UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

AREA ACADEMICA DE CIENCIAS BASICAS

INFORME Nº 03LABORATORIO DE QUIMICA I

QU117 A NOTA

TITULO: Procesos fundamentales

ALUMNOS: Durand Flores Yoshman Luis

Guerrero Zurita Alessandra

Gonzales Rivera Katiusca Evelyn

Galindo Guevara , Jaffet Gustavo

PROFESORES: Ing. Tarsila Tuesta Chavez

Ing. Wilman Benites Mitma

PERIODO ACADEMICO: 2015-1

REALIZACION DEL LABORATORIO: 19/03/2015

ENTREGA DEL INFORME : 26/03/2015

LIMA - PERU

Índice:

1. Objetivo general

2. fundamento teórico

3. Parte experimental

3.1 Experimento N°1: Evaporacióna) Objetivo especificob) Observacionesc) Cálculos y resultadosd) Conclusiones

3.2 Experimento N°2: Precipitación

a) Objetivo especificob) Recursosc) Procedimientosd) Cálculos y resultadose) Conclusionesf) Recomendaciones

3.3 Experimento N°3: Separación de solidos suspendidos o sedimentados de la solución

a) Objetivo especificob) Recursosc) Procedimientosd) Cálculos y resultadose) Conclusiones

3.4 Experimento N°4: Medición de masa

a) Objetivo especificob) Observacionesc) Cálculos y resultadosd) Conclusiones

3.5 Experimento N°5: Determinación de densidades

a) Objetivo especificob) Cálculos y resultadosc) Conclusiones

4. Cuestionario

5. Referencias Bibliográficas

1. Objetivo general

Identificar algunos procesos comunes en el laboratorio. Observar los cambios físicos y químicos que ocurren en cada uno de

ellos. Poder tomar las medidas de seguridad necesarias para su correcta

realización.

2. Fundamento teórico

Los procesos realizados en el laboratorio fueron:

Evaporación: Es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. El movimiento térmico de una molécula de líquido debe ser suficiente para vencer la tensión superficial y evaporar, esto ocurre cuando la energía cinética de las moléculas excede el trabajo de cohesión aplicado por la tensión superficial a la superficie del líquido.

Precipitación: Un precipitado es el  sólido  que se produce en una disolución por efecto de cristalización o de una reacción química. A este proceso se le llama precipitación. En la mayoría de los casos, el precipitado (el sólido formado) baja al fondo de la disolución, aunque esto depende de la densidad del precipitado: si el precipitado es más denso que el resto de la disolución, cae. Si es menos denso, flota, y si tiene una densidad similar, se queda en suspensión.

El efecto de la precipitación es muy útil en muchas aplicaciones, tanto industriales como científicas, en las que una reacción química produce sólidos que después puedan ser recogidos por diversos métodos, como la filtración, la decantación o por un proceso de centrifugado

Centrifugación: Operación de separación de partículas sólidas existentes en una suspensión (normalmente líquida) por la acción de una fuerza centrífuga. La centrifugación está basada en la distinta velocidad de desplazamiento de las partículas en un medio líquido al ser sometidas a un campo centrífugo y es aplicable a separaciones sólido-líquido y a la separación de dos líquidos inmiscibles con o sin la presencia de sólidos.

Densidad: Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. La densidad puede obtenerse de forma

indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La

masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos

3. Parte experimental

3.1 Experimento N°1: Evaporación

a) Objetivo específico:

- Medir la rapidez de evaporación del agua a un rango de temperatura de 70 a 80 °C a una altura determinada.

b) Recursos:

- Mechero de Bunsen

- Soporte universal

- Radiador

- Crisol

C) Procedimiento:

- Termómetro

- Reloj

- Triángulo de porcelana

- Encender el mechero de Bunsen con mucho cuidado alejándolo de la salida de gas procurando que sea la llama luminosa para evitar quemaduras.

- Usando el soporte universal, asociamos este al radiador y lo aseguramos bien. Luego de esto tenemos que regular la altura con cuidado desde la base de la mesa para alcanzar el rango solicitado.

- Colocamos el triángulo de porcelana adecuadamente sobre el radiador para luego poner sobre este el crisol que contiene 10 ml de agua.

- Esperar una hora para ver el volumen residual y así calcular la rapidez de evaporación

d) Cálculos y resultados:

INICIO FINAL

HORA

CANTIDAD DE AGUA EN EL CRISOL

10 ml

Rapidez de evaporación del agua:

Distancia entre el crisol y el triángulo de porcelana:

Rango de temperatura:

Presión barométrica en el laboratorio:

E) Conclusiones:

- El uso del radiador sirve como un transporte para el flujo del calor hacia el crisol con agua gracias a esto se da la evaporación.

- La evaporación se da a cualquier temperatura sin embargo se podría concluir en este experimento que la evaporación tendrá mayor velocidad si el crisol con el agua se coloca a una mayor temperatura lo cual podemos lograr regulando la altura del radiador.

3.2 Experimento N°2: Precipitación

a) Objetivo general:

Poner en práctica lo conocido en teoría; es decir, tener por experiencia propia las características de los precipitados en una reacción química, como por ejemplo la rapidez de precipitación al realizar las comparaciones de las reacciones y a su vez conocer a las sustancias de manera física.

b) Recursos:

Materias primas e insumos:

- 5mL KI (0,2M) - 5mL alumbre

- 5mL Pb(NO¿¿3)2 ¿ (0,2M) - 5mL de Na2CO3 (0,2M)

- 5mL CuSO4(10%)

Equipos:

- Probeta -Tubo de ensayo

c) Procedimiento para el desarrollo de la experiencia:

1. Trazado de diagrama:

PASOS A SEGUIR PARA LA FORMACION DE PRECIPITADOS

1°RO PASO 2°DO PASO Limpiar los recipientes en el que se Se midió con la probeta 25ml realizará la medición del volumen de cada sustancia.de las sustancias.

3°ER PASO Se realizó las combinaciones en un tubo de ensayo de las sustancias de la siguiente manera:

1°ra REACCION 2°da REACCION 3°ra REACCION

KI (0.2 M)+ Pb(N O3)2 (0.2M) CuSO4 (10%) + Pb(N O3)2 (0.2M) ALUMBRE + N a2CO3(0.2 M)

El precipitado formado: El precipitado formado: El precipitado formado:

Pb I 2 Cu(N O3)2 N a2S O4

2. Descripción de la experiencia:

- 1ra reacción (KI (0.2 M)+ Pb(NO¿¿3)2 ¿ (0.2M)): Al combinar las sustancias se obtuvo una mezcla de color amarillo fuerte, seguidamente comenzó a descender el precipitado, lo cual generó que se formara 2 fases: en la parte inferior del tubo se encontraba el precipitado formado de color amarillo y la parte superior se volvió incoloro.

- 2da reacción (CuSO4 (10%) + Pb(NO¿¿3)2 ¿ (0.2M)): Cuando

se realizó las combinaciones de las sustancias se obtuvo un

color celeste claro, seguidamente comenzó a formarse pequeñas partículas blancas (PRECIPITADO) en la que se fue depositando en la parte inferior del tubo generando así dos fases: en la parte inferior de color blanco y la parte superior de color celeste transparente.

- 3ra reacción (ALUMBRE (Al2 ¿) + Na2CO3 (0.2 M)): Teniendo en cuenta que ambas sustancias eran incoloros, cuando ocurrió la reacción se obtuvo un color blanco intenso de pronto se comenzó a formarse pequeños cristales (PRECIPITADO) el cual no se lograba distinguir muy bien con la parte liquida que era de color blanco transparente.

3. Tabulación de resultados:

Anotaciones de las ecuaciones químicas:

1ra Reacción: Pb(N O3)2(ac) + KI (ac)

Pb(+2) + N O3(-1) + K (+1) + I (-1)

Genera por doble desplazamiento: Pb I 2 (S) + KNO3(ac)Reacción obtenida por tanteo: 1 Pb(N O3)2(ac) + 2 KI (ac) 1 Pb I 2(s)+ 2 KNO3

2da Reacción: CuSO4(ac) + Pb(N O3)2(ac)

Cu(+2) + SO4 (-2) + Pb(+2) +N O3 (-1)

Genera por doble desplazamiento: Cu(N O3)2(s) + PbSO4 (ac)

Reacción obtenida por tanteo: 1CuSO4(ac) + 1 Pb(N O3)2(ac) 1 Cu(N O3)2(s) + 1PbSO4 (ac)

3ra Reacción: Alumbre: Al2(SO4)3(ac) +N a2CO3(ac)

Al(+3) + SO4 (-2) + Na(+1) + CO3(-2)

Genera por doble desplazamiento: A l2(CO3)3(ac) +N a2S O4(s)

Reacción obtenida por tanteo:

A l2(S O4)3(ac) + 3N a2CO3(ac) A l2(CO3)3(ac) + 3N a2S O4(s)

d) Cálculos y resultados:

Orden de rapidez de sedimentación: Pb I 2 > Cu(N O3)2 > Na2(S O4)

e) Conclusiones:

- Se pudo determinar atreves de la comparación que sustancia generada sedimenta más rápido.

- Cada precipitado se diferencia uno de otro ya sea por características o cualidades de las mismas.

f) Recomendaciones:

- Se recomienda realizar la combinación de las sustancias de manera cuidadosa debido a que algunas sustancias contienen elementos químicos peligrosos para la salud.

- También se recomienda que después de haber extraído las sustancias de sus respectivos recipientes, mantener cerrado dichos recipientes.

- Finalmente cuando ya se hizo uso de los materiales como es la probeta y los tubos de ensayo lavarlos con el agua desionizada así se encontraran limpios para experimentos posteriores.

N° ReacciónFórmula del precipitado

Color Aspecto

1 PbI2 Amarillo Polvo2 Cu(NO3)2 Blanco Granuloso3 Na2SO4 Blanco Coloidal

Método de separación

Centrifigación

FiltraciónDecantación

3.3 Experimento N°3: Separación de solidos suspendidos

a) Objetivo específico

- Aprender a realizar procesos básicos como la filtración, decantación, centrifugación, lavado y secado de las soluciones realizadas ya que estos son requisitos indispensables para nuestra carrera.

b) Recursos:

PARA LA FILTRACIÓN:-vaso de precipitación -embudo-soporte universal -bagueta-aro de calentamiento -papel filtro

PARA LA CENTRIFUGACIÓN:-centrífuga universal -tubos centrifuga

PARA LA DECANTACIÓN:-embudo de separación -nuez-soporte universal

c) Procedimiento:

FILTRACIÓN:

- Asegurar el aro de calentamiento en el soporte universal, siguiente a esto colocar el embudo de manera que encaje correctamente en el aro. Después de esto pondremos el vaso de precipitado debajo de este sistema armado y procederemos a realizar la filtración.

- Colocamos el papel filtro de la forma “filtro liso” (este es el más adecuado cuando lo que se quiere es recoger sólidos) luego lo que haremos será transferir la mezcla a través del papel filtro con la ayuda de la bagueta para evitar salpicaduras ( se recomienda que el volumen de esta sea menos de la mitad del

embudo ) dejamos reposar y veremos la separación pedida: en el vaso de precipitado obtendremos lo que llamamos el filtrado y en el embudo el precipitado.

DECANTACIÓN:

- Antes de esto tendemos que dejar reposar la mezcla después de esto ya que no contamos con el embudo de separación procederemos a realizar a mano para esto lo haremos con mucho cuidado separando los componentes de la mezcla.

CENTRIFUGACIÓN:

- Colocamos en la centrífuga los tubos de centrífuga que contienen la mezcla con lo componentes que queremos separar esta actúa mediante la fuerza centrípeta provocando la sedimentación de los sólidos

d) Cálculos y resultados

Equipo Rango MínimaDivisión

Incertidumbre Masa papel filtro

MASA DE PAPEL FILTRO+PRECIPITADO

BALANZA 0-610g 0.1g 0.05g

E) Conclusiones:

- En la decantación tuvimos una separación con error debido a que fue netamente a observación.

- Cada proceso de separación deben ser realizados siguiendo los pasos indicados y de manera adecuada para evitar desperdicios de material.

3.4 Experimento N°4 : Medición de masa.

OBJETIVO ESPECIFICO:

- Usar de manera adecuada la balanza, conociendo su manera de calibrarla antes de hacer uno se este instrumento.

- Darnos cuenta que la balanza también nos da error de medición.

2RECURSOS:

a) Materias primas e insumos: - Materias primas e insumos : hojas bond de 75g

b) Equipos:- Balanza

3PROCEDIMIENDO EN EL DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA:

A) TRAZADO DE DIAGRAMA:

MEDICION DE MASA DE LA HOJA BOND

PASO 1° PASO 2° PASO 3°Se rompe la hoja bond en 8 Se mide la masa de lo pedazos Anotaciones de los datos.pedazos iguales. con una balanza.

DESCRIPCION DE LA EXPERIENCIA:

Para realizar la medición de cada pedazo obtenido en la partición de una hoja bond, tenías que saber cómo se media con la balanza, lo cual utilizamos el conocimiento que tenemos respecto al vernier, y así no se nos hizo más complicado seguidamente se comenzaba a deslizar las pesas hasta que alcance el equilibrio, ya obtenido el equilibrio se obtenía la media de masa de cada uno de ellos.

Tabulación de resultados:

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M80.35 0.4 0.3 0.3 0.2 0.21 0.3 0.3

Masa promedio: 0.295g

Desviación estándar:

S=√∑i=n (X i−x )2

n

Para i=8

S=

√ 0.003025+0.011025+0.000025+0.000025+0.009025+0.007225+0.000025+0.0000258=0.0616

Conclusiones:- De las mediciones obtenidas se puede concluir que la suma de los 8 pedazos de

papel es mayor a la masa total que había al inicio, esto sucedió debido a que al pesar cada pedazo la balanza nos arrojo datos con errores y esa incertidumbre que posee la balanza afecto en cierta medida los cálculos obtenidos teóricamente

3.5 Experimento N°5: Determinación de densidades

a) OBJETIVOS ESPECÍFICO:

- Aprender a determinar las densidades de los cuerpos sólidos y líquidos

- Aprender a determinar los métodos para hallar el volumen utilizando una probeta

b) CALCULOS Y RESULTADOS:

DENSIDAD DE SOLIDOS:

MASA VOLUMEN DENSIDADSOLIDO A (PLOMO)

4.2g 0.4ml 10.5g/ml

SOLIDO B 0.1g 0.6ml 0.167g/ml

(CORCHO)

DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLUCIONES:

SOLUCION ACUOSA

MASA VOLUMEN TEMPERATURA

NaCl 40.50g 45ml 20°C

USO DEL DENSIMETRO:

RANGO MIN. DIVISION

INCERTIDUMBRE DENSIDAD TEMPERATURA

1g/ml-1.4g/ml 0.01g/ml 0.005g/ml 1.029g/ml 15°C

USO DEL PICTOMETRO:

MASA VOLUMEN DENSIDAD TEMPERATURA46.50º 49.954ml 0.93g/ml 20°C

C) CONCLUSIONES:

-Se logró adquirir mayor habilidad en la determinación de densidades para que en ocasiones próximas hacer del procedimiento un método más eficiente. Se logró adquirir mayor habilidad en la determinación de densidades pues como se pudo observar no solo existe una única manera de hallar la densidad de un compuesto. Las densidades obtenidas de distintas maneras se acercan y la diferencia de algunas sucede por la incertidumbre que posee el instrumento usado en la medición de masa y volumen.

-Se pudo ver y aclarar que la densidad de una solución depende de la concentración de la misma; a mayor concentración mayor densidad.

4. CONCLUSIONES:

-Los métodos de separación de mezclas son los procesos físicos, que pueden separar componentes de una mezcla. Esta queda bajo un tratamiento que la divide

en más de dos sustancias distintas. Los métodos más comunes son: Decantación, filtración y sedimentación

-Se conoce sobre propiedades, sobre los instrumentos y métodos adecuados para elaborar dichas mezclas o bien separarlos. 

-Nos damos cuenta que la balanza también nos proporciona error en la medición

-Se puede concluir que la densidad es una propiedad física que nos permite saber la ligereza o pesadez de una sustancia, la cual puede ser determinada por una relación de masa volumen. Hoy en día existen diferentes métodos para hallar la densidad de todo tipo de sustancia, siendo unos más precisos que otros, con este laboratorio se determinó que el método más usual es el principio Arquímedes ya que mientras un cuerpo desaloje volumen puede determinarse su densidad. Con la instrumentación del laboratorio (picnómetro) se pudo ser más preciso en la medición de masa de ciertos líquidos disminuyendo considerablemente los posibles errores de precisión

5. Recomendaciones:

-Lavar con agua destilada los diferentes instrumentos antes de empezar a utilizarlos para que estén en buenas condiciones para su uso

-encender el mechero Bunsen colocando el cerillo sobre la chimenea e inmediatamente abrir la llave del gas lentamente cuidando de que no se apague con el soplo de la salida del gas, hasta observar que se ha encendido el gas sobre la boca de la chimenea.

6. Cuestionario:

1. Indique el uso de los siguientes equipos de laboratorio y su imagen:

Desecador: Un desecador es un instrumento de laboratorio que se utiliza para mantener limpia y deshidratada una sustancia por medio del vacío.

Está fabricado con un vidrio muy grueso y en él se distinguen dos cavidades, la primera cavidad más grande y superior, permite poner a secar la sustancia, y la otra cavidad inferior se usa para poner el desecante, más comúnmente gel de sílice.

Mufla: Una mufla es un tipo de horno que puede alcanzar temperaturas muy altas para cumplir con los diferentes procesos que requieren este tipo de característica dentro de los laboratorios. Las muflas han sido diseñadas para una gran variedad de aplicaciones dentro de un laboratorio y pueden realizar trabajos como: procesos de control, tratamientos térmicos y secado de precipitados.

Estufa: Es un equipo que se utiliza y esterilizar los diferentes recipientes de vidrio y de metal

Liofilizadores: Los liofilizadores permiten la eliminación del agua de productos o disoluciones, en condiciones de baja presión y temperatura lo que favorece que estos productos deshidratados mantengan todas sus propiedades estables. El agua se elimina por congelación del producto y posterior sublimación del hielo en condiciones de vacío y temperatura. Al suministrar calor el hielo pasa de su fase sólida a la gaseosa (sublimación), sin alcanzar el punto de ebullición del agua, y se evita el paso por la fase líquida

2. Describir brevemente las siguientes operaciones:

Destilación simple:

Se utiliza para separar comúnmente mediante calor, los diferentes componentes líquidos de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición de aquellos, teniendo en cuenta que la mezcla contiene una sustancia volátil, o bien, esta contiene

más de una sustancia volátil. Lo que realmente ocurre en este proceso es que se calienta una mezcla liquida en un recipiente hasta que comienza la producción apreciable de vapor; este pasa por un refrigerante donde se convierte de nuevo en liquido (proceso de condensación) e inmediatamente se recoge en un recipiente recolector, este es un solo producto que se obtuvo mediante el proceso de destilación, ya sea porque en la mezcla solo había un componente o porque en la mezcla era uno de los componentes más volátiles que el resto.

Destilación fraccionada:

El objetivo de la destilación fraccionada es conseguir la separación de los líquidos de puntos de ebullición próximos mediante una sola destilación. Para ello se utilizarán las columnas de fraccionamiento, el cual permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden y los líquidos condensados que

descienden, por la utilización de los diferentes platos. Esto facilita al intercambio de calor entre los vapores (ceden) y los líquidos (reciben). Ese intercambio de calor produce un intercambio de masa, donde los líquidos con menos punto de ebullición se convierten en vapor, y los vapores con mayor punto de ebullición pasan al estado líquido. Con esto se logra un destilado con mejor calidad en relación a una concentración mayor en el componente de menor punto de ebullición. Un ejemplo: destilación del petróleo.

2. ¿QUE ES EL CALOR?

El calor es aquello que siente un ser vivo ante una temperatura elevada. La física entiende el calor como la energía que se traspasa de un sistema a otro o de un cuerpo a otro, una transferencia vinculada al movimiento de moléculas, átomos y otras partículas. En este sentido, el calor puede generarse a partir de una reacción química (como la combustión), una reacción nuclear (como aquellas que se desarrollan dentro del Sol) o una disipación (ya sea mecánica, fricción, o electromagnética, microondas).Es importante tener en cuenta que los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. Cuando una parte de esta energía se transfiere de un sistema o cuerpo hacia otro que se halla a distinta temperatura, se habla de calor. El

traspaso de calor se producirá hasta que los dos sistemas se sitúen a idéntica temperatura y se alcance el denominado equilibrio térmico.

Tipos de propagación del calor:

1.-Conducción

Esta forma de propagación se da en los sólidos, cuando se aplica calor a un objeto sólido, la zona donde absorbe calor se calienta y sus partículas adquieren mayor movilidad que el resto del cuerpo y cada partícula transmite el calor a las partículas vecinas, con el cual el calor acaba por propagarse por todo el objeto.

2.-Convección

La propagación del calor por convección se da en los líquidos y en los gases. Es decir cuando calentamos un líquido o un gas en un recipiente, las primeras partículas en calentarse son las del fondo, por la que parte del  líquido o del gas del fondo se dilata y disminuye su densidad y al ocurrir esto esta parte del líquido o gas asciende por el recipiente y la parte  del líquido o gas que estaba encima baja para ocupar el espacio dejado, originándose las llamadas corrientes de convección que van calentando todas las sustancias del recipiente.

3.-Radiación

La radiación es la propagación del calor que

tiene lugar sin el apoyo del ningún medio

material.