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Ao de la diversificacin productiva y del fortalecimiento de la educacin

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

MB312 I

LABORATORIO N 1: Introduccin a las Prcticas de

Laboratorio de Qumica General

GRUPO :

Navarro Alor Jaime Hildebrando

Rincn Virhuez Anglica Mercedes

Sahuaraura Escobar Erick Gonzalo

PROFESORA : Ruth Maldonado

SEMESTRE : 2015-I

17/04/2015

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1. OBJETIVOS

1.1. EL MECHERO DE BUNSEN Y ESTUDIO DE LA LLAMA

* Este experimento tiene por objetivo que se pueda distinguir las clases de

llama y las zonas que representan las mismas as como tambin las zonas del

mechero y adems la adecuada manipulacin del mechero para su mximo

aprovechamiento trmico en las experiencias de laboratorio.

1.2. OPERACIONES FUNDAMENTALES

* Dar a conocer los aspectos tericos elementales correspondientes a ciertas

tcnicas de uso comn en el laboratorio. Tales tcnicas se denominan

operaciones fundamentales por usarse continuamente en los trabajos

experimentales de qumica. Dichas operaciones comprenden:

Calentamiento, filtracin, absorcin, cristalizacin, destilacin, sublimacin,

extraccin por solventes.

Llegar a conocer y estar adiestrado un poco de en estas operaciones, es la

ventaja que ha de servir continuamente en todas las practicas programadas

ms adelante.

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2. FUNDAMENTOS TEORICOS

2.1. ESTUDIO DE LA LLAMA

a) MECHERO BUNSEN

El Mechero Bunsen est constituido por un tubo vertical que va enroscado a

un pie metlico con ingreso para el flujo del combustible, el cual se regula a

travs de una llave sobre la mesa de trabajo. En la parte inferior del tubo

vertical existen orificios y un anillo metlico mvil o collarn tambin

horadado. Ajustando la posicin relativa de estos orificios (cuerpo del tubo y

collarn respectivamente), los cuales pueden ser esfricos o rectangulares, se

logra regular el flujo de aire que aporta el oxgeno necesario para llevar a

cabo la combustin con formacin de llama en la boca o parte superior del

tubo vertical.

El uso efectivo del mechero durante una prctica de laboratorio implica ser

capaces de encender y regular el mismo de manera tal de obtener una llama

que indique una reaccin de combustin completa. Esto se consigue de

manera fcil y adems segura siguiendo el procedimiento que se detalla a

continuacin:

* Conectar un extremo del tubo de goma a la boca de toma de gas con la

llave cerrada y el otro extremo del mismo a la entrada de gas ubicada en la

base del mechero.

* Verificar que la entrada de aire del mechero se encuentre cerrada.

* Encender un fsforo teniendo la precaucin de hacerlo alejado del cuerpo.

* Acercar el fsforo encendido a unos 5 cm por encima de la boca del

mechero y en simultneo abrir la llave de salida de gas, en ese momento se

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forma una llama de color amarillo. Una llama de estas caractersticas nunca

debe ser usada para calentar.

* Permitir el ingreso de aire por medio de la apertura de los orificios o del

giro de la roldana. A medida que ingresa ms oxgeno la llama se vuelve

azulada, difcil de ver , con un cono interior coloreado y se oye un sonido

grave (llama sonora). Cualquiera de las dos situaciones mencionadas

representa una llama til para calentar. Cuando se usa una llama de tipo

sonora tener presente que la temperatura ms alta de la misma se

encuentra en el vrtice superior del cono interno coloreado.

* Si la llama del mechero se entrecorta o sopla es indicio de un exceso de

oxgeno durante la combustin; en tal caso se deber cerrar el ingreso de

aire hasta una posicin tal que permita obtener una llama de las

caractersticas indicadas en el prrafo anterior.

b) LLAMA

Cuando se produce la combustin de un elemento inflamable en una

atmsfera rica en oxgeno, se observa una emisin de luz, que puede llegar a

ser intensa, denominada llama.

Todas las reacciones de combustin son muy exotrmicas y desprenden gran

cantidad de energa en forma de calor. La llama es provocada por la emisin

de energa de los tomos de algunas partculas que se encuentran en los gases

de la combustin, al ser excitados por el intenso calor generado en este tipo

de reacciones.

+ LLAMA LUMINOSA:

Emite luz porque contiene partculas slidas que se vuelven incandescentes,

debido a la alta temperatura que soportan. Las partculas slidas, sino se

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agregan especialmente, estn constituidas por carbn. La llama luminosa se

produce, entonces, cuando el aire que entra al mechero es insuficiente. La

descomposicin del gas produce pequeas partculas slidas; constituidas

por carbn (holln) dando origen de esta forma a la llama luminosa

+ LLAMA NO LUMINOSA

Se consigue debido a un ntimo contacto entre el aire y el gas antes de

efectuarse la combustin, de tal manera de que casi no se producen partculas

slidas incandescentes, porque la combustin es completa.

En este tipo de llama se distingue tres zonas

* Zona Fra: De color oscuro constituida por una mezcla de gases y aire, sin

quemar.

* Cono interno: De color azul-verdoso brillante, es una fina envoltura de 1/50

mm donde se producen las reacciones iniciales necesarias para la

combustin. La presencia de carbn y monxido de carbono convierten a

esta zona a una zona reductora. Se produce una combustin incompleta entre

el gas y el oxgeno, segn

C3H8 + 3O2 2CO + C + 4H2O + CALOR

* Cono externo: Es la zona ms grande, de un color azul plido, que se

disemina en el aire y est constituida por los productos de la combustin

siguiente, vapor de agua, y dixido de carbono. En esta zona se tiene un

exceso de oxigeno del aire y la ms alta temperatura, que lo convierte en una

zona enrgicamente oxidante. El punto ms caliente de la llama se encuentra

en esta zona, sobre la punta del cono interior. Se produce una combustin

completa entre el gas y el oxgeno del aire segn:

C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + CALOR

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2.2. OPERACIONES FUNDAMENTALES

a) PRECIPITACIN:

Un precipitado es el slido que se produce en una disolucin por efecto de

cristalizacin o de una reaccin qumica. A este proceso se le

llama precipitacin. Dicha reaccin puede ocurrir cuando una

sustancia insoluble se forma en la disolucin debido a una reaccin qumica o

a que la disolucin ha sido sobresaturada por algn compuesto, esto es, que

no acepta ms soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma el

precipitado.

En la mayora de los casos, el precipitado (el slido formado) baja al fondo de

la disolucin, aunque esto depende de la densidad del precipitado: si el

precipitado es ms denso que el resto de la disolucin, cae. Si es menos denso,

flota, y si tiene una densidad similar, se queda en suspensin.

El efecto de la precipitacin es muy til en muchas aplicaciones, tanto

industriales como cientficas, en las que una reaccin qumica produce slidos

que despus puedan ser recogidos por diversos mtodos, como la filtracin,

la decantacin o por un proceso de centrifugado.

En sntesis, la precipitacin es la sustancia slida visible que se forma al

combinar varias sustancias.

b) DECANTACION

La decantacin se utiliza para separar mezclas heterogneas, que pueden

estar conformadas por una sustancia lquida y una slida, o por dos sustancias

lquidas. Significa sedimentar, colocarse una de las sustancias en la base de la

otra, por efecto de sus distintas densidades, lo que permite separarlas.

El caso de decantacin de un slido en un lquido, es muy comn en los

procesos de potabilizacin del agua, para extraer las partculas ms pesadas,

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antes de la filtracin. Se lo deja reposar, y al cabo de un tiempo, las partculas

del slido suspendidas en el lquido se depositarn en el fondo del recipiente.

Cuando esto sucede, el lquido se pasa a otro recipiente, dejando en la base

el slido, que podr extraerse con facilidad.

En el caso en que quiera procederse a la decantacin de dos lquidos, stos

no deben formar solucin, o sea deben ser inmiscibles. No puede emplearse

por lo tanto en el caso del agua y el alcohol, que forman una mezcla

homognea, pero s en el agua y el aceite, que es heterognea.

Se usa para este proceso fsico una ampolla de decantacin, donde se coloca

la mezcla. El agua descender y se colocar en la base, mientras el aceite

estar en la superficie. Se abre el rabinete (llave de la ampolla) y entonces el

lquido se trasvasa a un recipiente colocado debajo. Luego se cierra la llave y

as se logra la separacin.

Por extensin tambin se aplica el trmino decantacin, a otras situaciones

donde ciertas partes se separan del todo, por no pertenecer al mismo, ya sea

por sus actitudes u opiniones divergentes. Por ejemplo El curso se fue

decantando. Quienes no queran estudiar decidieron abandonarlo, o El

sistema educativo se ha decantado hacia la enseanza privada.

c) FILTRACIN

Se denomina filtracin al proceso unitario de separacin de slidos en

suspensin en un lquido mediante un medio poroso, que retiene los slidos y

permite el pasaje del lquido.

Las aplicaciones de los procesos de filtracin son muy extensas,

encontrndose en muchos mbitos de la actividad humana, tanto en la vida

domstica como de la industria general, donde son particularmente

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importantes aquellos procesos industriales que requieren de las tcnicas

qumicas.

La filtracin se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte

prctico, recibiendo una mayor atencin terica desde el siglo xx. La

clasificacin de los procesos de filtracin y los equipos es diverso y en

general, las categoras de clasificacin no se excluyen unas de otras.

La variedad de dispositivos de filtracin o filtros es tan extensa como las

variedades de materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las

condiciones particulares de cada aplicacin: desde sencillos dispositivos,

como los filtros domsticos de caf o los embudos de filtracin para

separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de elevada

automatizacin como los empleados en las industrias petroqumicas y de

refino para la recuperacin de catalizadores de alto valor, o los sistemas de

tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano.

Ejemplo de filtracin con papel filtro

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d) CALENTAMIENTOS

La prctica comn de calentamientos en el laboratorio se reducir

principalmente a realizar calentamientos con el fin de mantener la velocidad

de una reaccin qumica, para evaporar, para secar, o para disolver.

Muy a menudo se usa los tubos de ensayo para estudiar las reacciones

qumicas. Por ello, para este caso, se debe tener las siguientes precauciones:

* Calentar siempre de modo que la llama no se dirija al fondo del tubo o por

encima del lquido

* Pasar la llama por el tubo y darle movimientos rotativos sobre la llama del

mechero.

* Para evitar ebullicin tumultuosa se recomienda agregar el vidrio molido o

trozos de porcelana porosa

* Para calentamiento suave, sujetar el tubo directamente con la mano, esto

evitar extremar el calentamiento, que podra malograr las sustancias que se

calienta u originar perdidas.

e) PESADA

Es una de las operaciones ms corrientes usada en Qumica experimental y

consiste en la determinacin del peso o masa del material mediante la

balanza, que es uno de los instrumentos ms importantes del laboratorio

qumico.

*Balanza Analtica: La balanza analtica es uno de los instrumentos de

medida ms usados en laboratorio y de la cual dependen bsicamente

todos los resultados analticos.

Las balanzas analticas modernas, que pueden ofrecer valores de precisin

de lectura de 0,1 g a 0,1 mg, estn bastante desarrolladas de manera que

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no es necesaria la utilizacin de cuartos especiales para la medida del peso.

Aun as, el simple empleo de circuitos electrnicos no elimina las

interacciones del sistema con el ambiente. De estos, los efectos fsicos son

los ms importantes porque no pueden ser suprimidos.

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3. CALCULOS Y RESULTADOS

3.1. ESTUDIO DE LA LLAMA

a) EXPERIMENTO 1

Se enrojeci solo una pequea parte, ese hecho ocurri luego de 3 minutos

aproximadamente. La porcelana quedo impregnada de hollin.

b) EXPERIMENTO 2

Se puso la porcelana sobre la llama no luminosa y alrededor de 1 minuto se

enrojecio completamente por dentro, como se muestra en la foto. La

porcelana no quedo rastro de hollin.

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c) EXPERIMENTO 3

* Con la llama luminosa, al pasar la tarjeta, en esta quedo hollin.

* Con la llama no luminosa, al pasar la tarjeta, esta quedo con la marca del

hollin

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d) EXPERIMENTO 4

* Cuando se baja la rejilla, la llama comienza a achatarse; pero cuando esta

se calienta, la llama la atraviesa.

Con la llama luminosa, en la rejilla quedo holln.

Con la llama no luminosa, la rejilla quedo limpia, incluso

desapareci el holln que antes haba.

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* Cuando se enciende un palito de fosforo sobre la rejilla, aparece una llama

justo en la misma lnea del vstago del mechero.

* Cuando se enciende el palito sobre la rejilla y se levanta esta, la llama

tambin se levanta un poco, luego se apaga.

e) EXPERIMENTO 5

* Este tarda en prenderse unos 3.5 segundos, pero solo la cabeza de este, el

resto se mantiene intacto.

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f) EXPERIMENTO 6

* Cuando se acerca el palito de fosforo encendido a la boca del tubito, este

se enciende automticamente, y el tipo de llama que presenta, es del tipo

luminosa si la llama del mechero es del tipo luminosa; o no luminosa, si el

tipo de llama del mechero es no luminosa.

3.2. OPERACIONES FUNDAMENTALES

a) EXPERIMENTO 1

* Sin el vidrio el agua aparecen rpidamente burbujas y comienza a hervir

a los 13 segundos.

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* Con el vidrio las burbujas no aparecen mucho pero comienzan a darse

vibraciones, el agua hierve aparentemente a los 24 segundos.

b) EXPERIMENTO 2

* La altura con la que se llego a 100C fue de 30 cm.

*El agua evapora en 8 minutos con 30 segundos.

c) EXPERIMENTO 3

* YODURO DE POTASIO + NITRATO DE PLOMO

Pb(NO3)2 + 2KI 2KNO3 + PbI2

n de moles 2 103 1 103

* En teora debera haber1 103 que seria, 0.461

*Nosotros medimos en la balanza y este sali 0.44

% = ( )

100%

% = 0.44

0.461 100% = 95%

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* SULFATO DE COBRE + NITRATO DE PLOMO

CuSO4 + Pb(NO3)2 Cu(NO3)2 + PbSO4

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* ALUMBRE + CARBONATO DE SODIO

2Al(OH)3 +3Na2CO3 Al2(CO3)3 + 6NaOH

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CUESTIONARIO

Tema: ESTUDIO DE LA LLAMA

1.-Haga un esquema del mechero y dibuje sus partes

2.- Cundo se produce la llama azulina no luminosa y cuando la llama

luminosa?

* La llama azulina luminosa se produce cuando el aire que ingresa es

insuficiente. La descomposicin del gas produce pequeas partculas slidas

formadas por carbn. La llama no luminosa se produce por el ltimo contacto

entre el aire y el gas y este genera una combustin completa.

3.- Explique la presencia de las partculas de carbn en la llama luminosa,

escribir las ecuaciones balanceadas de las reacciones en ambos tipos de

llama

* Las partculas de carbn se deben a la combustin incompleta por que se

realiza sin oxgeno o con defecto de aire

Llama luminosa: C3H8 + 3O2 2CO + C + 4H2O + CALOR

Llama no luminosa: C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O + CALOR

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4.- Cul de las zonas de la llama es la zona reductora y por qu?

* Es la zona cono interno (ver figura anterior). La presencia de carbn y

monxido de carbono convierten a esta zona en una zona reductora.

5.- Cul de las zonas de la llama es la zona oxidante y por qu?

* Es la zona cono externo de color azul. El exceso de oxigeno del aire y de la

ms alta temperatura, la convierten en una zona oxidante.

6.- Que se demuestra con el experimento de la tela metlica colocada

horizontalmente a travs de la llama o un trozo de cartn cartulina

verticalmente en medio de la llama?

* Las caractersticas de la llama luminosa y la llama no luminosa

7.- Qu se demuestra con el experimento del tubito de vidrio?

* Que una extensin de algn tipo de sistema parecido puede ser del tipo

luminosa si le falta aire y no luminosa si no le falta aire

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8.- Cules son las partes ms fras y ms calientes de la llama y a que se

debe la diferencia de temperatura?

* La zona ms fra es el cono interno y la ms caliente el cono externo. La

diferencia de temperaturas se debe a la combustin completa e incompleta.

9.- De tres razones por lo que es preferible usar siempre la llama no luminosa

* Se consigue una mayor eficiencia de combustible.

* Por la temperatura que posee, acelera las reacciones qumicas.

* Incremente el rendimiento de las reacciones

10.- Explicar por qu un soplete alcanza temperaturas ms elevadas que un

mechero ordinario

* Los sopletes alcanzan mayor temperatura por que cuentan con un suministro

adicional de oxgeno y gas combustible que puede ser acetileno, metano,

propano.

Tema: OPERACIONES FUNDAMENTALES

Cuestionario 1:

1.- Qu diferencia hay entre ambos calentamientos?

Que en el agua con vidrio en este aparentemente comienza a hervir mucho

despus de que lo hiciera el agua sin vidrio; adems, que no aparezcan las

burbujitas previas al hervor y que aparezcan vibraciones.

2.- Cmo cree que acta el vidrio molido?

Como un inhibidor, pues con el vidrio el agua necesitara acumular mas calor

y por eso se demorara un poco ms en hervir.

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Cuestionario 2:

1.- Haga un cuadro con los datos obtenidos en la prueba a

H

(cm)

T

(C)

40 75

35 87

30 100

2.- Determine si hay relacin lineal entre el tiempo y la cantidad de agua

usada

* Si la hay pues la cantidad de calor que puede producir el mechero es lineal

respecto al tiempo y el calor que necesita el agua para hervir es proporcional

a su ms, por eso la cantidad de agua es proporcional al tiempo.

3.- Cmo opera un radiador?

* Acumulando y evitando que se desve el calor a otra parte que no fuera el

crisol.

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Cuestionario 3:

1.- En qu consiste la decantacin?

* En la separacin de dos componentes de un sistema heterogneo, que

pueden estar conformadas por una sustancia lquida y una slida, o por dos

sustancias lquidas. Significa sedimentar, colocarse una de las sustancias en la

base de la otra, por efecto de sus distintas densidades, lo que permite

separarlas.

2.- Qu caractersticas debe tener un papel de filtro?

* Deben estar fabricados con linters de algodn y otras fibras vegetales de

elevada pureza. Su velocidad de filtracin es rpida o muy rpida,

especialmente tiles en filtraciones de precipitados gruesos o en aquellas

que no ofrezcan excesiva dificultad.

3.- Qu embudo ofrece mayor ventaja para la filtracin?

*Los de vstago largo, porque con estos se encaminara mejor las sustancia

liquida hacia su respectivo vaso y as se podra evitar derramamientos o

salpicaduras de sustancia peligrosas; es decir, porque es ms seguro.

4.- Qu diferencias observa entre dos precipitados?

*Las masas obtenidas son diferentes.

*Son de diferente color.

*Uno precipit ms rpido que el otro.

5.- Qu recomendara para una buena separacin de faces?

* Hacer el procedimiento varia veces.

* Usar un papel filtro nuevo para cada procedimiento.

* Usar doble papel filtro.

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6.- Indicar los tiempos que demoran cada filtracin:

Yoduro de potasio nitrato de plomo: 2 minutos 30 segundos.

Sulfato de cobre-nitrato de plomo: 2 minutos 10 segundos.

Cuestionario 4:

1.- Indicar como afectara al valor de la densidad de solidos cuando se calcula

en las siguientes situaciones:

A. Parte del metal queda fuera del agua

* La densidad aumenta porque el volumen ocupado disminuye.

B. En la probeta queda una burbuja bajo el metal

* La densidad disminuye porque el volumen ocupado aumenta.

C. Se confunde alcohol por agua

* La densidad no vara porque lo que se quiere saber es cuanto volumen tiene

el metal y no el lquido.

2.- Idese un mtodo para determinar la densidad de un slido que flota en

el agua:

= ; =

*El volumen del material lo calculara como el caso del aluminio (ser V)

=

=

; =1

=()

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3.-Si un metal tiene forma de u cono de 3.5cm de altura y 2.5 cm de radio cuya

masa es 41.82g Qu metal es?

=2

3 = 5.726cm3 7.303 (

3)

*Entonces se trata del Indio( 7.310

3 )

4.- Si primero se pesa la probeta sin agua y despus con agua variar la

densidad?

* No, porque el peso que realmente interesa es del metal y no del agua o de la

probeta.

5.-Explicar la diferencia entre densidad y gravedad especifica

* Densidad: Es el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen de este.

* Gravedad especfica: Para los lquidos, es el cociente de la densidad de una

sustancia y la densidad del agua. Para los gases, es la densidad de un gas entre

la densidad del aire.

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4. OBSERVACIONES

* Es necesario trabajar con suficiente oxgeno para realizar una combustin

completa puesto que nos permite evitar la contaminacin y un

aprovechamiento eficiente de la energa.

*Las partculas de holln se adheran a la piel o las pinzas cuando se las tocaba.

* Se quedaron pequesimas cantidades de masas de los precipitados en el

papel de filtro.

* El secado que se realizo fue en poco tiempo y pudo quedar lquidos en ellos.

* El papel de filtro no retuvieron todas las partculas del precipitado.

* La densidad del agua que se obtuvo en el laboratorio es igual al valor del que

la teora nos da como dato

* La densidad del aluminio que se obtuvo es menor al que se nos da en la teora.

5. CONCLUSIONES

* LLAMA LUMINOSA LLAMA NO LUMINOSA

La llama presenta una coloracin

amarillenta La llama presenta un color azul plido

Es bastante luminosa e irradia poco calor Es poco luminosa e irradia bastante calor

Si sostenemos con unas pinzas una cpsula

de porcelana en la parte superior de la

llama, se observa un ennegrecimiento.

Si sostenemos con unas pinzas una

cpsula de porcelana en la parte

superior de la llama, se observa el

depsito de pequeas gotitas de agua

Produce CO y otras sustancias Produce CO2 y H2O

La combustin es incompleta La combustin es completa

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* Las manchas oscuras que aparecieron en los pedazos de porcelana son

causa de la combustin incompleta del combustible, que como tal dejo restos

de carbono sin reaccionar en forma de pequeas partculas oscura al que se

denomina holln.

* El hecho de que en palito de fosforo solo se quemara la cabeza de este es

debido a que dentro del tubito del mechero no ocurre la combustin pues no

est en contacto con el aire para que pueda darse.

* Las vibraciones que se daban en el caso del agua con vidrio se debe a que

esos pedazos impedan que se d la transmisin del calor por medio de la

conveccin (como es natural en el agua).

* Los resultados respecto a las masas obtenidas de los precipitados no fueron

exactos por las prdidas de estos y las impurezas que no se considera en la

teora.

* La densidad obtenida para el aluminio es menor debido a que el alumio

puede estar impuro.

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6. FUENTES DE INFORMACIN

QUIMICA, La Ciencia Central, Brown

QUIMICA GENERAL; Petrucci

http://www.tplaboratorioquimico.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminio.

http://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3n_incompleta

http://es.wikipedia.org/wiki/Mechero_Bunsen

http://www.slideshare.net/checoquimica/mechero-bunsen-presentation

http://deconceptos.com/ciencias-naturales/decantacion