0,0050 µg (1 µg = 1·10-6 g).En general una balanza debe reunir ciertas condiciones:

Precisión: se refiere a la concordancia entre los valores numéricos de dos o más mediciones obtenidas de idéntica manera. Mientras más cercanos sean estos valores entre sí, más alta es la precisión.

Exactitud: se refiere a la proximidad de una medida a su valor verdadero. Una medida es más exacta mientras más cercana esté del valor real.

Sensibilidad: se refiere a la menor medida de masa posible de determinar.

Supóngase que se pide a tres alumnos que determinen la masa de una pieza de alambre de cobre cuya masa real es de 2,000 g. Los resultados de dos determinaciones sucesivas hechas por cada estudiante son:

Estudiante A Estudiante B Estudiante C1,9911,995

2,0001,968

2,0002,001

Valor promedio 1,993 1,984 2,001

Los resultados del estudiante A son más precisos (error = 0,007) que los del estudiante B (error = 0,016), pero menos precisos que los del estudiante C (error = 0,001). Sin embargo, el estudiante C

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tiene valores más cercanos al valor real, por lo tanto, el estudiante C utilizó una balanza de mayor exactitud y precisión que los otros estudiantes. Las medidas muy exactas deben necesariamente ser las más precisas, por otro lado, una medida precisa no necesariamente garantiza resultados exactos (estudiante A).

Precauciones para el uso de una balanza:

Nunca debe utilizar una balanza cuyo funcionamiento desconoce. Consulte él catálogo o a su profesor. Evite corrientes de aire y vibraciones bruscas al masar un objeto o sustancia. La balanza deberá permanecer limpia y descargada antes y después de la masada. Nunca debe colocar en la balanza una carga mayor a su capacidad. Las sustancias a masar no deben colocarse directamente sobre el platillo de la balanza, sino,

sobre un vidrio reloj u otro envase apropiado. Excepto objetos de goma vidrio o metal. El objeto a masar debe depositarse suavemente en el centro del platillo. Debe ubicar la balanza en su punto cero de carga, antes de realizar la masada. La temperatura del objeto a masar debe ser similar a la temperatura de la balanza. Cuide de no derramar sustancias corrosivas sobre los platillos de la balanza. Si así ocurre

limpie inmediatamente. Al finalizar la determinación de masa en una balanza eléctrica, ésta debe quedar descargada

y apagada.

Volumen de un cuerpo es el espacio que ocupa. Varía con la temperatura y la presión. En el sistema internacional la unidad de medida es el metro cúbico (m3). 1m3 = 103 dm3 = 106 cm3 = 109 mm3

En el laboratorio se utiliza el litro (L) como unidad de medida para determinar volúmenes de sustancias liquidas. 1 litro = 1000 mL = 1000cm3

El instrumento que se utiliza mas frecuentemente para la medición de volúmenes de líquidos en el laboratorio es la probeta graduada. Cuando se requiere mayor precisión se emplea la pipeta total o la bureta.En la lectura del material volumétrico se debe evitar el error de paralaje, que consiste en la diferencia aparente de la marca de un objeto debido al cambio de posición de la persona. La determinación del volumen de un cuerpo sólido puede efectuarse por métodos matemáticos si éste posee una forma regular, o por desplazamiento de líquidos si es de forma irregular.

Densidad es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que dicha masa ocupa. Es, por lo tanto característica de cada cuerpo o sustancia.La densidad es una propiedad intensiva, su valor depende de variables como la temperatura y la presión, pero no de la cantidad de materia dada. La masa y volumen de la materia son propiedades extensivas.En el laboratorio la densidad es de gran utilidad ya que se usa como factor de conversión entre la masa y el volumen de sustancias liquidas. La unidad mas usada para la densidad es g/cm3 o g/ml.

Tabla de densidades de algunas sustancias

Sustancia Valor (grs/cm3)Oro 19,3

Aluminio 2,7Plata 10,5

Niquel 8,7Cuarzo 2,7Cobre 8.9Vidrio 2,6Latón 8,4Hierro 7,9Zinc 7,1

Cantidad de calor

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Se mide en calorías (cal), kilocalorías (Kcal) y British Thermal Unity (BTU). Una caloría es la cantidad de calor que es capaz de incrementar en un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua pura, desde 14,5 a 15,5 °C.

Temperatura

Es el resultado del aporte o sustracción de calor a un cuerpo dado; se puede expresar en grados Celsius o centígrados, Kelvin o absoluto y grados Fahrenheit.

La escala Centígrado: Toma como 0°C la temperatura del hielo fundente (agua - hielo) y como 100°C la temperatura de ebullición del agua pura, cuando la presión es de una atmósfera.

La escala Kelvin: Se diferencia de la escala centígrada en que el cero Kelvin corresponde a 273,15 grados Celsius bajo cero. La temperatura expresada en esta escala se designa con la letra “T”. La relación existente entre ambas escalas es:

T = ºC + 273,15

La escala Fahrenheit: La temperatura del hielo fúndente corresponde a 32°F y la de ebullición del agua a 212°F. Por lo tanto, la relación existente entre la escala centígrado y Fahrenheit es:

°F = (1,8* °C) + 32

Termómetros de Mercurio

Sirven para medir temperaturas entre -30°C y +300°C, límites impuestos por la temperatura de solidificación del mercurio (-38,8°C) y la temperatura de ebullición de éste (+357 °C).Este termómetro es un cilindro que posee un depósito o bulbo de mercurio, unido a un capilar, para poder advertir claramente las pequeñas variaciones de volumen generadas por la dilatación o contracción del líquido.

Para medir temperaturas bajas se utilizan termómetros con otros líquidos que generalmente se colorean. Por ejemplo para medir temperaturas entre -110°C y +40°C se usa alcohol etílico.Las causas de error en la medición de temperatura con termómetros de contenido líquido son:

Falta de tiempo para que la columna llegue a adquirir la temperatura del ambiente en que se hace la medida

Error de paralaje del observador. Debido a que el vidrio se contrae por envejecimiento y puede provocar la variación del cero hasta

un par de grados, los termómetros deben calibrarse periódicamente.


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Actividad Nº 1: Determinación de masa.

Determine la masa de un objeto en una balanza de precisión y en una analítica. Efectúe esta operación dos veces o más en cada balanza para el mismo objeto. Resuma en el siguiente cuadro sus datos. Indique la incerteza de cada medida. Determine la precisión de las mediciones realizadas.

Actividad Nº 2: Determinación del volumen de un cuerpo de forma irregular.

Determine la masa de un objeto de un tamaño acorde a una probeta de 100 ml Mida una cantidad de agua en una probeta, apropiada al tamaño del objeto. Introduzca en ella un objeto de forma irregular. Anote el volumen alcanzado por el agua en la probeta. La diferencia entre las dos lecturas corresponde al volumen del objeto.

Actividad Nº3: Determinación de la densidad del objeto irregular de la actividad N°2.

Utilice el volumen del objeto determinado en la Actividad Nº2. Calcule la densidad del objeto de la actividad Nº2: d = m/v.

Actividad Nº 4: Determinación de la densidad de una muestra líquida por pesada.

Mase cuidadosamente un vaso precipitado limpio y seco. Mida 25,0 ml de agua destilada con una pipeta volumétrica. Transfiera el agua desde la pipeta al vaso precipitado. Mase nuevamente el vaso y registre su resultado. Con los datos obtenidos calcule la densidad del agua. Registre la temperatura del agua. Determine la densidad de una solución de salmuera. NaCl al 15% m/m. Repita la actividad anterior siguiendo los mismos pasos prácticos. Registre en el siguiente cuadro sus datos.

Líquido masa masa masa del líquido volumen del Densidad.

vaso vacío vaso + líquido líquido del líquido

Agua

NaCl 15 %

Actividad Nº 5 Determinación de la densidad de una muestra líquida con densímetro.

Determine la densidad de una solución de salmuera. NaCl al 15% m/m. Para lo cual utilice un densímetro con el rango apropiado

muestraBalanza digital de precisión

Balanza digital analítica

Cifras significativas

1º dato de masa2º dato de masa 3° dato de masaSensibilidad de la balanza Incerteza de la balanzaPrecisión de los datosExactitud de los datos Capacidad de la balanza

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Ver figura.

Densímetro:

Sirve para determinar la densidad de líquidos. Es un cilindro de vidrio hueco, herméticamente cerrado que presenta, en su parte superior, una escala graduada en su interior y en su parte inferior contiene municiones que sirven de lastre, de modo que, al sumergirlo en el líquido, cuya densidad se desea determinar, se hunde hasta cierto nivel.

La sensibilidad de un densímetro depende del diámetro de su vástago; como éste no puede ser muy largo, estos instrumentos se fabrican para medir intervalos de densidad. Existen juegos de densímetros, los cuales poseen graduación creciente.

En la posición de equilibrio la densidad se lee directamente en la escala graduada que se encuentra en la parte superior de éste. Para medir la densidad de un líquido, se debe seguir el siguiente procedimiento:a) Tomar una probeta de 500 mL y llene las ¾ partes con el líquido cuya densidad se

desea conocer.b) Seleccione el densímetro que corresponda al rango de densidad que espera medir.

Siempre se debe partir con el densímetro de menor escala.c) Introduzca el densímetro en el líquido de modo que flote sin tocar las paredes del

recipiente donde se realiza la determinación. En caso de que persista el contacto con las paredes gire el densímetro muy suavemente, repita la operación hasta lograr el efecto deseado.

d) La escala graduada da directamente la densidad del líquido en g/mL.e) Registre la temperatura a la cual se realizó la medida.

Actividad Nº6: Determinación de temperatura con un termómetro químico.

Coloque en un vaso de precipitado aprox.100 ml de agua Registre la temperatura inicial. T1

Caliente el agua por algunos minutos sin llegar a ebullición. Registre la temperatura alcanzada. T2

Transforme ambas temperaturas a ºF y K Mida la temperatura en ºC de un vaso con agua y hielo proceda a transformar las unidades a ºF y K

Trabajo Post-Laboratorio

1. Como determinaría la densidad de dos muestras: De la solución 1 tienes 30 ml y de la solución 2 tiene 350 ml. Si ambas muestras corresponde a la misma solución como serán sus densidades, iguales o distintas; justifique.

2. Que error se comete si al medir la densidad de una solución el densímetro no queda flotando

3. Que método experimental utilizaría para comprobar que un objeto irregular es realmente de cobre sin provocar cambio químico

4. Cual es la precaución que se debe considerar para determinar la densidad de un objeto por el principio de Arquímedes

5. Indique como determinaría la densidad de:

a) Solución de suero

b) Un cubo de madera

30


c) 100 ml de alcohol etílico

d) Cuerpo de forma irregular

6. Para identificar una sustancia líquida, una estudiante determinó su densidad. Empleando una probeta graduada, midió una muestra de 45 mL de la sustancia. A continuación, determinó la masa de la muestra, encontrando que pesaba 28.5 g. Ella sabía que la sustancia tenía que ser alcohol isopropílico (densidad = 0.785 g/mL) o bien tolueno (densidad =0.866 g/mL). ¿Cuál fue la densidad calculada y cuál es la probable identidad de la sustancia?.

7. Un experimento requiere 45.0 g de etilenglicol, un líquido cuya densidad es de 1.114 g/mL. En vez de pesar la muestra en una balanza, un químico opta por medir el líquido con una probeta graduada. ¿Qué volumen de líquido deberá usar?

8. Un estudiante obtuvo los siguientes valores de pesada para un objeto:15,17g ; 15, 21g y 15,72g: Si la masa real del objeto es de 15,33 g, ¿las cantidades informadas son precisas o

exactas?

PRÁCTICO Nº 4: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES QUÍMICAS

Objetivos:

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Preparar una solución acuosa de concentración dada, si dispone de un soluto sólido o de una solución más concentrada del mismo u otro soluto.

Conocer y aplicar la preparación de disoluciones por dilución

Introducción

Muchas reacciones químicas ocurren en solución, ya sea en el laboratorio, en el organismo o en el medio ambiente exterior.Las soluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias distribuidas uniformemente entre sí. El grado de dispersión de las sustancias es a nivel de tamaño molecular o inferior aún.Convencionalmente se acepta en llamar soluto a la sustancia que se encuentra en menor cantidad y solvente a la que se encuentra en mayor cantidad y que disuelve al soluto.Existen muchos tipos de soluciones, las más comunes están compuestas de la siguiente manera:

SOLUTO SOLVENTE EJEMPLOSólido Líquido Azúcar -AguaLíquido Líquido Acetona -Agua

Gas Líquido CO2 en bebidas gaseosasSólido Sólido Aleaciones, bronce.Gas Gas Atmósfera, aire

Las propiedades físicas y químicas de las soluciones dependen en gran medida de las cantidades relativas de soluto y solvente presentes.

Concentración: es la relación cuantitativa entre soluto y solvente presentes.Las unidades para expresar la concentración de una solución son llamadas unidades físicas y unidades químicas:

Concentraciones expresadas en unidades físicas:

% en masa (m/m): gramos de soluto contenidos en 100g de solución.

% masa volumen (m/v): grs. de soluto contenidos en 100 ml de solución.

% volumen volumen (v/v): ml. de soluto contenidos en 100 ml de solución.

Gramos por litro (g/l): gramos de soluto contenidos en un litro de solución.

Partes por millón (ppm): miligramos de soluto contenidos en un litro de solución.

Concentraciones expresadas en unidades químicas:

Molaridad (M): Número de moles de soluto contenidos en un litro de solución.

Molalidad (m): número de moles de soluto contenidos en un kilogramo de solvente

Las situaciones más frecuentes de preparación de soluciones son:

A partir de solutos sólidos, por pesada directa. A partir de solutos líquidos. A partir de soluciones concentradas de solutos sólidos o líquidos ( por dilución)

Preparación de Soluciones:

Procedimiento directo:

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Mase la cantidad calculada de sólido sobre un vidrio de reloj. Arrastre el sólido a un vaso de precipitado limpio y seco. Utilice una pisceta con agua destilada para arrastrar los cristales al vaso de precipitado. Revuelva (homogenizar) la mezcla con la bagueta hasta que el sólido se haya disuelto. Si se

utiliza calor, la solución se debe enfriar antes de la dilución y del aforado. Vierta la solución en un matraz aforado. Utilice la pisceta para lavar el vaso de precipitado varias veces con agua destilada y luego

vierta los lavados en el matraz aforado. Agregue cuidadosamente el agua destilada hasta el nivel deseado (aforar con pipeta parcial)

para el volumen final de la solución. Utilice una cantidad pequeña de la solución preparada para ambientar la botella limpia en

donde se guardará la solución. Vierta la solución a través de un embudo analítico limpio y seco a la botella. Utilice un tapón,

después etiquete la solución.

Dilución de ácidos y de álcalis

Los ácidos y los álcalis son materiales peligrosos, especialmente cuando se concentran. Guarde cerca, carbonato de calcio o bicarbonato de sodio (para los ácidos) y ácido cítrico sólido (para los álcalis o bases). Utilice los anteojos y los guantes de goma protectores al realizar diluciones de ácidos o de álcalis concentrados, pero asegúrese que las superficies exteriores de guantes y de botellas están secas para evitar deslizamientos accidentales de botellas cuando estas sean manejadas.Cualquier ácido o álcali que entre en contacto con la piel se debe lavar inmediatamente con cantidades copiosas de agua. Entonces aplique la solución diluida del bicarbonato de sodio al afectado.

Ejemplo de preparación de una solución a partir de un ácido concentrado por dilución

Se desea preparar 250 mL de una solución de ácido nítrico 0,5 M. Indique como hacerlo, si dispone de una solución de ácido nítrico al 43% en peso y densidad 1,27 g/mL como materia prima. (Masa molar del ácido nítrico es 63 g/mol).

Solución:

Paso 1: Determinar el volumen necesario

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0,5 molar significa que tengo 0,5 moles de ácido nítrico en 1,0 L (1000 mL) de solución y deseo preparar 250 mL, entonces la relación es:

0,5 mol 1000 mL x 250 mL x = 0,125 mol. Por lo tanto, para preparar 250 mL se requieren 0,125 moles de ácido nítrico.

Si la masa molar es 63 g/mol, entonces63 g 1 mol x 0,125 mol x = 7,88 g. Por lo tanto, se requiere 7,88 g de ácido nítrico puro

Como la solución de la cual se dispone (solución madre) es al 43% en peso,(pureza 43% m/m) entonces

43 g 100 g de solución7,88 g x x = 18,3 g de solución. Por lo tanto, se requiere 18,3 g de la solución madre ( del frasco de reactivo)

Como se dispone de la densidad (1,27 g/mL), se calcula el volumen correspondiente a ésta masa1,27 g 1 mL de solución18,3 g x x = 14,4 mL de solución. Por lo tanto, se requiere 14,4 mL de la solución madre

Paso 2: Preparación

Extraer 14,4 mL de ácido nítrico HNO3 y colocarlo en un matraz aforado de 250 mL. Que tenga previamente un poco agua destilada. Enrasar hasta el aforo, agitar para homogeneizar y trasvasijar a una botella de almacenamiento.Etiquetar señalando el nombre de la solución, la concentración, la fecha de preparación y el nombre de la persona responsable de la preparación.

Otra forma de trabajar, en la preparación de soluciones diluidas a partir de soluciones concentradas es a través del factor de dilución. Este se calcula de la siguiente manera:

V1 x C1= V2 x C2 Donde c1 y v1 se refieren a la solución concentrada y v2 y c2 a la que se desea preparar.


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Actividad Nº 1: prepare 100,0 g de una solución acuosa de NaCl al 5,0 %m/m.A partir de un soluto sólido.

Realice previamente los cálculos necesarios. Mase en el vidrio reloj los gramos de NaCl necesarios. Trasvasije al vaso precipitado el soluto Coloque el vaso con el soluto sobre la balanza y Agregue el agua por pesada hasta preparar los 100 grs. de solución. Agite con una bagueta hasta disolución total. Vierta el contenido final a una probeta y mida el volumen de la solución.

Actividad Nº 2: prepare 100,0 ml de una solución acuosa de NaCl al 5,0 %m/v.

Realice los cálculos teóricos previamente. Pese en un vidrio reloj los gramos de NaCl correspondientes. Trasvasije a un vaso precipitado el NaCl y agregue la mitad de agua aprox. Agite con la bagueta hasta disolución total. Vierta cuidadosamente en un matraz aforado de 100ml,(previamente pesado), enjuague

el vaso usado en la disolución con un poco de agua y agréguela también al matraz. Complete el volumen con agua destilada (aforar) hasta 100ml. Tape y agite para mezclar perfectamente. mase la solución obtenida. Usar siempre la misma balanza. Registre en la siguiente tabla sus datos

Actividad Nº 3: prepare 100,0ml de una solución acuosa al 0,50 % m/v de NaCl a partir de la solución de la actividad Nº 2 (Por dilución)

Calcule los ml de soluto (líquido) necesarios. mida con una pipeta volumétrica con propipeta los ml. de soluto calculados y trasvasíjelos

al matraz de aforo. Enrase con agua destilada hasta la marca del aforo, tape y agite para homogenizar.

Preparación de una solución a partir de un soluto sólido

Solución 10% m/m masa de soluto.............................masa de solución.........................volumen de solución....................densidad de la solución.............

Solución 10 % m/v masa de soluto.............................masa de solución.........................volumen de solución....................densidad de la solución.............

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Actividad Nº 4: prepare 100,0 ml de una solución 0,10 molar de NaOH.

Calcule la masa de soluto NaOH necesaria. Mase en un vidrio reloj los gramos de NaOH calculados. Disuelva en un vaso precipitado con la mitad de volumen de agua destilada necesaria. Agite con la bagueta hasta disolución total. Vierta en un matraz aforado de 100,00 ml. Enjuague el vaso con agua destilada y agregue ésta al matraz. Complete con agua hasta alcanzar el aforo (enrasar) Tape y homogenice. Rotule su solución y guárdela para la próxima sesión.

Preparación de una solución a partir de un soluto liquido

Actividad Nº 5 prepare 100,0 ml de ácido clorhídrico HCl 0,1 M. (similar al ejemplo teórico pág. 31)

Con los datos de pureza y densidad rotulados en la etiqueta del frasco, Calcule el volumen de ácido necesario para preparar dicha solución. Prepare un matraz aforado con agua destilada hasta la mitad de su volumen. Mida bajo campana, con una pipeta parcial con pro-pipeta los ml de ácido HCl concentrado

necesarios. Vierta el ácido sobre el agua, suavemente por las paredes del matraz. Esta es una reacción peligrosa, no modifique jamás esta secuencia. Enrase con agua destilada hasta la marca de aforo y agite para homogenizar.


1. Por qué no es recomendable aforar con pisceta

2. Cuál sería el error si al aforar se agrega mayor cantidad de agua. Como influye en la

concentración de la solución.

3. Cuál solución es más concentrada una solución cuya concentración es 0,1 M de NaCl u otra

que es 0,1 m de NaCl.

4. Cuál sería el error si se prepara la solución molar en una probeta en vez de usar un matraz

aforado.

5. Calcular la cantidad de solución concentrada necesaria para preparar 25,0 mL de una

solución 1,2 M de KCl a partir de una solución 3,0 M.

6. Se dispone de 1 litro de solución de NaOH 0,537 M ¿cuántos ml de una solución de NaOH 1,0

M deben agregarse para que la solución resultante sea 0,6M?

7. Como prepararía 150,0 ml de disolución 3,5 M de Ca(NO3)2 Realice los cálculos y mencione

todos los materiales de laboratorio que necesita para prepararla.

8. Para preparar 100,0g de una solución acuosa de Yoduro de Potasio (KI) al 5,0% m/m hay que

disolver 5,0 g de KI en: R : 95,0 g de solvente

9. Para preparar 500,0cc de una solución 1,0 M de NaOH (MM NaOH = 40,0g/mol). ¿Cuántos

gramos de NaOH se requieren? R: 20,0 g

10. Al disolver 4,0g de NaOH (MM = 40,0g/mol) en 0,1 litro de solución, cuál será su molaridad.

11. ¿Cuál es la molalidad (m) de una solución que contiene 20,0g de KNO3 en 0,6 Kg de

solvente? (MM KNO3 =101 g/mol) R: 0.33 m

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12. Se tiene 800,0 ml de una solución 2,5 M de HNO3 y se diluye a 3600,0 ml de solución total.

¿Cuál es la molaridad de la solución resultante? V1* C1 = V2* C2 R: 0.55 M

13. Se desea preparar 250,0 mL de una solución de ácido nítrico 0,50 M. A partir de una solución

de ácido nítrico concentrado al 43 % m/m y densidad 1,27 g/mL (Masa molar del ácido nítrico

es 63,0 g/mol). Ver procedimiento en la guía de laboratorio.(pag.31)

PRACTICO Nº 5: EQUILIBRIO IÓNICO ÁCIDO – BASE

Objetivos:

Determinación de pH a distintas muestras. Diferenciar sustancias ácidas y básicas.

Introducción:

Los solutos disueltos en agua pueden clasificarse como electrolitos y no electrolitos en función de su capacidad de conducir la corriente eléctrica. Con relación a esta propiedad, se denomina electrolito a una sustancia que disuelta en agua conduce la corriente eléctrica, mientras que un no electrolito es una sustancia que disuelta en agua no conduce la corriente eléctrica.

Los electrolitos pueden disociarse total o parcialmente en iones, según lo cual se clasifican a su vez en electrolitos fuertes a aquellos que se disocian completamente en iones (100 %) en solución acuosa y electrolitos débiles a los que se disocian parcialmente en iones en estas condiciones. Un tipo especial de electrolitos son los ácidos y las bases.

La capacidad de conducir la corriente eléctrica se mide con un instrumento llamado conductímetro, en el cual se mide la resistencia eléctrica entre dos placas metálicas de un electrodo, sometidas a una diferencia de potencial eléctrico. Otra forma de estimar la extensión de la ionización es utilizar un medidor de pH, según se explica más adelante.

Según la Teoría de Arrhenius “un ácido es una sustancia que libera uno o más iones hidrógeno (H+) por cada molécula, y una base es una sustancia que libera uno o más iones hidroxilos (OH-) por cada molécula, como uno de los productos de disociación iónica, en contacto con el agua”. Estos conceptos se limitaron solamente a soluciones acuosas, porque están basadas en la liberación de iones H+ y OH-.

La Teoría de Brönsted-Lowry define un ácido como cualquier especie que tiene tendencia a ceder un ion hidrógeno a otra especie, y una base como una sustancia que tiende a aceptar un ion hidrógeno de otra sustancia. Estos conceptos no sólo se pueden aplicar a los ácidos y bases de Arrhenius, sino que a otras especies, como por ejemplo agua (H2O) y amoniaco (NH3).

Finalmente, la Teoría de Lewis define un ácido como una sustancia que puede aceptar un par de electrones para formar un nuevo enlace y una base como una sustancia capaz de entregar un par de electrones para formar un enlace nuevo.

Fuerza relativa de los ácidos y bases

En solución acuosa, algunos ácidos entregan protones más fácilmente y algunas bases los reciben con mayor facilidad que otras, esto es lo que llamamos fuerza relativa de ácidos y bases.Un ácido fuerte es aquel que en solución acuosa se disocia totalmente liberando iones hidrógeno (por tanto es un electrolito fuerte). Ejemplo: HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4, H2SO4, entre otros.

Un ácido débil es aquel que en solución acuosa se disocia parcialmente liberando iones hidrógeno (por lo tanto, es un electrolito débil). Ejemplo: CH3COOH, H3PO4, HCN, H2S, etc.

El grado en el que un ácido se ioniza en un medio acuoso se puede expresar por la constante de equilibrio para la reacción de ionización. En general, podemos representar cualquier ácido por el símbolo HX, donde el equilibrio de ionización está dado por:

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HX(ac) H+(ac) + X-

(ac)

La expresión de la constante de equilibrio correspondiente es:

[H+] · [X-]

[HX]

La constante de equilibrio se indica con el símbolo Ka, y se llama constante de disociación ácida. Cuanto más pequeño sea su valor más débil es el ácido, menos disociado se encuentra.Una base fuerte es aquella que en solución acuosa disocia totalmente liberando iones hidroxilos (por lo tanto, es un electrolito fuerte). Ejemplo: NaOH, KOH.

Una base débil es aquella que en solución acuosa disocia parcialmente liberando iones hidroxilos (por lo tanto, es un electrolito débil). La constante de equilibrio, Kb, se llama constante de disociación básica. Cuanto más pequeño sea el valor de Kb más débil es la base, situación similar para el ácido.

En cualquier equilibrio ácido - base, ambas reacciones, la que va hacia adelante (a la derecha) y la reacción inversa (a la izquierda) comprende transferencia de protones.

Ejemplo:NH3 (ac) + H2O (l) NH4

+ (ac) + OH-

(ac)

Un ácido y una base como el H2O y OH- que sólo difieren por la presencia o ausencia de un protón se denominan par ácido - base conjugado.

Todo ácido tiene asociado a él una base conjugada formada cuando el ácido cede un ion hidrógeno. En forma similar cualquier base tiene asociado a ella un ácido conjugado, que se forma cuando esta capta un ion hidrógeno. Cuanto más fuerte sea un ácido más débil será su base conjugada; cuanto más débil sea un ácido más fuerte será su base conjugada.

Ionización del agua y escala de pH

El agua puede aceptar o donar un protón, dependiendo de las circunstancias. La transferencia de un protón entre dos moléculas de agua es llamada Autoionización.

2H2O (l) H3O+ (ac) + OH-

(ac) o bien,

H2O(l) H+(ac) + OH-

(ac)

La constante correspondiente al equilibrio de Autoionización, Kw, constante de autoionización del agua, tiene la forma:

Kw = [H+] · [OH-] = 1,0 · 10-14 (a 25 °C)

Este valor es importante ya que establece que en agua pura, la concentración de ion H+ y ion OH- son muy pequeñas (1,0 · 10-7 molar) y no varía en forma independiente, sino que están reguladas por la constante Kw. Si una de estas concentraciones aumenta, la otra necesariamente deberá disminuir para que el producto de las concentraciones de estos iones mantenga el valor de dicha constante.Por cuanto la concentración de H+ en una solución acuosa suele ser muy pequeña y varía en varios órdenes de magnitud, se expresa en términos de un parámetro denominado pH. El pH se define como el logaritmo negativo en base diez de la concentración molar de iones hidrógeno, es decir:

pH = - log [H+]

Debido al signo negativo, el pH disminuye a medida que aumenta la concentración de iones hidrógeno de modo tal que:

Soluciones ácidas pH 7,0 [H+] > [OH-] Soluciones neutras pH = 7,0 [H+] = [OH-] Soluciones básicas pH 7,0 [H+] < [OH-]

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El logaritmo negativo también es una forma de expresar las magnitudes de otras cantidades pequeñas. Por ejemplo, se puede expresar la concentración de ion hidroxilo como pOH y definirlo según:

pOH = - log [OH-]

Usando esta notación puede demostrarse que en una solución acuosa, a 25 °C, siempre debe cumplirse que:

pH + pOH = 14,0

Existen varios métodos para medir la concentración de iones hidrógenos de una solución los más usados:

1. Matemáticamente, conociendo la concentración de iones H+.

2. Con papel indicador de pH.3. Por potenciometría, mediante el uso del instrumento llamado pHmeter.

Papel indicador de pH:

La determinación de pH con papel indicador es casi directa y se realiza agregando una o dos gotas de la solución problema sobre un trozo de papel impregnado en un indicador, el que adquiere una coloración que se compara con la gama estampada en el envase del papel indicador. Estos indican el valor con una incerteza de +/- una unidad de pH.

El papel tornasol indica sólo el carácter ácido o básico de la solución (no mide pH). Rojo en medio ácido y azul en medio básico

pH-metro o potenciómetro:

Consiste en dos electrodos, uno denominado electrodo de referencia que mantiene un potencial y el otro denominado electrodo de vidrio o electrodo indicador que es sensible a los cambios de concentración de iones hidrógenos. El pH –metro posee una escala con valores entre 0 y 14 con una incerteza de +/- 0,1 unidades de pH. Aunque existen otros con graduaciones menores.Los pHmetros más modernos constan de un electrodo mixto el cual trae incorporado en una sola unidad el electrodo de referencia y el electrodo de vidrio.Antes de usar un pH-metro lave cuidadosamente con agua destilada el electrodo de vidrio, séquelo suavemente con papel absorbente y sumérjalo en una solución amortiguadora de pH 7. Enciéndalo y ajuste la aguja de la escala a pH 7. Lave y seque de nuevo el electrodo. Luego sumerja el electrodo en la muestra cuyo pH desea determinar. Agite suavemente el vaso y espere que la aguja se estabilice para leer el valor.


Actividad N°1: Medición de pH.

Con una pinza introduzca un trocito de papel tornasol en cada una de las muestras luego retírelo y observe el cambio de color.

Evite contaminar las muestras Registre lo observado. Use papel nuevo para cada muestra Repita el procedimiento anterior usando papel indicador de pH. Registre los valores. Finalmente determine el pH de las mismas soluciones usando el pH-metro. Considere las instrucciones en relación con el uso de este instrumento. Registre sus observaciones en el siguiente cuadro:

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Muestra Tornasol carácter Papel pH pH-metro UniversalHCl 0,1M

NaOH 0,1 M

CH3COOH 0,1 M

NaCl 0,1 M

leche

bebida

Resolver los siguientes ejercicios:

1. Calcular el pH de una solución 0,1 M de HCl

2. Calcular el pH de una solución 0,1 M de H2SO4

3. Calcular el pH de una solución 0,1 M de NaOH

4. Calcular el pH de una solución 0,015 M Ca(OH)2

5. Calcular el pH de una solución 0,1 M de CH3COOH Ka: 1.8x10-5

6. Calcular el pH de una solución 0,1 M de NH3 Kb: 1.8x10-5


1. ¿Cuál de las técnicas le ha permitido medir el pH en forma más exacta?

2. Indique las precauciones en el uso del pH-metro

3. ¿Cómo se calibra un pH-metro?

4. Con cuantas cifras significativas se puede obtener una lectura de pH al usar el pH-meter.

5. Cuál es la incerteza de la medida con el papel pH.

6. Deducir si los siguientes ácidos o bases son fuertes o débiles.

Bases: NaOH, NH4OH; KOH

Ácidos: HCl, CH3COOH, HNO3

PRACTICO Nº 6: EQUILIBRIO IÓNICO ÁCIDO – BASE. PREPARACION DE SOLUCIONES BUFFER.

OBJETIVOS:

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Preparar una solución buffer. Comprobar la acción amortiguadora de una solución buffer

Introducción: Soluciones buffer y capacidad amortiguadora de pH:

Las soluciones tampón tienen una importancia fundamental en los organismos vivos, ya que ellas mantienen el pH constante en las células y fluidos corporales para que las reacciones bioquímicas procedan exitosamente.Una solución tampón se define como una solución que es capaz de mantener el pH constante por adición de protones (H+) o iones hidroxilos (OH-). Un buffer está constituido por un ácido débil y su sal derivada (base conjugada del ácido débil), “buffer ácido” o por una base débil y su sal derivada (ácido conjugado de la base débil), “buffer básico”.

Al adicionar unas gotas de ácido o base fuerte sobre agua pura o sobre soluciones de sales, de ácidos y bases fuertes, el pH del líquido se modifica en forma notable. Pero si se tiene una solución de ácido acético en la que además hay disuelta acetato de sodio, la solución ofrece una gran resistencia a modificar su pH, así, si se agrega a la misma unas gotas de ácido fuerte, el pH cambia muchísimo menos de lo que podría esperarse.Todas las soluciones de un ácido débil y de una sal que contenga el anión del ácido, así como todas las soluciones de una base débil y de una sal que contenga el catión de la base, se comportan análogamente en la acción de amortiguar o atenuar el supuesto cambio en el pH de la misma. Estas soluciones reciben el nombre de: Soluciones buffer, amortiguadoras, reguladoras de pH o soluciones tampones.

El pH de una solución reguladora puede calcularse teóricamente a partir de la expresión de la constante de equilibrio del ácido o base débil.Por ejemplo, si se prepara una solución reguladora compuesta por ácido acético y acetato de sodio, en la solución existirán los siguientes iones: H+, Ac-, Na+ y HAc sin disociar.

Los iones Ac- provienen tanto de la sal como del ácido disociado, pero si se piensa que la concentración de Ac- que proporciona él ácido es muy baja, dada la poca disociación de este, puede considerarse que la concentración de Ac- es prácticamente igual a la concentración de la sal, en consecuencia se tiene que:

Ka = [H + ] · [Ac - ] como: Ac- = concentración de sal [HAc] HAc = concentración de ácido

se tiene: de donde:

Ka = [H + ] · concentración de sal [H+] = Ka · concentración del ácido concentración de ácido concentración de sal

Esta expresión permite calcular el pH del buffer ya que la concentración de la sal y la concentración del ácido son valores conocidos, luego aplicando –Log se tiene:

pH = pKa + Log conc. d e la sal conc. del ácido

Ecuación que recibe el nombre de Ecuación de Henderson-Hasselbalch, donde pKa = - log Ka (Ka constante de acidez)

De manera similar se deduce la ecuación para calcular el pH de una solución tampón formada por una base débil y su correspondiente sal. Por ejemplo: NH4OH/NH4Cl.En este caso tenemos:

Kb = [ NH4+ ] · [OH - ] como: NH4

+ = concentración de la sal [NH4OH] NH4OH = concentración de la base

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se tiene: pOH = pKb + Log conc. de la sal conc. de la base

pH = 14 – pKb + Log conc. d e la base conc. de la sal

La medida de efectividad del buffer o tampón para conservar el valor de su pH al adicionarse ácidos o bases, se denomina capacidad reguladora. Se define como el número de moles de ácido o base fuerte que se requieren para cambiar en una unidad el pH de un litro de solución.

Así para un buffer formado por un ácido débil y su sal, como es la solución HAc /NaAc, de donde Ka = 1.8 · 10-5 se tiene que:

pH = 4,74 + Log sal aplicando la definición de capacidad reguladora: acido pH = 4,74 +- 1

Esto significa que este buffer tiene capacidad reguladora solo entre los limites de pH =3,74 y pH =5,74. como es de suponer, dentro de los limites conocidos, debe existir una relación óptima. Dicha relación se cumple cuando [sal] = [ácido]; esto es, cuando:

_ [sal]_ = 1 se tiene entonces pH = pKa + log. 1 ácido

por lo tanto: pH = pKa La dilución de un buffer no afecta al pH, pero si disminuye la capacidad de amortiguación

PARTE EXPERIMENTAL

Actividad Nº1: Preparación de una solución buffer. HAc/NaAc

Prepare 100 ml de una solución buffer de pH 4,0 acetato de sodio en ácido acético 0,1 M.

Realice los cálculos necesarios. Mase la cantidad requerida de acetato de sodio. Disuelva la cantidad de acetato de sodio en un vaso de precipitado que contenga unos

50ml de ácido acético 0,1 M Trasvasije al matraz de aforo de 100 ml. Enrase con ácido acético 0,1 M hasta la marca del aforo. Mida el pH del buffer resultante.

Actividad Nº2: Comprobación de la acción amortiguadora.

La solución original preparada en 1 a) divídala en dos porciones de 50 mL cada una en vasos de 100 mL. Rotúlelos como vasos Nº1 y Nº2b) Mediante un gotario, y con cuidado, agregue al vaso Nº1, 3 gotas de solución de HCl al 5%. Igualmente agregue al vaso Nº2, 3 gotas de solución de NaOH al 5%. Agite con la bagueta.c) Con un peachímetro, mida el pH en los vasos Nº1 y Nº2, y compare con el pH de la solución reguladora de trabajo, preparada en 1c).

pH solución buffer + 5 gotas HCl 5% (vaso Nº1):______________________

pH solución buffer + 5 gotas NaOH 5% (vaso Nº2):____________________

Comentario:___________________________________________________

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1. Averigüe soluciones amortiguadoras relacionadas con nuestro organismo e indique su importancia a nivel biológico

2. Como prepararías 250 ml de un buffer a pH 5 formado por CH3COOH y CH3COONa utilizando acido acético 0,15 M.

3. Si una hormigas te inyecta su veneno o te rozas con ortigas la sensación de quemaduras proviene de la inyección de una pequeñísima cantidad de acido fórmico (ac. metanoico) HCOOH. Si se disuelven 4 g de este ácido en 1 litro de agua el pH de la solución resultante es 2,0. ¿ Cuáll es la Ka de este ácido?.

4. Cuál es el pH de una disolución tampón que es 0,1 M en acido acético y 0,1 M en acetato de sodio Ka=1,8x10-5

PRACTICO Nº 7: VOLUMETRIA ACIDO- BASE

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OBJETIVOS: Aplicación del equilibrio iónico acido base en análisis volumétrico.

INTRODUCCION:

Se entiende por titulación o valoración, el proceso mediante el cual se determina la concentración o la masa presente de una muestra desconocida, en un volumen conocido de solución conociendo el volumen del agente valorante y su concentración, en forma precisa y con la mayor exactitud.Una reacción de neutralización corresponde a la reacción química entre un ácido y una base, o viceversa, dando como únicos productos una sal y generalmente agua.Se define como punto de equivalencia de una reacción ácido-base el pH correspondiente al punto en el cual el número de equivalentes del ácido y de base se igualan.Una de sus aplicaciones es realizar análisis volumétrico ácido - base que constituye uno de los numerosos tipos de análisis químicos realizados en laboratorios e industrias químicas. La forma experimental de realizar este tipo de análisis se conoce como valoración o titulación ácido - base y corresponde al proceso en el cual se determina la concentración o masa de una base en una solución, por medición del volumen gastado de una solución de ácido de concentración conocida (también puede usarse una solución de concentración conocida de base para determinar la concentración o masa de un ácido).

Titulaciones de soluciones a partir de un patrón

La técnica de la titulación consiste en determinar la composición o concentración exacta de una solución, con ayuda de otra solución de concentración conocida, llamada solución patrón.

Para preparar soluciones patrones de concentración exacta se utilizan sustancias puras llamadas patrones primarios. Para que una sustancia sea un patrón primario esta debe cumplir los siguientes requisitos: Ejemplos acido oxálico, hidrogenoftalato de potasio. (KHP)

a) elevada purezab) ser estable frente a los agentes atmosféricosc) no sea higroscópico, es decir, que no absorba agua del ambiented) una masa molar grande para disminuir los errores asociados a la operación de pesadae) de fácil adquisición y bajo precio

El NaOH por ser una base fuerte, reacciona con el dióxido de carbono de la atmósfera, por lo que la superficie de éste se encuentra cubierta de una cantidad variable de carbonato de sodio y además es una sustancia higroscópica. Por estas razones, no es posible preparar una solución de NaOH de concentración exacta sólo por pesada. La concentración de tal solución es aproximada y debe controlarse por titulación con una sustancia que sea un “patrón primario. El ftalato ácido de potasio es un patrón primario y puede ser utilizado para titular cualquier solución básica. Cuando ya se haya determinado la concentración exacta del NaOH, a través del patrón primario, este NaOH se puede usar como patrón secundario.

Los métodos de análisis volumétricos se basan en la determinación del volumen de solución que es químicamente equivalente con las especies que se determinan. El método de más amplia utilización es la volumetría de neutralización, se basa en la reacción de neutralización ácido-base.

H+ + OH - H2O

El método consiste en hacer reaccionar un volumen de una solución de concentración conocida y preparada con exactitud, denominada solución patrón, con una solución cuya concentración se quiere determinar, esta reacción se verifica en el punto de equivalencia, que es un concepto teórico y corresponde al punto en que él número de moles de OH- es igual al número de moles de H+ . En la práctica esta equivalencia química se puede estimar por la observación de un cambio de color de la solución, lo que recibe el nombre de punto final.Para facilitar la determinación del punto final de una valoración se utiliza una sustancia llamada “indicador”, que tiene la propiedad de cambiar de color al pasar de su forma no disociada a su forma disociada, lo que consigue al modificar el pH de la solución.

HIn H+ + In-

Color A color B

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Como la reacción de neutralización se verifica cuando el número de moles de la base es igual al número de moles del ácido, se tiene que:

Vb * b = Va * a

b = base a = ácido = concentraciónV = volumen

De donde se puede calcular la concentración Molar de la solución de concentración desconocida. Esta relación se puede generalizar para otras unidades de concentración.

Técnica Volumétrica:

Abra la llave y deje escurrir el líquido de tal manera que se llene esta zona con líquido. Verifique que no haya burbujas de aire en el extremo inferior retire el embudo y ajuste el nivel del líquido al punto cero.

Ubique su mano izquierda en la llave y manipule utilizando los dedos índice y pulgar. Deje escurrir el líquido paulatinamente hasta la medida deseada. No olvide mantener sus ojos a nivel del líquido.

Para apreciar la variación del pH y el punto de equivalencia se usan indicadores, que son sustancias químicas que cambian de color dependiendo del pH en el que se encuentran. Los indicadores utilizados en titulaciones ácido - base, son ácidos orgánicos débiles (indicadores ácidos) y bases orgánicas débiles (indicadores básicos), cuya forma ácida tiene un color diferente de la forma básica. El cambio de color que experimenta el indicador por causa de un cambio en la acidez de una solución se llama viraje del indicador y ocurre en un rango de pH que es propio de cada indicador.

La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de indicadores:

Indicador Zona de viraje de pH Cambio de colorAzul de timol 1,2 - 2,8 rojo - amarilloAzul de Bromofenol 3,0 - 4,6 amarillo - azulRojo de metilo 4,2 - 6,3 rojo - amarilloAzul de Bromotimol 6,0 - 7,6 amarillo - azulFenolftaleína 8,3 - 10,0 incoloro - rosadoAmarillo de alizarina 10,1 - 12,1 amarillo - rojo

Materiales para volumetría:


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Actividad Nº 1: Estandarización de una solución de NaOH 0,1 M con solución patrón. de KHP Biftalato de potasio (KC6H4COOCOOH)

NaOH + KHP → NaKP + H2O

Con una pipeta volumétrica mida una alícuota de 10,0 ml de solución patrón de concentración exacta y deposítela en un matraz Erlenmeyer de 125 ml

Agréguele 2 gotas de indicador (fenoftaleína) al matraz. Cebe la bureta con la solución de NaOH (en este caso la muestra) a la cual se le

determinará la concentración y afore hasta un determinado volumen de la bureta. Asegúrese que la espita de la bureta se encuentre llena con solución y libre de burbujas

de aire. Coloque el matraz Erlenmeyer con la solución patrón bajo la bureta cuidando que la espita

de esta se introduzca ligeramente en el cuello del matraz. Abra la llave de la bureta con la mano izquierda y deje gotear lentamente agitando el

matraz con la mano derecha hasta que aparezca un leve color rosado que no desaparezca al agitar el matraz. Este es el punto final de la volumetría.

Cierre la llave y lea inmediatamente el volumen de NaOH gastado. Realice la valoración o titulación 3 veces. Haciendo uso del promedio de NaOH gastado en las valoraciones, calcular la Molaridad

exacta del NaOH con la fórmula señalada en la parte teórica. Expresar la Molaridad con 4 decimales, con esto se indica que la concentración es

exacta.

volumen solución patrón volumen NaOH gastado

Vol. Promedio gasto........................................ Molaridad del NaOH....................................

Actividad Nº 2: Determinación de la concentración de una solución de HCl 0,1M con una solución patrón secundario.

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Proceda de la misma manera que en la actividad Nº 1, reemplazando la solución patrón por el HCl de la muestra a la que se le desea determinar la concentración.

Ahora la solución patrón es el NaOH cuya concentración acaba de calcular en la actividad anterior y pasa a ser un patrón secundario.

volumen de HCl ml. Gasto ml. NaOH

Volumen promedio.....................................Molaridad del HCl....................................

Trabajo post laboratorio: ejercicio de aplicación volumetría ácido base.

En la valoración de una solución de concentración desconocida, de hidróxido de sodio (NaOH). Se masaron 0.8 g de ácido oxálico (COOH)2 (MM=90 g/mol) y se colocaron en un matraz Erlenmeyer de 250 mL y luego se agregaron 50 mL de agua destilada.

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Posteriormente se adicionó con una bureta la solución de hidróxido de sodio, indicador fenolftaleína, gastándose en la titulación acido base, un volumen de 60 mL. de NaOH.

Una vez valorada esta solución, se usó para titular una solución de ácido clorhídrico HCl, ( muestra de concentración desconocida) para lo cual con una pipeta volumétrica se midieron exactamente 25,0 mL de solución de HCl y se transfirieron a un matraz erlenmeyer de 250 mL. De igual forma se adicionó con una bureta hidróxido de sodio, gastándose un volumen de 70 mL. de NaOH.

a) Determine la concentración molar exacta de la solución de hidróxido de sodio (patrón secundario)

b) Determine la concentración de la solución de ácido clorhídrico (HCl)

c) Realice una lista con el nombre de todos los materiales de laboratorio necesarios para realizar una valoración o titulación.

d) Realice una lista con el nombre de todos los reactivos necesarios para realizar una valoración o titulación ácido base.

PRACTICO Nº 8: REACCIONES DE OXIDO REDUCCIÓN

OBJETIVOS:

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Reconocer reacciones de óxido reducción Reconocer agentes oxidantes y reductores

INTRODUCCION:

Prácticamente todas las reacciones de la química podrían incluirse en uno de estos dos grandes grupos:Reacciones sin cambio de valencia, existe sólo una re disposición de los electrones, de los átomos o de los iones.Reacciones con cambio de valencia. Este grupo de transformaciones se denomina de óxido-reducción o reacciones redox; donde un elemento se oxida y otro se reduce.

Las siguientes son reacciones típicas de oxidación y reducción:

OXIDACION: a) 4 Feº + 3O2 2Fe2O3

REDUCCION: b) Fe2O3 + 2Al o Al2O3 + 2Feº

En el caso a) el elemento que se oxida es el Fe ya que pierde electrones y el que actúa como oxidante es él oxigeno que capta electrones.

El caso contrario ocurre en b) en que el Fe del Fe2O3 se ha reducido ya que se observa que aceptó electrones para pasar de Fe+3 a Fe0 y el agente reductor es el aluminio que a su vez se oxida. En estas reacciones se puede mantener el siguiente equilibrio:

reductor oxidante + n e

Es decir que si una sustancia cede electrones, también puede volver a captarlos y viceversa.El elemento que se oxida (pierde electrones), se denomina agente reductor.El elemento que se reduce (capta electrones), se denomina agente oxidante.

Las reacciones de oxidación y de reducción tienen lugar simultáneamente para que el proceso ocurra. No puede ocurrir una sin la otra, por eso se habla de reacciones redox. Sin embargo, para facilitar su análisis se acostumbra a hablar de semi – reacciones de reducción y de oxidación, como si se tratara de procesos independientes, sumando estas semi - reacciones se obtiene la reacción redox.

Semi - reacción de oxidación: Zn Zn+2 + 2e- Semi - reacción de reducción: Cu+2 + 2e- Cu

Reacción redox: Zn + Cu+2 Zn+2 + Cu

Está claro que los electrones han sido donados por Zn y aceptados por el Cu+2.

En resumen, la causa de todo proceso redox es la transferencia de electrones entre la sustancia que se oxida (agente reductor) y la sustancia que se reduce (agente oxidante) . En algunas reacciones, la transferencia de electrones se pone de manifiesto con un cambio de color. Esta será la característica en la que nos basaremos para hacer el estudio de las reacciones en este práctico.


Actividad Nº 1: Comparación del poder oxidante.

Coloque en una gradilla 2 tubos de ensayo., rotulados

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Agregue a ambos 3 ml de solución 0,1 M de KI. Agregue a continuación a uno solo tubo 3 gotas de cloruro de Hierro III 0,1 M Observe y deduzca la reacción. luego al otro tubo agregue 3 gotas de solución concentrada de permanganato de

potasio y 3 gotas de ácido sulfúrico diluido para dar ambiente ácido. Observe y deduzca la reacción que ocurre. Cuál de los dos reactivos químicos es un oxidante más fuerte. cloruro de hierro o

permanganato de potasio. Como lo deduce y cuáles serían los fundamentos teóricos

Actividad N º2: Cuprizado de una pieza de hierro sin corriente eléctrica.

Coloque en un tubo 5,0 ml de una solución de sulfato cobre, CuSO4 0,5 M Limpie bien un clavo o clip. Desengráselo con acetona Introduzca el clavo o clip en la solución durante algunos minutos (3 minutos), sáquelo

con una pinza y observe que ocurrió en su superficie. Deduzca la ecuación redox.


1. Indique en cada ecuación, si cada una corresponde o no a una reacción redox (puede determinar el estado de oxidación)

a)

b)

c)

ANEXO

ANÁLISIS DE CIFRAS SIGNIFICATIVAS.

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Se definen como cifras significativas (cs) los dígitos representativos de una cantidad medida o calculada. Así, por ejemplo, cuando el resultado que se informa de una operación de pesada es 8,46 g, se está dando a entender que la medición se hizo en una balanza granataria ( o sensible). En cambio, si el resultado es 8,4601g. se deduce que la medición se hizo en una balanza de precisión, o analítica.

En el primer caso, el valor real fluctúa entre 8,45 y 8,47 g, lo cual significa que la incerteza de la medición es de ± 0,01 g, mientras que en el segundo caso, la incerteza es de ± 0,0001 g.

Así se considera como incierta la última cifra decimal de una cantidad, a menos que el instrumento con el que se efectuó la medición exprese otra incerteza. Por ejemplo, las incertezas de algunos materiales volumétricos son:

Material IncertezaProbeta de 100 mlProbeta de 250 mLProbeta de 10 mLBureta de 25 mL

± 1 mL±2 mL

± 0,1 mL± 0,01 mL

Los ejemplos anteriores permiten deducir la importancia de expresar un resultado con el número de cs adecuadas.

Para determinar cuántas cs tiene un número, se deben considerar las reglas siguientes:

Cualquier dígito diferente de cero, ES significativo. Por ejemplo: 436 L tiene tres cs; 12,29 cm tiene cuatro cs; etc.

Los ceros ubicados entre dígitos distintos de cero, SON significativos. Por ejemplo: 309 L tiene tres cs; 4,0018 tiene cinco cs; etc.

Los ceros ubicados a la izquierda del primer dígito diferente de cero, NO SON significativo, sóloindican la ubicación del punto decimal. Por ejemplo: 0,06 m tiene una cs: 0,000414 L tiene tres cs;

etc.

Nótese que en estos casos resulta muy útil la notación científica, pues permite evitar confusiones. Para los ejemplos dados recién, en el primer caso se tendría 6 x 102 m (una cs) y. en el segundo caso, 4,14 x 104 L (tres cs).

Si un número es mayor que 1, todos los ceros escritos a la derecha del punto decimal, son significativos. Por ejemplo: 7,0 mL tiene dos cs: 30,042 L tiene cinco cs; etc.

Si un número es menor que 1, sólo los ceros que están al final del número, o entre dígitos diferentes de cero, son significativos. Por ejemplo: 0,060 L tiene dos cs: 0,20048 L tiene cinco cs; etc.

Para números sin coma decimal, los ceros que están después del último dígito diferente de cero pueden ser o no ser significativos. Por ejemplo: 4000 puede tener una, dos, tres o cuatro cs.

No es posible conocer la cantidad correcta de cs, a no ser que se conozca la incerteza con que se determinó esa cantidad, para lo cual también es útil la notación científica. Así, ese número se expresará como 4 x 103, para una cs; 4,0 x 103 para dos cs; 4,00 x 103 para tres cs, o bien 4,000 x 103

para cuatro cs, según el instrumento que se haya utilizado para hacer la medición.

Para el manejo de cs en los cálculos, se deben considerar las reglas siguientes:

En la adición y sustracción, el número de cs a la derecha de la coma decimal, está determinado por la medición de mayor incerteza.

Por ejemplo, se quiere conocer la masa total del contenido de una taza de café, preparada de la siguiente manera:masa [g] incerteza [g]

Café instantáneoAzúcar

5,22,26

± 0,1± 0,01

50


AguaMasa total

Se redondea a

350357,46

357

± 1

±1

Procedimiento para aproximar, o redondear, se expresa a través del ejemplo siguiente:

- Como resultado de una operación se obtiene la cantidad de 8,5353 g.

- Si el resultado se debe expresar con tres cs, se informa 8,54 g.

- Si el resultado se debe expresar con cuatro cs, se informa 8,535 g.

Es decir, antes de eliminar los dígitos sobrantes, se aproxima al dígito superior todo número que está seguido por un dígito igual o mayor que cinco.

En la multiplicación y la división, la incerteza del resultado dará el último dígito de la cifra con mayor incerteza. Por ejemplo:

3, 5019 x 1,6 = 5,60304 se aproxima a 5,6

se aproxima a 0,0149 (o bien, 1,49 x 10-2)

En estos casos, es fundamental tener presente que los números exactos obtenidos por definición, o cuando se cuenta con un número de objetos, se consideran con un número infinito de cs. Por ejemplo:Si un envase contiene 3,6 L de un líquido, para calcular el contenido de 6 envases idénticos se hará:

3,6 x 6 = 22 L

El resultado se expresa con dos cs, porque el número 6, en realidad, sólo indica el número de veces que se repite el número al que se multiplica.

Si en la determinación de la masa de un objeto se repitió tres veces la operación de pesada, para calcular el valor promedio se hará:

El resultado se expresa con cuatro cs porque el número 3 en realidad, sólo indica las veces por las que debe dividirse la sumatoria.

En cálculos de más de una operación, es aconsejable ir dejando una cifra en exceso del número estimado y luego redondear en la respuesta, según la incerteza correcta.

En estos casos, el orden para hacer las operaciones es: primero las adiciones y sustracciones y luego las multiplicaciones y divisiones. Por ejemplo:

Se redondea a 83,30

BIBLIOGRAFIA

Del Valle de la C. M. Angélica (1999) “Mediciones y métodos de uso común en el laboratorio químico” Ed. Universidad Católica de Chile.

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Arias, X, Bravo R. y otros (2004) Guía de Laboratorio Química Biológica. Universidad Mayor. Sede Santiago.

François M. (1994) Técnicas Básicas de Laboratorio. Universidad Católica de Temuco Garzón G, (1994) Fundamentos de Química General. Ed. McGraw-Hill

RESUMEN DE NOTAS EN LAS ACTIVIDADES PRÁCTICAS

Fecha Evaluaciones 40% Nota

Evaluaciones 60% 1° evaluación practica

2° evaluación práctica

52

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