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OBJETIVOS Y MODELO DE TRABAJO EN EL LABORATORIO
Presentación y justificación La práctica es punto de partida y base del conocimiento humano, ésta debe conjuntarse en
perfecta armonía con la teoría para que permitan conocer las propiedades de la materia., sus
cambios, sus interrelaciones que ayuden a predecir y resolver los problemas y necesidades
del hombre.
El trabajo en el laboratorio hace mucho más profunda y concreta la
percepción de las ideas que se exponen en la teoría. Objetivos 1. Enfatizar el carácter científico de la química en la práctica de laboratorio, en base a
una metodología propia. 2. Desarrollar y educar en el estudiante su sentido de observación, para hacerse de la
información necesaria y pueda explicar y describir un determinado fenómeno. 3. Desarrollar una actitud crítica que permita comprender con claridad, la naturaleza de
los sistemas y procesos que estudia. 4. Hacer conciencia de la necesidad de una preparación altamente capacitada, que
responda al desarrollo científico y tecnológico del país. Modelo de trabajo
Reconocimiento del problema y determinación de los objetivos del experimento.
Planteamiento de hipótesis o teorías que contengan los elementos que posibiliten la resolución del problema concreto.
Proposición de un procedimiento experimental a seguir, que lleve a la obtención de la información necesaria para la resolución final del problema.
Procesamiento de la información obtenida. Confrontación de los resultados con las hipótesis propuestas. Conclusiones y resolución de los cuestionarios correspondientes. Bibliografía.
REQUISITOS PARA CURSAR EL LABORATORIO
1. Los alumnos podrán realizar la
práctica experimental correspondiente, solamente en el grupo académico en que estén debidamente anotados.
2. No deber material roto o causado algún desperfecto al interior del laboratorio de cursos anteriores.
3. Para el laboratorio de Fisicoquimica I no hay requisitos
4. Para el laboratorio de Fisicoquimica II, presentar comprobante de aprobado del laboratorio de Fisicoquimica I.
5. Para el laboratorio de Fisicoquimica III, presentar comprobante de aprobado del laboratorio de fisicoquimica II. y así sucesivamente con los demás laboratorios.
REQUISITOS PARA ACREDITAR EL LABORATORIO
1. Para todos los laboratorios cumplir con el 100% de asistencia y reportes. 2. Realizar por lo menos 1 (una) de las siguientes actividades complementarias:
seminarios, resolución de problemas, examen, etc. cuyo promedio con la evaluación de los reportes sea de un mínimo de 7 (siete).
3. Para el laboratorio de Fisicoquimica I, cumplir con los puntos 1 y 2 4. Para el laboratorio de Fisicoquimica II, cumplir con los puntos 1 y 2 haber
aprobado la teoría de Fisicoquimica I. 5. Para el laboratorio de Fisicoquimica III, cumplir con los puntos 1 y 2 haber
aprobado la teoría de Fisicoquimica II y así con los demás laboratorios. 6. Quienes no cumplan con los requisitos anteriores, pierden derecho y deberán
presentar examen departamental.
Al Iniciar Un Experimento
Llena y firma un vale para poder solicitar el material, reactivos, equipo etc., que vas a utilizar y asegúrate que este completo y en buenas condiciones
Al Concluir Un Experimento
Devuelve el material, reactivos , equipo. y recoge tu vale
Limpia tu área de trabajo. Asegúrate que las llaves de agua y gas estén bien
cerradas. Lávate bien las manos. Si detectas alguna anomalía repórtala al profesor
(a). Queda Estrictamente Prohibido 1.- Trabajar el el laboratorio sin bata 2.- Fumar e ingerir alimentos ó bebidas dentro del laboratorio
3.- Sacar material, reactivos, aparatos, mobiliario, etc. del laboratorio. 4.- Las visitas a los alumnos en el laboratorio.
DISCIPLINA EN EL LABORATORIO
El laboratorio está destinado a la formación de los estudiantes, cada
uno debe cuidar el buen estado de los equipos y la limpieza de los materiales de trabajo.
Toda clase de desperfecto deberá reportarse a la brevedad posible al
coordinador del departamento o a la dirección general. Toda sugerencia tendiente a mejorar el estado y servicio de laboratorio será bien recibida..
Durante su estancia en el laboratorio, el alumno debe observar
seriedad y realizar solo aquella actividad practica que le haya sido asignada.
Las practicas de laboratorio deben realizarse puntualmente a la hora
señalada y en los lugares de trabajo asignados por el profesor.
El alumno hará notar claramente su asistencia cuando el profesor realice el correspondiente control. Las faltas de asistencia por causas de fuerza mayor deberán justificarse dentro de los ocho días siguientes.
Los alumnos que no se presenten a realizar su practica, no podrán
reportarla y por lo tanto no se les acreditará.
Las faltas colectivas de los alumnos se considerarán como practicas no efectuadas y no se les otorgará el crédito correspondiente.
En ausencia del profesor ó del auxiliar de laboratorio, ningún alumno
podrá hacer uso del laboratorio.
CRITERIOS GENERALES RESPECTO AL LABORATORIO
La aprobación del laboratorio da derecho a la teoría correspondiente y al siguiente laboratorio.
La calificación final corresponderá al promedio de la evaluación de los reportes y alguna actividad complementaria.
Se reportarán las prácticas de laboratorio por equipo y en la fecha que el profesor lo indique,.
Las prácticas no podrán ser repetidas, salvo por causas de fuerza mayor y a consideración del profesor.
Para quienes reprueben el laboratorio, se programará un solo examen departamental por periodo, y cuyo resultado será promediado con la calificación de los reportes.
El examen departamental será aplicado por cualquier profesor del departamento, en base a un cuestionario realizado por los profesores que imparten el mismo laboratorio.
Para presentar examen departamental los alumnos deberán mostrar: identificación, comprobante de aprobado del laboratorio anterior y boleta de aprobado del curso teórico anterior.
La reposición de material roto u otro desperfecto será a mas tardar en 15 días para poder continuar con la realización de practicas en el laboratorio.
ESTRUCTURA DE LOS REPORTES
El reporte de todas las practicas deberá presentarse de la mejor manera posible, ya que será evaluado desde su presentación hasta la exactitud de sus resultados. Cada reporte deberá contener: 1. Portada
1. Nombre de la institución 2. Nombre de la unidad académica 3. El escudo de la unidad académica 4. Nombre de la carrera 5. Nombre del laboratorio 6. Nombre de la practica 7. Nombre del maestro 8. Número del equipo 9. Nombres de los integrantes del equipo 10. Grupo y sección a la que pertenecen.
2.- En la segunda hoja y siguientes:
1. Objetivos 2. Parte teórica 3. Método de investigación 4. Material y reactivos 5. Procedimiento 6. Cálculos y resultados experimentales 7. Conclusiones 8. Bibliografía
MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO El presente documento tiene como finalidad contribuir a la instrumentación de una tarea eficiente y segura en los ámbitos de los laboratorios de trabajos prácticos, mediante procedimientos que prevengan, protejan y/o eliminen los riegos físicos y químicos. El trabajo en el laboratorio exige conocer una serie de medidas básicas de seguridad que son las que intenta recoger esta guía.
Elementos de seguridad y vías de evacuación del laboratorio
Antes de empezar el trabajo en el laboratorio tienes que familiarizarte con los elementos de seguridad disponibles. Es necesario localizar las salidas principales y de emergencia por si se diese el caso de una evacuación por fuego o por cualquier otro incidente, así como conocer la localización exacta de extintores, mantas antifuego, regaderas de seguridad y duchas de ojos. y nunca debe trabajar en el laboratorio una persona sola.
Cómo ir vestido en el laboratorio
Es obligatorio el uso de bata de algodón, ya que por mucho cuidado que se tenga al trabajar, las salpicaduras de productos químicos son inevitables. Por este mismo motivo es aconsejable no llevar ropa corta, ni tampoco medias, ya que son fibras sintéticas y en contacto con determinados productos químicos se adhieren a la piel. Así mismo se recomienda llevar zapatos cerrados y no sandalias. El cabello largo supone un riesgo que puede evitarse fácilmente recogiéndolo en una cola. Es recomendable usar guantes, sobre todo cuando se utilizan sustancias corrosivas o tóxicas. En ocasiones, pueden ser recomendables los guantes de un sólo uso. Protección de los ojos Los ojos son particularmente susceptibles de daño permanente por productos corrosivos así como por salpicaduras de partículas. Es obligatorio usar gafas de seguridad siempre que se esté en el laboratorio. No lleves lentes de contacto en el laboratorio, ya que en caso de accidente las salpicaduras de productos químicos o sus vapores pueden pasar detrás de las lentes y provocar lesiones en los ojos antes de poder retirar las lentes. En estos casos es recomendable el uso de gafas graduadas o de gafas de seguridad cerradas. Si un producto químico te salpica los ojos, utiliza inmediatamente una ducha de ojos y lava completamente el ojo afectado durante 15 minutos sin interrupción. Actúa siempre con urgencia, en menos de 10 segundos. No dirijas una corriente de alta presión de agua de un grifo directamente al ojo porque podrías lesionarlo. Informa al profesor encargado de lo que ha sucedido y si es necesario pide asistencia médica. Normas higiénicas No comas ni bebas en el laboratorio, ya que existe la posibilidad de que los alimentos o bebidas se hayan contaminado con productos químicos.
Los recipientes del laboratorio nunca deben utilizarse para el consumo y conservación de alimentos y bebidas ; tampoco en los refrigeradores u otras instalaciones destinadas al empleo en los laboratorios. Lávate siempre las manos después de hacer un experimento y antes de salir del laboratorio. Quítate la bata al salir del laboratorio. Fumar está prohibido en el laboratorio por razones higiénicas y de seguridad No inhales, pruebes o huelas productos químicos si no estás debidamente informado Cerrar herméticamente los frascos de productos químicos después de utilizarlos Pipeteo de líquidos Utiliza siempre un dispositivo especial para pipetear líquidos. No lo hagas directamente con la boca. Calentamiento de tubos de ensayo Se realizará siempre por la parte superior del líquido y con suave agitación ; nunca por el fondo del tubo. Deberán estar inclinados y no apuntar hacia ninguna persona. Transporte de reactivos No deben transportarse innecesariamente los reactivos de un sitio para otro del laboratorio. Si tuviese que hacerlo, tenga cuidado con las botellas, las cuales deben ser siempre transportadas cogiéndolas por el fondo, nunca por la boca. No desordene los reactivos. Condiciones del área de trabajo El área de trabajo tiene que mantenerse siempre limpia y ordenada, sin libros, abrigos, bolsas, productos químicos vertidos, exceso de botes de productos químicos, equipos innecesarios y cosas inútiles. Todos los productos químicos derramados tienen que ser limpiados inmediatamente. Conducta en el laboratorio Para cada experimento a realizar el alumno, deberá informarse de las medidas de seguridad, sobre el manejo y toxicidad de los reactivos, así como las recomendaciones específicas para su realización. Debes ser cortés y haciendo siempre uso del sentido común y el buen juicio. No se tienen que gastar bromas, correr, jugar, empujar, gritar, etc. en el laboratorio. Queda estrictamente prohibida la visita de personas ajenas a la práctica que se realiza. Recuerda que el orden es fundamental para evitar accidentes. Mantén las mesas y vitrinas extractoras siempre limpias. Se tienen que limpiar inmediatamente todos los productos químicos derramados. Limpia siempre perfectamente el material y aparatos después de su uso. Actúa responsablemente. Trabaja sin prisas, pensando en cada momento lo que estás haciendo, y con el material y reactivos ordenados.
Un comportamiento irresponsable puede ser motivo de expulsión inmediata del laboratorio y de sanción académica. Experimentos no autorizados No se puede nunca hacer un experimento no autorizado por el profesor. Utilización de equipos y aparatos No utilices nunca un equipo o aparato sin conocer perfectamente su funcionamiento. En caso de duda, pregunta siempre al profesor. Antes de empezar un experimento, asegúrate de que los montajes y los aparatos estén en perfectas condiciones de uso. Sujetar fuertemente pero sin tensión, las piezas de vidrio que se van a usar en cualquier operación o reacción. No utilices material de cristal en mal estado (aumenta el riesgo de accidentes El material y los aparatos utilizados tienen que dejarse siempre limpios y en perfecto estado de uso. Utilización de productos químicos Los productos químicos pueden ser peligrosos por sus propiedades tóxicas, corrosivas, inflamables o explosivas; por eso es imprescindible antes de utilizar un producto químico consultar la etiqueta. Los pictogramas que acompañan a las etiquetas serán los siguientes. Todos los productos químicos tienen que ser manipulados con mucho cuidado. El mayor peligro en el laboratorio es el fuego. La mayoría de productos químicos orgánicos arden en presencia de una llama, particularmente los disolventes, que son altamente inflamables. Es necesario evitar la presencia de llamas abiertas en el laboratorio siempre que sea posible, por ejemplo el uso de mechero Bunsen. En su lugar se recomienda utilizar baños de vapor o silicona, mantas calefactoras o placas calefactoras. Si la no existencia de un mechero Bunsen es inevitable, asegúrate de la no existencia de disolventes o productos inflamables a su alrededor. No inhales los vapores de productos químicos y trabaja siempre en campanas extractoras, especialmente cuando manipules productos tóxicos, irritantes, corrosivos o lacrimógenos. Si aún así se produjera una concentración excesiva de vapores en el laboratorio, abre inmediatamente las ventanas. Si en alguna ocasión tienes que oler una sustancia, la forma apropiada de hacerlo es dirigir un poco del vapor hacia la nariz. No acerques la nariz para inhalar directamente del tubo de ensayo. Un posible peligro de envenenamiento, frecuentemente olvidado, es a través de la piel. Evita el contacto de productos químicos con la piel, especialmente de los que sean tóxicos o corrosivos, usando guantes de un sólo uso. Lávate las manos a menudo. No cojas nunca un producto químico por otro en un experimento, si no es que lo aconseja el profesor. Los remanentes de reactivos utilizados no deben regresarse a los envases originales, y deben manejarse con pipetas y espátulas limpias y secas. Como norma general, lee siempre detenidamente la etiqueta de seguridad de los reactivos que vayas a usar Manipulación del vidrio. Muchos de los accidentes de laboratorio se producen por cortes y quemaduras con vidrio, que se pueden prevenir siguiendo unas reglas simples: Nunca fuerces un tubo de vidrio, ya que, en caso de ruptura, los cortes pueden ser graves. Para insertar tubos de vidrio en tapones humedece el tubo y el agujero con agua o silicona y protégete las manos con trapos.
El vidrio caliente debe de dejarse apartado encima de una plancha o similar hasta que se enfríe. Desafortunadamente, el vidrio caliente no se distingue del frío; si tienes duda, usa unas pinzas o tenazas. No uses nunca equipo de vidrio que esté agrietado o roto. Deposita el material de vidrio roto en un contenedor para vidrio, no en una papelera
Atención a lo desconocido.
No utilices ni limpies ningún frasco de reactivos que haya perdido su etiqueta. Entrégalo inmediatamente a tu profesor. No substituyas nunca, sin autorización previa del profesor, un producto químico por otro en un experimento. No utilices nunca un equipo o aparato sin conocer perfectamente su funcionamiento. En caso de duda, pregunta siempre al profesor.
Riesgo eléctrico. Para evitar descargas eléctricas accidentales, siga exactamente las instrucciones de funcionamiento y manipulación de los equipos. No enchufe nunca un equipo sin toma de tierra o con los cables o conexiones en mal estado. Al manipular en el interior de un aparato, compruebe siempre que se encuentra desconectado de la fuente de alimentación. Las medidas de seguridad no terminan al finalizar el experimento. La eliminación inadecuada o la ausencia de identificación son causa frecuente de contaminación ambiental y de accidentes. El depósito indiscriminado de residuos peligrosos, cristal roto, etc. en la papelera provoca frecuentes accidentes entre el personal de limpieza. Eliminación de residuos. Residuos químicos. Los productos químicos tóxicos se tirarán en contenedores especiales para este fin. No tires directamente al fregadero productos que reaccionen con el agua (sodio, hidruros, amiduros, halogenuros de ácido), o que sean inflamables (disolventes), o que huelan mal (derivados de azufre), o que sean lacrimógenos (halogenuros de bencilo, halocetonas), o productos que sean difícilmente biodegradables (polihalogenados: cloroformo). Las sustancias líquidas o las disoluciones que puedan verterse al fregadero, se diluirán previamente, sobretodo si se trata de ácidos y de bases. No tires al fregadero productos o residuos sólidos que puedan atascarlas. En estos casos deposita los residuos en recipientes adecuados. Se ha determinado que varios reactivos químicos que se utilizan habitualmente en el laboratorio (benceno, cloroformo, tetracloruro de carbono,...) producen cáncer en animales cuando se administra en grandes dosis. En los pocos casos en los que se usan los reactivos que se sospecha que puedan ser cancerígenos, extremar las precauciones y seguir estrictamente las notas que al respecto incluye el guión o del profesor. Un caso particular es la peligrosidad del cromo en estado de oxidación VI, el polvo de las sales de Cr (VI) es cancerígeno. Vidrio roto. El material de cristal roto se tirará en los recipientes destinados especialmente a este fin. Los papeles y otros desperdicios se tirarán en la papelera.
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corriente, durante 10 minutos como mínimo. Observar y eliminar la existencia de fragmentos de cristal, en este caso se retira con gasa y pinzas. Si son pequeños y dejan de sangrar en poco tiempo, lávalos con agua y jabón y tápalos con una venda o apósito adecuados. Si son grandes y no paran de sangrar, colocar una apósito en la herida, aplicando una presión firme, enviando lo más urgente posible a una asistencia médica inmediata.
Derrame de productos químicos sobre la piel.
Los productos químicos que se hayan vertido sobre la piel han de ser lavados inmediatamente con agua corriente abundante, como mínimo durante 15 minutos. Las duchas de seguridad instaladas en los laboratorios serán utilizadas en aquellos casos en que la zona afectada del cuerpo sea grande y no sea suficiente el lavado en un fregadero. Es necesario sacar toda la ropa contaminada a la persona afectada lo antes posible mientras esté bajo la ducha. Recuerda que la rapidez en el lavado es muy importante para reducir la gravedad y la extensión de la herida. Proporciona asistencia médica a la persona afectada.
Actuación en caso de producirse corrosiones en la piel.
Por ácidos. Corta lo más rápidamente posible la ropa. Lava con agua corriente abundante la zona afectada. Neutraliza la acidez con bicarbonato de sodio durante 15-20 minutos. Saca el exceso de pasta formada, seca y cubre la parte afectada con linimento óleo-calcareo o parecido.
Por álcalis. Lava la zona afectada con agua corriente abundante y aclárala con una disolución saturada de ácido bórico o con una disolución de ácido acético al 1%. Seca y cubre la zona afectada con una pomada de ácido tánico.
Actuación en caso de producirse corrosiones en los ojos.
En este caso el tiempo es esencial (menos de 10 segundos). Cuanto antes se lave el ojo, menos grave será el daño producido. Lava los dos ojos con agua corriente abundante durante 15 minutos como mínimo en una ducha de ojos, y, si no hay, con un frasco para lavar los ojos. Es necesario mantener los ojos abiertos con la ayuda de los dedos para facilitar el lavado debajo de los párpados. No frotar nunca los ojos. Es necesario recibir asistencia médica, por leve e insignificante que parezca la lesión.
Actuación en caso de ingestión de productos químicos.
Ante un posible envenenamiento de cualquier tipo, comunicarlo inmediatamente al profesor. Antes de cualquier actuación concreta pide asistencia médica. Si el paciente está inconsciente, ponlo en posición inclinada, con la cabeza de lado, y échale la lengua hacia fuera. Si está consciente, mantenlo apoyado. Tápalo con una manta para que no tenga frío.
Prepárate para practicarle la respiración boca a boca. No le dejéis sólo. No le deis bebidas alcohólicas precipitadamente sin conocer la identidad del producto ingerido. El alcohol en la mayoría de los casos aumenta la absorción de los productos tóxicos. No provoques el vómito si el producto ingerido es corrosivo.
Cualquiera que sea el producto ingerido, daremos a beber un litro de agua para que así la concentración del tóxico sea menor. Provocar el vómito para expulsar el
tóxico dándole a beber un vaso de agua tibia con bicarbonato o sal. A excepción de cuando el tóxico sea de tipo de ácidos fuertes, de álcalis fuertes o de derivados del petróleo, la acción corrosiva sobre el esófago hace que las lesiones que provocan se produzcan durante el vómito.
Dar el antídoto. Suministrar otra sustancia que hace desaparece su acción nociva, entonces podemos suministrar cualquiera de los llamados antídotos universales. El más práctico es el de administrar claras de huevo en un litro de agua, creando una película protectora de la mucosa gástrica. Una vez tomadas estas medidas, el intoxicado permanecerá echado y bien abrigado ,tratamiento anti-shock.
Actuación en caso de inhalación de productos químicos.
Conduce inmediatamente la persona afectada a un sitio con aire fresco. Requiere asistencia médica lo antes posible. Al primer síntoma de dificultad respiratoria, inicia la respiración artificial boca a boca. El oxígeno se ha de administrar únicamente por personal entrenado. Continúa la respiración artificial hasta que el medico lo aconseje.
Trata de identificar el vapor tóxico. Si se trata de un gas, utiliza el tipo adecuado de máscara para gases durante el tiempo que dure el rescate del accidentado. Si la máscara disponible no es la adecuada, será necesario aguantarse la respiración el máximo posible mientras se esté en contacto con los vapores tóxicos.
Cole-Parmer 1999-2000. Cole-Parmer Instrument Company, Vernon Hills, IL. 1998. Hackett, W.J. y Robbins, G.P. 1982. Manual Técnico de Seguridad. Representacionas y Servicios de Ingeniería, S.A., México. The Merk Catalogue. Merk KgaA, Darmstadt, BRD. 1996. The Merk Index. 12th ed. Merk KgaA, Darmstadt, BRD. 1996.
Normas de seguridad e higiene en el laboratorio de química
Normas referentes a la instalación
1. Las ventanas y puertas han de abrir adecuadamente, ya que en caso de humos excesivos es necesaria la máxima ventilación y en caso de incendio, la mínima.
2. Las mesas, sillas taburetes, suelos, etc., y el mobiliario en general deben estar en buen estado para evitar accidentes.
3. Los grifos de agua y los desagües no deben tener escapes que hagan resbaladizo el suelo y pudran la madera. Los desagües deben permitir bien el paso de agua.
4. Los enchufes o cables eléctricos no deben estar rotos o pelados; en caso de que sea así deben sustituirse inmediatamente o protegerse para que no puedan tocarse. Nunca deben ir por el suelo de forma que se puedan pisar.
5. Los armarios y estanterías deben ofrecer un almacenamiento para aparatos y productos químicos y estar siempre en perfecto orden.
Normas personales
1. Cada grupo se responsabilizará de su zona de trabajo y de su material.
2. La utilización de bata es muy conveniente, ya que evita que posibles proyecciones de sustancias químicas lleguen a la piel.
3. Es muy aconsejable, si se tiene el pelo largo, llevarlo recogido o metido en la ropa, así como no llevar colgantes.
4. En el laboratorio no se podrá fumar, ni tomar bebidas ni comidas.
Normas referentes al orden
1. Las sustancias tóxicas permanecerán en armario con llave.
2. Es imprescindible la limpieza del laboratorio, de su instrumental y utensilios, así como que esté ordenado.
3. En las mesas de laboratorio o en el suelo, no pueden depositarse prendas de vestir, apuntes, etc., que pueden entorpecer el trabajo.
Normas referentes a la utilización de productos químicos
1. Antes de utilizar un determinado compuesto, asegurarse bien de que es el que se necesita; para ello leeremos, si es preciso un par de veces, el rótulo que lleva el frasco.
2. Como regla general, no coger ningún producto químico. El profesor los proporcionará.
3. No devolver nunca a los frascos de origen los sobrantes de los productos utilizados sin consultar al profesor.
4. Es de suma importancia que cuando los productos químicos de desecho se viertan en las pilas de desagüe, aunque estén debidamente neutralizados, enseguida circule por el mismo abundante agua.
5. No tocar con las manos, y menos con la boca, los productos químicos.
6. No pipetear con la boca los productos abrasivos. Utilizar la bomba manual o una jeringuilla.
7. Los ácidos requieren un cuidado especial. Cuando queramos diluirlos, nunca echaremos agua sobre ellos; siempre al contrario, es decir, ácido sobre el agua.
8. Los productos inflamables no deben estar cerca de fuentes de calor, como estufas, hornillos, radiadores, etc.
9.
Cuando se vierta cualquier producto químico debe actuarse con rapidez, pero sin precipitación.
10. Si se vierte sobre tí cualquier ácido o producto corrosivo, lávate inmediatamente con mucha agua y avisa al profesor.
11. Al preparar cualquier disolución, se colocará en un frasco limpio y rotulado convenientemente.
Normas referentes a la utilización del material de vidrio
1. Cuidado con los bordes y puntas cortantes de tubos u objetos de vidrio. Alisarlos al fuego. Mantenerlos siempre lejos de los ojos y de la boca.
2. El vidrio caliente no se diferencia a simple vista del vidrio frío. Para evitar quemaduras, dejarlo enfriar antes de tocarlo (sobre ladrillo, arena, planchas de material aislante,...).
3. Las manos se protegerán con guantes o trapos cuando se introduzca un tapón en un tubo de vidrio.
Normas referentes a la utilización de balanzas
1. Cuando se determinen masas de productos químicos con balanzas, se colocará papel de filtro sobre los platos de la misma y, en ocasiones, será necesario el uso de un "vidrio de reloj" para evitar el ataque de los platos por parte de sustancias corrosivas.
2. Se debe evitar cualquier perturbación que conduzca a un error, como vibraciones debidas a golpes, aparatos en funcionamiento, soplar sobre los platos de la balanza, etc.
Normas referentes a la utilización de gas
1. El uso del gas butano requiere un cuidado especial: si se advierte su olor, cerrar la llave y avisar al profesor.
2. Si se vierte un producto inflamable, córtese inmediatamente la llave general de gas y ventilar muy bien el local.
Sustancias químicas peligrosas
Las sustancias químicas se clasifican, en función de su peligrosidad, en:
Explosivos. Sustancias y preparados que pueden explosionar bajo el efecto de una llama.
Comburentes. Sustancias y preparados que, en contacto con otros, particularmente con los inflamables, originan una reacción fuertemente exotérmica.
Extremadamente inflamables.
Sustancias y productos químicos cuyo punto de ignición sea inferior a 0°C, y su punto de ebullición inferior o igual a 35°C.
Fácilmente inflamables. Se definen como tales:
• Sustancias y preparados que, a la temperatura ambiente, en el aire y sin aporte de energía, puedan calentarse e incluso inflamarse.
• Sustancias y preparados en estado líquido con un punto de ignición igual o superior a 0°C e inferior a 21°C.
• Sustancias y preparados sólidos que puedan inflamarse fácilmente por la acción breve de una fuente de ignición y que continúen quemándose o consumiéndose después del alejamiento de la misma.
• Sustancias y preparados gaseosos que sean inflamables en el aire a presión normal.
• Sustancias y preparados que, en contacto con el agua y el aire húmedo, desprendan gases inflamables en cantidades peligrosas.
Inflamables. Sustancias y preparados cuyo punto de ignición sea igual o superior a 21°C e inferior a 55°C.
Muy tóxicos. Sustancias y preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan entrañar riesgos graves, agudos o crónicos, e incluso la muerte.
Nocivos. Sustancias y preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan entrañar riesgos de gravedad limitada.
Corrosivos. Sustancias y preparados que en contacto con los tejidos vivos puedan ejercer sobre ellos una acción destructiva.
Irritantes. Sustancias y preparados no corrosivos que por contacto inmediato, prolongado o repetido con la piel o mucosas pueden provocar una reacción inflamatoria.
Peligrosos para el medio ambiente. Sustancias y preparados cuya utilización presente o pueda presentar riesgos inmediatos o diferidos para el medio ambiente.
Carcinógenos. Sustancias y preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan producir cáncer o aumento de su frecuencia.
Teratogénicos. Sustancias y preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan inducir lesiones en el feto durante su desarrollo intrauterino.
Mutagénicos. Sustancias y preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan producir alteraciones en el material genético de las células.
Algunas de estas sustancias se reflejan en el etiquetado de los productos químicos mediante un símbolo o pictograma, de manera que se capte la atención de la persona que va a utilizar la sustancia.
USO OBJConocuad INTLa mrelackilogEl pmasSe mfuerzEl kaparescanormde lade mmismsiendésta
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Fig. 3 Representación de los tres puntos
experimentales tomados. Fig. 4 Proyección sobre el eje de las diferentes xi
Cada uno de los puntos Pi, tiene asociado un par ordenado Xi,Yi y la recta tiene la ecuación Y = A + BXi. Los puntos experimentales tienen una proyección sobre el eje de las X, y se puede proyectar también sobre la recta Y = A + BXi, de tal modo que en la recta se localizan los valores de X1, X2 y X3. La distancia (di) entre el punto experimental (Xi,Yi) y el punto (Xi,Y) de la recta, esta dado por: di = Y – Yi Donde Y = A + BXi, y Yi es la ordenada del par Xi, Yi. Finalmente, la ecuación Y = A + BXi que mejor represente al conjunto de puntos es aquella que tenga por suma de las distancias di elevadas al cuadrado igual acero.
∑ ∑ =−= 0))(( 22 YiiYdi (1)
∑ ∑ =−+= 0)( 22 YiBXAdi (1A)
Cuando se tenga esta condición se tendrá a la mejor recta que represente a todos los puntos. Sin embargo la recta que represente a todos los puntos, puede tener cualquier valor de A y B de la ecuación:
BXAY += Donde A es la intersección de la recta con el eje de la Y, y B = tgα (donde α es el ángulo que forma con el eje X).= pendiente.
Fig. 5 Representación de la ecuación de la recta y sus elementos geométricos
De todas las rectas que pueden representar a los puntos experimentales, se elegirá aquella cuyos valores de A y B cumplan con la ecuación 1 y 1a, teniendo que valorar A y B. Estas serán variables de una función F(A,B) y para encontrar los valores mínimos de esta función, se derivará respecto a cada variable. Siendo
∑ −+= 2)(),( YiBXiABAF (2)
Las derivadas de dAdF
y dBdF
serán
∑ =−+= 0)(2 YiBXiAdAdF
∑ =−+= 0)(2 YiBXiAdBdF
Reorganizando las ecuaciones quedaran como:
∑ ∑=+ YiXiBnA ∑ ∑ ∑=+ XiYiXiBXiA 2
Empleando cualquier método de resolución de ecuaciones simultáneas, los valores de A y B quedaran como:
( ) ( )( )( )22
2
∑∑∑ ∑∑∑
−
−=
XXn
XYXXYA
(3) ( )( )( )22 ∑∑
∑ ∑∑−
−=
XXn
YXXYnB
(4)
Otra medida de la calidad de relación entre datos es el coeficiente de correlación:
( )( )( )[ ] ( )[ ]∑ ∑∑ ∑
∑ ∑∑−−
−=
2222 YYnXXn
YXXYnr
(5)
El valor de r mide que tan bien la recta obtenida por mínimos cuadrados (o regresión lineal) se adjunta a los datos experimentales. HIPÓTESIS*. MÉTODO EXPERIMENTAL. Balanza analítica y Análisis estadístico
A) Sartorius Gem BL3100
Es una balanza electrónica de precisión de características:
Capacidad de pesada 3100 g.Legibilidad 0.1 g
Rango de tara 3100 g Calibrar / ajustar
Paso Tecla Indicación en pantalla Encender (en caso necesario)
Tarar la balanza Pesar
Paso Tecla Indicación en pantalla Encender (en caso necesario)
Colocar recipiente para la muestra “peso” g
Tarar la balanza 0.0 g Poner muestra en el recipiente “peso muestra” g
B) Ohaus Explorer Es una balanza electrónica de precisión con características:
Capacidad de pesada 61.00 g. Se requiere de contrapesas para aumentar.Legibilidad 0.01 g
Calibrar / ajustar
Paso Indicación en pantalla Tecla setup CAL Tecla enter CAL TYPE Tecla enter CAL TYPE InCAL Tecla enter INCAL WEIGH Pesar
Paso Indicación en pantalla Tecla O/T Pantalla a cero Colocar el objeto a pesar en el platillo. Máximo 62 g. Esperar al indicador de estabilidad antes de leer el peso.
Ahora que se pueda llevar a cabo la pesada del objeto comenzaremos por conocer el peso aproximado del objeto. ETAPAS EXPERIMENTALES.
1. Se elegirán objetos idénticos, tal como monedas del mismo valor, máximo 10 objetos.
2. Se formarán equipos, para que se pesen las monedas de una en una hasta llegar a 10.
3. Anótese el peso de cada moneda. RESULTADOS Y CÁLCULOS.
1. Registre los datos de los pesos acumulados de las monedas, en la tabla: xi
(No. Dato) Yi
(Masa de la moneda en g) xiyi xi
2 yi2
1 . .
10 ∑ ix = ∑ iy = ii yx∑ = 2
ix∑ = 2
iy∑ =
2. Grafique los datos experimentales Xi, Yi 3. Calcule el valor de cada una de las sumatorias de la tabla. 4. Utilizando las ecuaciones 4, 5 y 6, obtenga los valores de A, B y r. 5. Considere los valores de A y B para obtener la recta ajustada 6. Representar en la misma hoja las dos gráficas. CONCLUSIONES*. BIBLIOGRAFÍA*. COMENTARIOS*. *Aspectos propuesto por los estudiantes
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fij∗ D∗ A∗ A∗ In INTLas en tpresde msi, denocam HIP MAT1 Fra Ác MÉTProdsulfá
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NaNO2 + HSO3NH2 → NaHSO4 + N2 ↑ + H2O El equipo a usar se muestra en la siguiente figura : Bureta invertida y llena de agua Matraz Cero arbitrario Kitasato Hilo y frasco Termómetro Tubo de hule Vaso de precipitado con agua destilada Tubo de vidrio Nota: Antes de ensamblar y montar el equipo, asegúrese de que se encuentre completamente limpio y que la bureta invertida esté llena de agua destilada y ajustado su nivel a cero. ETAPAS EXPERIMENTALES. a) Pese 0.6 g de ácido sulfámico, páselo a un vaso de precipitados de 250 ml y
añada con agitación 100 ml de agua destilada para obtener una solución. b) Pese 0.4 g de nitrito de sodio, páselo a un vaso de precipitado de 150 ml,
añada 40 ml de agua destilada y agite hasta disolver. c) Tome una alícuota de 25 ml, de solución de ácido sulfámico y deposítela, en
el matraz Kitasato. d) Transfiera 10 ml de la solución de nitrito de sodio al frasco de 10 ml y
coloque alrededor de cuello de este, una cuerda o un hilo de coser de aproximadamente 15 cm de longitud.
e) Baje el frasco dentro del Kitasato cuidadosamente para evitar cualquier derrame prematuro de la solución de nitrito de sodio que permita el inicio de la reacción.
f) Ajuste el tapón al matraz Kitazato y verifique que todo esté en orden. Deje un poco de hilo de tal forma que pueda caer horizontalmente el frasco.
g) Inicie la reacción, inclinando con cuidado el frasco y moviendo suavemente para evitar romper el matraz Kitasato y/o el frasco. De esta forma las dos soluciones entraran en contacto y la reacción se llevará cabo completamente.
h) Anote en su libreta la temperatura del agua del vaso y el volumen de nitrógeno producido cuando haya terminado la reacción.
i) Repita el procedimiento a partir de ﴾c), pero ahora agregue en exceso solución de ácido sulfámico (50 ml).
j) Repita el procedimiento usando las cantidades que se emplearon en los incisos (c y d) y utilizando agua destilada a 40oC, aproximadamente.
k) La reacción considerada dura aproximadamente 6 minutos. Como el nitrógeno será colectado sobre agua, su presión de vapor deberá tomarse en cuenta en los cálculos.
RESULTADOS Y CÁLCULOS. 1. En la siguiente tabla anote los datos experimentales de cada uno de los
experimentos: No. exp.
NaNO2 (moles)
HSO3NH2 (moles)
Patm (mm Hg)
T (°C) T (K) PV(H2O) (mmHg
PN2 (mmHg)
VN2
(ml) 1 2 3
2. Calcule la cantidad de nitrógeno, en moles, formado durante los experimentos realizados. 3. Calcule el rendimiento teórico de la reacción involucrada, a partir de su ecuación química. 4. Calcule el rendimiento porcentual de la reacción química en los experimentos. 5. ¿Qué efecto tiene la temperatura del baño de agua, en la cantidad de nitrógeno formado? Explique. 6. Si se añade un exceso mayor de ácido sulfámico, manteniendo la misma cantidad de nitrito de sodio,¿Qué volumen de nitrógeno se formará?.Explique. 7. ¿Cuántos gramos de nitrito de sodio deberá añadirse para asegurar la
reacción completa de 0.6 g de ácido sulfámico. CONCLUSIONES*. BIBLIOGRAFÍA*. COMENTARIOS*. *Aspectos propuesto por los estudiantes
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QUÍMICA
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aC = Capacidad calorífica del agua (1.0 cal/g K)
La capacidad calorífica realmente significa capacidad energética (εcalor) debido a que su valor indica la capacidad del sistema para almacenar energía. La energía puede almacenarse parcialmente en movimiento de vibración; esto es; las moléculas pueden ser promovidas a un nivel energético de vibración más alto, o bien puede almacenarse parcialmente en movimiento electrónico o de rotación. En cada caso, las moléculas son promovidas a un nivel energético más alto. En el caso ideal en el que el calor desarrollado en un proceso o reacción, no escape, entonces la suma del calor ( rQ ) que se desprende en el proceso (o reacción) y el calor absorbido ( SQ ), por el sistema (calorímetro más agua), es igual a cero, es decir: 0=+ Sr QQ (4) Como: )(ITCQ TS ∆= y if TTIT −=∆ )( Donde: fT = Temperatura final del agua en el calorímetro (en equilibrio térmico en un proceso). iT = Temperatura inicial del agua (de equilibrio) en el calorímetro antes de un proceso o reacción. Considerando que el sistema incluye una cantidad inicial de agua iaW entonces: )()( ITWCCQ iaacS ∆+= ------(5) Donde: cvcaia WWW −= Por lo tanto: caW = peso del calorímetro con agua fría (a temperatura ambiente) cvW = Peso del calorímetro vacío Sustituyendo la ecuación (5) en la ecuación (4) se tiene: 0)()( =∆++ ITWCCQ iaacr [ ] 0)()( =∆−++ ITWWCCQ cvcaacr [ ] rcvcaac QITWWCC −=∆−+ )()(
[ ])(
)()(IT
QITWWCC r
cvcaac ∆−
−=∆−+ -------
(6)
Finalmente el calor rQ producido por la adición de agua caliente al sistema y considerando que dicha cantidad agregada es acW entonces: )(IITCWQ aacr ∆= -------(7) Donde: cafcac WWW −= y af TTIIT −=∆ )(
fcW = peso final del calorímetro (con agua fría y caliente).
aT = Temperatura del agua caliente agregada al calorímetro.
fT y caW se definieron anteriormente. Sustituyendo (7) en (6) se tiene:
)()(
)()(cvcaa
if
afacafcc WWC
TTTTCWW
C −−−
−−−=
O bien;
−+
−
−−−= )(
)()()(
cvcaif
afcafca WW
TTTTWW
Ccalorε ------
(8)
Como la cantidad de calor “Q” desprendido o absorbido por el sistema en un proceso, es en general indefinido ya que depende de la trayectoria que siga el proceso, también la Capacidad Calorífica lo será, a menos que se especifiquen condiciones de Volumen o Presión constantes. La expresión matemática que define a la Capacidad Calorífica a Volumen constante vC es la siguiente:
v
v TQC
∆
= --------
(9) Lo que significa que la Capacidad Calorífica a volumen constante es la cantidad de calor VQ suministrado al sistema en un proceso que transcurre a volumen constante, para elevar su temperatura en un grado celsius. La VC se ha definido en términos del calor suministrado a un cuerpo bajo condiciones específicas (volumen constante, sin involucrar otras formas de trabajo) Sin embargo se puede relacionar con el incremento de energía interna porque cuando el sistema no está realizando trabajo, dW = 0 y por lo tanto
dQdU = o sea; dTdUCV = , a volumen constante.
Del mismo modo, la Capacidad Calorífica a presión constante se define matemáticamente como:
p
p TQC
∆
= ------10)
Es decir, la Capacidad Calorífica a presión constante, es la cantidad de calor
PQ suministrado al sistema en un proceso que transcurre a presión constante, para elevar su temperatura en un grado celsius. La entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que puede intercambiar con su entorno y se representa matemáticamente de la siguiente forma:
PVUH += P se considera la presión del sistema y la forma PV es parte de la definición de la entalpía de una sustancia y no implica una restricción a gases perfectos. Cuando un sistema pasa de una condición inicial a otra final; se mide el cambio de entalpía ).( H∆ if HHH −=∆ Si un sistema absorbe calor, su entalpía aumenta y ∆H es un número positivo, pero si el sistema desprende calor, su entalpía disminuye y ∆H es un número negativo. En un cambio de fase por ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente de vaporización. También en un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. Estrechamente relacionada con las entalpías de evaporación y de sublimación es la entalpía de fusión. El calor latente de fusión es la cantidad de energía en forma de calor absorbido en la fusión de 1 g de sustancia a temperatura constante. Los calores de fusión son inferiores a sus correspondientes calores de vaporización. La entalpía de fusión es el calor absorbido cuando un mol de sólido se convierte en líquido a presión constante. Para la transición de hielo–agua tenemos: )()( )()(
22IIiIIIfcal
OHOHfhhielo TTCCmHm −+−=∆ ------(11)
donde: fhH∆ = Entalpía de fusión del hielo )( IIiT = Temperatura inicial (equilibrio II) del agua )( IIIfT = Temperatura final (equilibrio III) del agua
OHC 2 = Capacidad calorífica del agua (4.184 J g-1 K-1)
calC = calorε = Capacidad calorífica del calorímetro
OHm 2 = Masa total del agua agregada hielom = Masa del hielo en gramos HIPÓTESIS*. MÉTODO EXPERIMENTAL. Determinación de la Capacidad Calorífica de un calorímetro y de la Entalpía de Fusión del hielo por Calorimetría. MATERIAL Y REACTIVOS 1 Calorímetro (termo) 1 Probeta de 100 ml 1 Parrilla 1 Termómetro. 1 Vaso de precipitados de 250 ml. 1 Balanza granataria. Agua destilada. Hielo en cubitos. ETAPAS EXPERIMENTALES. ETAPA I: DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA 1. Pese el calorímetro vacío (limpio y seco) y anote el dato )( CVW . 2. Agregue al calorímetro 250 ml de agua destilada y pese inmediatamente;
anote el dato )( caW . 3. Registre la temperatura del calorímetro cada uno o dos durante 10 minutos
ó hasta que se alcance el equilibrio térmico; anote el dato como ( iT ). Agite para alcanzar más rápidamente el equilibrio térmico.
4. En un vaso de precipitados caliente 100 ml de agua destilada a 50 ºC, anótelo como ( aT ); agréguela rápidamente al calorímetro y tápelo; péselo inmediatamente y anote el dato ( fcW ).
5. Registre la variación de la temperatura del agua en el calorímetro cada uno o dos minutos durante 10 minutos ó hasta que se alcance el equilibrio térmico; anote el dato como ( fT ). Agite para alcanzar más rápidamente el equilibrio térmico.
NOTA: No tire el agua del calorímetro. ETAPA II: DETERMINACIÓN DE LA ENTALPÍA DE FUSIÓN DEL HIELO
1. Verifique la temperatura del calorímetro y anótela como ( )( IIiT ). 2. Agregue, lo más rápido posible, un cubo de hielo al calorímetro y tápelo.
Pese el calorímetro y anótelo como ( Wch). 3. Registre la variación de la temperatura del calorímetro durante 10 minutos ó
hasta que se alcance el equilibrio térmico; anote el dato como ( )( IIIfT ). Agite para alcanzar más rápidamente el equilibrio térmico.
RESULTADOS Y CÁLCULOS. 1. Anote sus datos experimentales en una tabla. 2. Utilice la ecuación (8) para calcular la capacidad calorífica del calorímetro 3. ¿Qué consideración termodinámica se hace al deducir la ecuación (8)? 4. Utilizando la ecuación (11) calcule la entalpía de fusión del hielo. La masa
del agua será igual a Wch - Wcv. 5. Deduzca las unidades de la calorε y de la fhH∆ por separado.
6. Calcule el porcentaje de error de la fhH∆ con respecto a el valor reportado. 7. Diga cuales fueron las posibles fuentes de error en el desarrollo de su
práctica. 8. ¿En que unidades se expresan las siguientes magnitudes: calor, capacidad
calorífica y entalpía de fusión? 9. Investigue valores de capacidad calorífica para diferentes sustancias. CONCLUSIONES*. BIBLIOGRAFÍA*. COMENTARIOS*. *Aspectos propuesto por los estudiantes.
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AUTÓNOAS QUÍM
QUÍMICA
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2
OMA DE PMICAS
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PUEBLA
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)
2)
peso
cción agua
Η∆= CA
AAOH M
VKQδ
2(acetonaℓ) ..........(3)
La energía en forma de calor QH2O que sirvió para elevar la temperatura del agua, puede expresarse también como: )(
22222 OHA
iOHA
FOHOHOH TTCmQ −= ..........(4) Donde: OHC
2 es la capacidad calorífica del agua (4.184 J.g-1.K-1), OHm
2 es la
masa del agua, OHA
iT2
y OHA
FT2
son las temperaturas inicial y final (en K) que alcanza el agua cuando se quema acetona, respectivamente. Igualando (2) y (3), tenemos:
Η∆=− CA
AAAOHi
AOHFOHOH M
VKTTCmδ
)(2222 ,, (acetonaℓ)
...........(5) Una ecuación similar a (4) se puede obtener para cada alcohol:
Η∆=− COH
OHOHOHOHi
OHOHFOHOH M
VKTTCmδ
)(2222 ,, (alcoholℓ)
...........(6) Donde el superíndice y el subíndice OH está representando a los términos del alcohol considerado. Como se supone que la proporción de energía que se pierde en forma de calor es la misma para la combustión de cada alcohol, las K son iguales, por lo tanto, despejando K de ambas ecuaciones, igualando las expresiones resultantes y posteriormente despejado la ∆CH para un alcohol se tiene:
Η∆−
−=Η∆ CA
OHiA
OHF
OHOHi
OHOHF
AOHOH
OHAAC TT
TTMV
MValcohol ..)(
22
22
,,
,,
δδ
l (acetonaℓ)
........(7) MATERIAL Y SUSTANCIAS: 1 Lata perforada Agua destilada 1 Corcholata Metanol 1 Pinza para bureta Etanol 1 tela de asbesto 1-propanol 1Matraz erlenmeyer de 250 ml Acetona 1 Termómetro (-10°C – 100°C 1 Vaso de precipitados de 250 ml 3 Pipetas graduadas de 5 ml (o de 10 ml) 1 Balanza granataria Borlas de algodón Encendedor o cerillos
Precaución: Evite que los recipientes con los disolventes estén cerca de alguna flama o de una parrilla encendida, ya que son inflamables. Nota: Los alumnos deben traer el encendedor o cerillos HIPÓTESIS* MÉTODO EXPERIMENTAL: Combustión de alcoholes a temperatura ambiente y presión atmosférica.
Figura No. 1: Sistema utilizado para llevar a cabo la combustión de alcoholes ETAPAS EXPERIMENTALES:
Pese el matraz el matraz erlenmeyer limpio y seco. Agregue 200 g de agua de la llave. Sujete el matraz erlenmeyer con las pinzas a una varilla de la mesa de
trabajo y a una altura adecuada para llevar a cabo la combustión del los alcoholes (ver figura No.1)
Mida la temperatura inicial del agua del matraz y anótela como Ti. Mantenga el termómetro dentro del agua.
Coloque una pequeña borla de algodón sobre la corcholata que se encuentra sobre una tela de asbesto. Cuide que no quede muy compacta ni muy floja.
Adicione 2 ml de acetona sobre la borla de algodón rápidamente y de Inmediato enciéndala y colóquela debajo del matraz.
Agite cuidadosamente el agua con el termómetro y cuando se apague la flama anote la temperatura máxima alcanzada (TF).
Quite el matraz, tire el agua y enjuáguelo varias veces con agua de la llave para enfriarlo.
Agregue nuevamente 200 g de agua de la llave y repita el procedimiento con el metanol y posteriormente con los otros alcoholes.
RESULTADOS Y CÁLCULOS: 1. Anote sus datos experimentales: T°C amb. =
Líquido Densidad (g/ml)
T(°C)i T(K) i T(°C)F T(K)F
Acetona Metanol Etanol 1-propanol 2. Escriba la reacción de combustión para cada una de las sustancias. 3. Determine la ∆CH de cada alcohol utilizando la ecuación No. 7. 4. Calcule la ∆CH del grupo metileno en los alcoholes. Para esto calcule: (a) la
diferencia de los valores de ∆CH entre el etanol y el metanol, (b) la diferencia entre los valores de ∆CH entre el 1-propanol y el etanol, (c) el promedio entre los dos valores anteriores.
5. Investigue los valores reportados en la bibliografía de ∆CH para cada uno de los alcoholes; además, el valor de ∆CH para el metileno y calcule el porcentaje de error.
6. Explique las posibles fuentes de error en sus determinaciones. 7. En la siguiente tabla anote sus resultados:
Líquido ∆CH teórico ∆CH experimental % de error
8. Con base a sus resultados anteriores, calcule los valores aproximados de
∆CH del n-butanol y del n-pentanol. 9. Explique porque se debe usar el mismo matraz en todas sus
determinaciones. 10. Cada gramo de gas natural libera aproximadamente 45 kJ de energía al
quemarse: a). Calcule la energía almacenada en un tanque de 20 kg de gas natural. b). ¿Cuántos litros de agua pueden calentarse de 20°C a 50 °C con ese tanque de gas natural?. Supóngase que no se pierde energía al medio. 11. Uno de los principales componentes de la gasolina en el n-octano (C8H18). Su calor de combustión es de 6,500 kJ. mol-1. a). ¿Qué cantidad de energía se desprende al quemar 1 g de n-octano? b). ¿Cuánta energía hay almacenada en un tanque de gasolina de un coche con 30 kg de gasolina? CONCLUSIONES*
BIBLIOGRAFÍA* COMENTARIOS* *Aspectos propuesto por los estudiantes
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QUÍMICA
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PUEBLA
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(5)
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)
o a n1
En general
ii dnXdX ∑= (6) Dado que la ecuación anterior es una función homogénea, podemos integrarla para obtener la siguiente:
2211 nXnXX += iinXX ∑= Las propiedades parciales molares (X), son propiedades intensivas y se considera que son la contribución por mol de cada constituyente al valor total de la propiedad X en el sistema en cuestión. Algunas propiedades parciales molares tienen nombres particulares, por ejemplo:
== ii LH Calor de solución de i es la entalpía parcial molar de i.
== iiG µ Potencial químico de i es la energía libre parcial molar de i. Volumen Parcial Molar El volumen parcial molar ( )V es una propiedad que se puede determinar en el laboratorio. Se define como el cambio en volumen causado al agregar un mol de i a una cantidad muy grande de solución, de tal forma que la composición de la solución no cambia; matemáticamente se representa:
2211 nVnVV += (7)
2,,1
1
nTPnVV
∂∂
= (8)
1,,2
2
nTPnVV
∂∂
= (9)
Donde 1V se refiere al solvente y 2V . Para una solución binaria el volumen parcial molar se puede calcular a partir de los volúmenes específicos (inverso de las densidades) de soluciones cuya concentración se conoce. Las densidades se determinan en un picnómetro. HIPÓTESIS* MATERIAL Y SUSTANCIAS: 5 Matraces volumétricos de 100 mL 1 pipeta graduada de 5 mL
1 pipeta graduada de 25 mL 5 pipetas volumétricas de 10 mL 1 picnómetro 1 par de guantes de hule 1 perilla 200 mL de etanol Limpiador de vidrio de laboratorio Agua destilada MÉTODO EXPERIMENTAL: Determinaciones por Densitometría DESARROLLO EXPERIMENTAL: 1. Se preparan cinco soluciones de 30, 35, 40, 45, 50% en volumen de etanol. 2. Para la determinación de las densidades se utiliza el picnómetro de la
siguiente forma:
a. Pesar el picnómetro completo ( con termómetro y tapón) seco y vacío.
b. Llene el picnómetro introduciendo su termómetro, cuidando que no existan burbujas de aire atrapado y que la solución llene todo el capilar. Coloque el tapón.
c. Pese nuevamente el picnómetro cuidando que el exterior esté completamente seco
RESULTADOS Y CÁLCULOS: 1. Anote sus datos experimentales 2. Determine las fracciones mol de etanol oleX tan , y los volúmenes
específicos de las soluciones utilizadas: mezV , oleV tan y aguaV . 3. Graficar mezV vs. oleV tan . 4. Determinar oleV tan y aguaV para los diferentes valores de etanol.
CONCLUSIONES*. BIBLIOGRAFÍA*. COMENTARIOS*. *Aspectos propuesto por los estudiantes
OBJ agua INT mol Estetemp Clausistemism dondsólid dondsólid estala fu dondresp
resp
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A UNIVERLTAD DEREA DE F
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sS
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QUÍMICA
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OMA DE PMICAS
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PUEBLA
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cia a difere
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-(1)
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e:
(2)
líquido y e
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ó en el só
ó en el s
A
do un rada. entes
ón de o un a del
en el
en el
do el para
ólido,
sólido
sS
lS fóf = Fugacidad del soluto puro en la fase líquida ó en la fase sólida a
la temperatura y presión del sistema. Es preciso hacer algunas observaciones pertinentes. En primer lugar, el soluto se encuentra como sustancia pura y por tal razón 1==Χ s
SsS γ y la
fugacidad parcial se reduce a la fugacidad del soluto puro. En el caso del líquido, el soluto s no existe como líquido puro a la temperatura y presión del sistema (esto sólo sucede en la temperatura de fusión), y por eso es necesario encontrar otro estado de referencia para la fugacidad. En el presente caso es conveniente escoger el estado de referencia como la fugacidad del soluto en una solución saturada (su límite de solubilidad) por la facilidad de determinar su fracción molar o molalidad experimentalmente. Entonces, haciendo las sustituciones necesarias:
ssS
ssS
lS
ssS
lSss
S
lSl
Sl
SlS
lS
sS ff
ff
ff γγγ Χ=
Χ=Χ= (4)
donde: ss
Sf = Fugacidad de una solución saturada del soluto. ss
Sγ = Coeficiente de actividad de una solución saturada. Multiplicando por RT y nuevamente aplicando la definición
ii fdRTdG ln= , se obtiene otra forma de la ecuación anterior: ss
SssS
ssS
sS
sS fRTRTGfRT lnlnln +Χ== γ -(5)
ss
SssS
ssS
ssS GRTG +Χ= γln (6)
ss
SssS
ssS
sSS RTGGG γΧ=−=∆− ln (7)
donde SG∆ = Energía libre diferencial de solución. Diferenciando la ecuación (7) con respecto a la temperatura y aplicando la expresión termodinámica que relaciona el cambio de la energía libre de Gibbs con la temperatura y con la entalpía, se obtiene:
∆−=
∂
∆∂
2TH
TTG
S
P
S
(8)
2
lnlnRTdT
KdT
SssS
ssS ∆Η
==∂Χ∂ γ (9)
ss
SssSSS aK Χ== γ (10)
Al integrar la ecuación (9) y considerando )(TfS ≠∆Η se obtiene:
−∆Η=
TTTT
RKK S
S
S
´ln
´´
(11)
donde ´
SK y SK son las solubilidades del soluto a las temperaturas T´ y T (en K) respectivamente. HIPÓTESIS*. MATERIAL Y SUSTANCIAS: 4 Matraces erlenmeyer de 250 ml 1 Probeta de 100 ml 1 Parrilla de eléctrica 2 Termómetros 2 Baños con controlador de temperatura 1 Pipeta graduada de 25 ml 2 Vasos de precipitados de 100 ml 1 Bureta de 50 ml 2 Trozos de manguera Algodón Ácido benzóico Agua destilada Solución de NaOH 0.05 M MÉTODO EXPERIMENTAL. Uso de la solubilidad de un sólido en agua a diferentes temperaturas. ETAPAS EXPERIMENTALES. 1) Poner a trabajar los recirculadores de los baños fijando la perilla
reguladora de temperatura a 25°C y 45°C respectivamente. 2) Coloque 0,5 g de ácido benzóico en un matraz erlenmeyer de 250 ml y
agregue 100 ml de agua destilada. 3) Caliente el contenido del matraz hasta ebullición y manténgalo durante 10
minutos. Evite calentar bruscamente ya que de lo contrario se le proyectará la mezcla por la boca del matraz
4) Enfríe al chorro de agua hasta 30°C.
5) Introduzca el termómetro en la mezcla del matraz y éste en el baño a 25°C. Manténgalo hasta alcanzar el equilibrio térmico (aproximadamente 30 min), agitando ocasionalmente.
6) Tome una alícuota de 25 ml de solución (por duplicado) colocando en la punta de la pipeta un tubo pequeño de hule con algodón (servirá como filtro para evitar el paso de cristales de ácido benzóico). Cada alícuota se depositará en un matraz erlenmeyer.
7) Titule cada alícuota con solución de NaOH 0.05M utilizando fenolftaleína como indicador.
8) En el segundo matraz erlenmeyer coloque 2.5 gr de ácido benzóico y 100 ml de agua destilada.
9) Calentar la mezcla a ebullición como en el caso anterior y después enfríela a 50 °C al chorro de agua.
10) Introduzca el termómetro en la mezcla y lleve el matraz al baño de 45°C. 11) Cuando alcance el equilibrio térmico tome dos alícuotas de 5 ml por
separado y titúlelas con la solución de NaOH en presencia de fenolftaleína.
RESULTADOS Y CÁLCULOS. 1. Anote sus datos experimentales. 2. Determine la solubilidad del ácido benzóico para cada temperatura. Para
esto considere as≅ M (mol/l). 3. Calcule el calor diferencial de solución. 4. Deduzca por separado las unidades de ∆ΗS CONCLUSIONES*. BIBLIOGRAFÍA*. COMENTARIOS*. *Aspectos propuesto por los estudiantes