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Reporte de Practicas
Laboratorio de Química Aplicada
Profa. Ing. María del Roció Romero SánchezSecuencia 1IM23
Horario: Viernes 11:00-13:00 horas.
Alumno Boleta FirmaBarrón García
Yohana Rebeca 2015600200
Castro Vázquez Gustavo
2015600362
Cisneros Castellanos Inge
Daniela2015600417
Escuadra Landeros Luis Alejandro
2015602694
González León Ana Gabriela
2015600875
Práctica No. 1 Conocimiento y Manejo del Material del Laboratorio
Objetivo Principal
Identificar el material de laboratorio, por nombre, señalando el uso que se le puede dar.
Determinar la masa, el volumen, la densidad, la temperatura y la presión de algunos compuestos químicos aplicando los conceptos de incertidumbre, precisión y error
Objetivos Particulares
Identificar los materiales que permiten medir de manera más precisa el volumen de una solución.
Saber cómo manejar de manera correcta el material de laboratorio. Conocer las fórmulas necesarias para el desarrollo de las actividades.
Resumen
En esta práctica se conocerá el material que se usa en el laboratorio, así como su funcionamiento. Después de conocer su estructura y funcionamiento se realizaran diferentes experimentos y cálculos para obtener la masa, el volumen, la temperatura, la densidad y la presión de algunos compuestos químicos. Utilizando el manómetro para medir la presión manométrica; la probeta, pipeta y vaso de precipitado para medir el volumen; la balanza analítica y la balanza granataria para medir la masa, y el termómetro para medir temperatura. Al conocer todos estos valores, se podrán calcular otros valores como la presión absoluta y la densidad de una solución. Y esto nos servirá para tener un buen manejo de los materiales y aparatos que se usan en el laboratorio para prácticas futuras.
Introducción
Característica y uso de los materiales y equipo más común en el laboratorio
El instrumental de uso en el laboratorio se puede agrupar en: material (utensilios), y aparatos. Material se designa a cualquier instrumento sencillo como pinzas, probetas, pipetas, matraces, entre otros. Aparato es todo instrumento de construcción más elaborada.
MATERIALES
NOMBRE DIBUJO USO CLASIFICACION
Soporte universal
Utilizado como base o soporte
de otros utensilios
Materiales de sostén
Anillo de hierro
Se utiliza para sostener
recipientes que van a
calentarse a fuego lento
Material de sostén
Rejilla
Se utiliza para sostener
utensilios que se van a
someter a un calentamiento
Material de sostén
Gradilla
Son soportes para el tubo de
ensayo, embudo, etc.
Material de sostén
Pinzas para bureta
Tenazas separadas por
un soporte controlable por
llave de mariposa
Material de sostén
Pinzas de Lincoln
Permite sujetar dos buretas
Material de sostén
Pinzas Holder
Una sujeta al soporte
universal y otra a la pinza de
extensión.
Material de sostén
Pinzas de extensión
Se utiliza para sujetar
refrigerantes o condensadores
Material de sostén
Pinzas para tubo de ensayo
Se usan para sujetar tubos
de ensayo
Material de sostén
Matraz balón de fondo
plano
Recipiente de vidrio, de cuello largo y cuerpo
esférico. Fondo plano
Recipientes
Matraz balón
Recipiente de vidrio, de
cuerpo y cuello esférico
Recipientes
Matraz de dos bocas
Recipiente de vidrio, de cuerpo
esférico, con boca lateral
Recipientes
Probeta
Mide volúmenes en forma más o
menos exacta
Material volumétrico
Bureta
Mide volúmenes en
forma más exacta; también
se usa para titular
soluciones
Material volumétrico
Matraz aforado
Se utiliza para la preparación de soluciones
valoradas
Material volumétrico
Pipeta graduada o serológica
Mide volúmenes
exactos
Material volumétrico
Pipeta aforada o
volumétrica
Mide volúmenes
determinados
Material volumétrico
Embudos: sencillos y de
separación
Se puede utilizar para utensilios de
boca pequeña y/o para filtrar o
separar sustancias
Material de uso especifico
Mortero con mazo
Se utiliza para pulverizar
Material de uso especifico
Matraz Erlenmeyer
Se utiliza para hacer
titulaciones
Material de uso especifico
Vaso de precipitados
Utilizado para precipitaciones
Material de uso especifico
Vidrio de reloj
Se utiliza en cristalizaciones
en pequeña escala y para
pesar compuestos
solidos
Material de uso especifico
Tubo de ensayo
Se utiliza para hacer
pequeños ensayos
Material de uso especifico
MecheroSe utiliza para
calentar sustancias
Material de uso especifico
Termómetro de
laboratorio
Se utiliza para medir
temperatura
Material de uso especifico
Densímetro
Se utiliza para medir la
densidad y la concentración
de líquidos
Material de uso especifico
Viscosímetro de Ostwald
Se usa para determinar la viscosidad de
líquidos
Material de uso especifico
Química y Propiedades de la Materia
La Química es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así como sus transformaciones con intervención de la energía. A diferencia de la Física quien se ocupa de la energía y sus transformaciones. La Fisicoquímica abarca el estudio de las interacciones entre la materia y la energía, y explica los principios que rigen las transformaciones de la materia conocidas como reacciones químicas, mediante el estudio de las propiedades físicas de las substancias y del efecto de los cambios físicos sobre las reacciones.
La materia es todo aquello que ocupa lugar en el espacio y posee masa. Todos los sistemas materiales están formados por átomos y moléculas. Las moléculas son átomos unidos entre sí mediante enlaces químicos.
La química está estrechamente relacionada con las ciencias físicas, extendiéndose a varias disciplinas que vas desde la astronomía hasta la biología, entre las cuales se encuentra la Física, la Arqueología, la Biología, la Astronomía y la Medicina.
Entre las propiedades de la materia, se encuentran las propiedades particulares las cuales son las cualidades características de cada substancia con independencia de tamaño o forma de la muestra. Ejemplo, el azúcar y la sal son sólidos cristalinos blancos. El primero es de sabor dulce y se funde volviéndose marrón cuando se calienta en un cazo, puede arder en el fuego directo en contacto con el aire. La sal en cambio se puede calentar a altas temperaturas y no funde, desprendiendo un color amarillento al contacto del fuego directo.
También se encuentran las propiedades generales las cuales con las cualidades que no son característica de la substancia; ejemplo: El tamaño, la forma, la longitud, el peso y la temperatura. Entre estas propiedades, se encuentran las:
Propiedades Físicas: Son aquellas que pueden ser observadas sin cambiar la naturaleza de las substancias ejemplos: masa, densidad, color, olor, dureza, elasticidad, punto de fusión, punto de ebullición, entre otras.
Propiedades Químicas: Son aquellas que se refieren a la naturaleza intima de la substancia o a la manera de reaccionar con otra. Ejemplo: La combustión del azufre para producir anhídrido sulfuroso, la explosión producida al quemar hidrogeno, la combustión de un trozo de cinta de magnesio para producir óxido de magnesio.
Entre las propiedades físicas, podemos identificar a la Masa que es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, su unidad fundamental en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg) y en el Sistema Inglés es la libra (lb) .Para medir masas muy pequeñas, como la del átomo, se emplea la uma (u) que es la unidad atómica de masa cuya equivalencia es el gramo (g), que es una unidad de masa muy utilizada y se puede representar con múltiplos y submúltiplos.
Otra propiedad Física que podemos encontrar es el Peso que es la atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos hacia su centro, es decir, el efecto que tiene la gravedad terrestre sobre ellos.
El Volumen es el lugar o espacio que ocupa un cuerpo determinado. Existen cuerpos de muy diversos tamaños. Para expresar el volumen de un cuerpo se utiliza el metro cúbico (m³) y demás múltiplos y submúltiplos.
La Densidad es la relación entre la masa y el volumen de una substancia, o entre la masa de una substancia y la masa de un volumen igual de otra substancia tomada como patrón. En otras palabras, mientras más masa haya en el mismo volumen este tendrá más densidad. La densidad especifica es un numero adimensional que corresponde a la magnitud de la densidad expresada en gramos por centímetro cubico o en kilogramos por litro.
La Presión Manométrica y el Manómetro
Un dispositivo sencillo para medir la presión es el manómetro de tubo abierto. El extremo de un tubo en forma de U que contiene un líquido se abre a la atmósfera y el otro extremo se conecta a un sistema de presión desconocida, P. La diferencia en la presión P-P0 es igual a pgh. En consecuencia vemos que P=P0+pgh. La presión P es conocida como presión absoluta, en tanto que la diferencia P-P0 recibe el nombre de presión manométrica.
Una atmósfera (1atm) de presión se define como la presión equivalente de una columna de mercurio que mide exactamente 0.76000 m de altura a 0ºC, con g=9.80665 m/s2.
Sección de Material y reactivos
Material
Manómetro Garrafón Manguera Bureta Vaso de precipitado
Probeta Vidrio de Reloj Balanza granataria Balanza analítica Termómetro
Material Uso ImagenInstrumento de medición de presión
Manómetro Medición de presión de los fluidos
Instrumento de medición del volumen
BuretaMide V en forma más exacta; también se utiliza para titular
soluciones.
Probeta Mide V de forma más o menos exacta
Instrumento de materiales especificos
Vaso de Precipitado
Se utiliza para medir precipitaciones
Instrumento de medición de la masa
Vidrio de Reloj
Se utiliza en cristalizaciones en pequeña escala y para pesar
compuestos químicos.
Balanza Granataria
Se utiliza para medir masas más o menos exactas
Balanza Analítica
Se utiliza para medir masas mucho más exactas
Instrumento de medición de temperatura
Termómetro de vidrio
Se utiliza para medir la temperatura en ºC
ReactivosReactivo Imagen
Carbonato de calcio (CaCO3)
Cloruro de sodio(NaCl)
Desarrollo (Diagrama de Bloques)
Diagrama de Presión Manométrica
Ilustración 1Proceso de obtención de la Presión Manométrica
Diagrama de Volumen
Vidrio en forma de U con H2O,
conectado a un Garrafón
por una manguera
Bombear
Aire
El liquido se
desplaza
Medir Desplazamiento
Calcular la diferencia de
alturas del liquido en cada lado
Rep
etir
pro c
eso
Bombear nuevamente, hasta obtener una diferencia
de 40 cm
Calculos
Teniendo todos los
calculos de la diferencia de
alturas, se calcula la
atura en cm de Hg
(Presion Manometrica)
Obtener
Teniendo la altura en cm
de Hg (Presion
Manometrica) se calcula la
Presion Absoluta
Ilustración 2Proceso de medición del Volumen
Diagrama de Masa
Ilustración 3Proceso de medición de Masa
Diagrama de Densidad de los Líquidos
Medir 25 ml de Agua destilada en una
BuretaVaciar
25 ml en un vaso de Precipitado
Colocar30 ml de agua en un vaso de precipitados
calcular
En la probeta medir 25 ml. Calcular
Incertidumbre, % de error de cada
material
Calibrar la balanza granataria Obtener El peso del Vidrio de
Relojcolocar
2g de NaCl y 3g de CaCO3
Colocar la balanza Analitica
en modo taremedir
Peso del Vidrio de
Reloj
Seleccionar nuevamnte el
modo Tare (para que la balanza
pese solo la substancia
colocar2g de NaCl y 3g de CaCO3
Ilustración 4Densidad del Agua
Ilustración 5Densidad de una Solución
Cálculos y Resultados
Obtener el peso del Vaso de Precipitado
agregar 20 ml de H2O se mide
La masa del Vaso de presipitado
junto con el agua
Calcular
Masa de los 20 ml de H2O y su
densidad
Calentar el agua durante 3 min y
medir temperatura
Enfriar el agua durante 3 min y
medir temperatura
Obtener el peso del Vaso de Precipitado
agregar20 ml de
agua destilada
agregar3 gr de Cloruro
de Sodio
Medir
Volumen con la bureta, del
agua destilada junto con el
NaCl
vaciar
La solición en un matraz
aforado, para una mejor solución
Vaciar
Al vaso de precipitado y
tomar la tempretartura
calcular
Masa y densidad
Calentar el agua durante 3 min y
medir temperatura
Enfriar el agua durante 3 min y
medir temperatura
Análisis de Resultados
Experimento de Presión Manométrica.
Este experimento consistió en el cálculo de la presión manométrica y la presión absoluta por medio del experimento del manómetro. El cual consiste en aplicar aire a un líquido y medir el desplazamiento de este. Los cálculos que se realizaron, constan de una diferencia de alturas en el líquido de un lado del tubo y del otro. Se pretendió obtener una diferencia de alturas de 40 cm; y para ello se fueron realizando cálculos a partir de una altura de 35 cm. Y ya después de haber calculado varias diferencias de alturas, encontramos que con una altura de 53 cm-13 cm logramos obtener una diferencia de altura de 40 cm.
Experimento del Volumen.
Después de medir los 25ml de agua destilada en la bureta, aprendimos a manejar los materiales apropiadamente para tener seguridad y evitar desperdiciar la substancia de estudio o repetir el experimento. Así mismo, al vaciar la misma cantidad a los diferentes materiales (vaso de precipitados, probeta y pipeta) y realizar los cálculos de porcentaje de error y de incertidumbre se observa que la pipeta vario entre los datos obtenidos aunque es el porcentaje más bajo, le sigue la probeta con un 4% de error, al final el vaso de precipitado es el más propenso a tener error, ya que maneja cifra redondeadas.
Experimento de Masa
Al momento de medir las diferentes substancias en la balanza granataria y la balanza analítica, se pudo observar que el porcentaje de error o la diferencia de resultados es mínima, ya que se supo trabajar con las dos balanzas de manera correcta para así lograr obtener buenos resultados.
Experimento de Densidad de Líquidos.
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 3600
10
20
30
40
50
60
24 2529
3540
4550 47
41 38 35 33 3124 25 27
3135
4045
4137 35 32 31 29
Densidad de los LiquidosH2O Solucion
Segundos
Tem
pera
tura
En esta grafica se puede observar que el agua logro alcanzar una máxima de temperatura de 50°C en un tiempo de 3 minutos, a diferencia de la solución que su máxima fue de 45°C en el mismo tiempo. Esto se debe a que la densidad de la
solución (NaCl con agua destilada) es mayor que la del agua (H2O). Por lo tanto, mientras mayor sea la densidad de una solución su aumento de temperatura será más lento, al igual que su enfriamiento.
Conclusiones
En esta práctica conocimos los diversos materiales del laboratorio así como su uso; en los cuales podemos encontrar a los materiales de soporte que son todas las pinzas, la rejilla, el anillo y el soporte universal; los recipientes que son utilizados para contener substancias que son el Matraz aforado, matraz de dos bocas; los materiales volumétricos que se emplean para medir los volumen como la probeta, bureta, pipeta, piseta; y los materiales de uso específico como el embudo de Bunchner, mortero con mazo, vidrio de reloj, tubo de ensayo, mechero y termómetro, entre otros.
En el experimento de volumen, concluimos que la pipeta es el material más exacto al hacer los cálculos ya que tiene más cifras intermedias en la graduación del material, su porcentaje de error es muy bajo y su valor de incertidumbre se acerca mucho por debajo y por encima del valor aceptado, por lo que es el material más confiable.
Al momento de utilizar la balanza granataria se tiene que equilibrar a cero para que el peso obtenido sea preciso, observando que al momento de obtener una masa por medio de esta balanza existen factores como el aire, desequilibrio en la base que la sostiene podrían ser factores que ocasionen una alteración en la medición, concluyendo que la balanza digital es más precisa y tiene un menor porcentaje de error.
En esta práctica aprendimos a tener cuidado y a no equivocarnos al medir, a usar de manera correcta los materiales e identificamos cuál de los materiales es más preciso al momento de trabajar con él.
Cuestionario
1. Mencione la importancia de conocer el uso del material y del equipo de laboratorio describiendo los diferentes tipos de material y su uso.
R: Eso se encuentra en la Introducción, donde se hace la clasificación de los diferentes materiales que se usan en el laboratorio.
2. Determine las masas de carbonato de calcio y de cloruro de sodio, especificando la incertidumbre, la precisión, así como el porcentaje de desviación con respecto al valor obteniendo con la balanza electrónica.
R: Esta serie de cálculos los podemos encontrar en la sección de cálculos y resultados obtenidos, donde se determina la masa del Carbonato de Calcio y del
Cloruro de Sodio, obtenidos en la balanza granataria y la balanza analítica, asi como el porcentaje de desviación con respecto al valor obtenido.
3. Determine, en la medición del volumen del agua, la incertidumbre, la precisión, así como el porcentaje de desviación (error en la medición) de cada material utilizado, con respecto al volumen medido en la bureta.
R: Esta serie de cálculos los podemos encontrar en la sección de cálculos y resultados obtenidos, donde se determina el volumen del agua, la precisión, la incertidumbre, así como el porcentaje de desviación de cada material utilizado con respecto al volumen medido en la bureta.
4. Elabore una tabla de datos en donde se exprese el volumen determinado en las unidades indicadas.
R: Esta tabla se encuentra en la sección de cálculos y resultados.
5. Compare la densidad del agua, a temperatura ambiente, con la densidad de la solución del cloruro de sodio, también a temperatura ambiente.
R: Se puede encontrar en la sección de cálculos y resultados, a manera de una gráfica donde se ve el comportamiento del cambio de temperatura, así como los cálculos de obtención de densidad.
6. Construya una gráfica de temperatura contra tiempo que incluya el calentamiento del agua destilada y del calentamiento de la solución del cloruro de sodio. Interprete la gráfica
R: Esta gráfica se encuentra ubicada en la sección de Análisis de Resultados.
7. Calcule las presiones absolutas para el aire, a partir de las presiones manométricas, expresando los resultados en mm de Hg, atmosferas, lb/pulg2, Pa.
R: Estos caculos los podemos encontrar en la sección de cálculos y resultados.
8. Investigue tres equipos de uso industrial, incluyendo su ilustración, útiles en la medición de
a. Presión
Manómetro de presión absoluta
Manómetro de tubo en U
Manómetro de Pozo
b. Temperatura
Termómetro de Vidrio
Pirómetro
Termómetro bimetálico
c. Volumen
Matraz
Vaso de Precipitado
Pipeta
Glosario
Química: es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así como sus transformaciones con intervención de la energía. A diferencia de la Física quien se ocupa de la energía y sus transformaciones.
Materia: es todo aquello que ocupa lugar en el espacio y posee masa.
Masa: que es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, su unidad fundamental en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg) y en el Sistema Inglés es la libra (lb)
Peso: que es la atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos hacia su centro, es decir, el efecto que tiene la gravedad terrestre sobre ellos.
Volumen: es el lugar o espacio que ocupa un cuerpo determinado. Existen cuerpos de muy diversos tamaños.
Densidad: es la relación entre la masa y el volumen de una substancia, o entre la masa de una substancia y la masa de un volumen igual de otra substancia tomada como patrón.
Bibliografía
Chang R. Química 6ta edición. McGrawHill(1991). Pag. 1-22
Raymond A. Física Serway 4ta edición. McGrawHill Pag. 422-427g
Raymond A. Física Serway ed. McGrawHill. Pag. 332